CN102412595B - 控制微网与大电网之间的连接的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种控制微网与大电网之间的连接的方法，所述方法包括：确定需要对微网进行并网操作还是解网操作；当确定需要对微网进行解网操作时，断开第一断路器；监控并网变压器的高压侧的涌流；确定并网变压器的高压侧的涌流是否衰减了第一预定程度；当确定并网变压器的高压侧的涌流衰减了第一预定程度时，断开第二断路器；当确定并网变压器的高压侧的涌流没有衰减了第一预定程度时，返回执行监控并网变压器的高压侧的涌流的步骤。根据本发明的方法可有效降低并网/解网操作对主电网的冲击以及对微网设备的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及电网领域。更具体地讲，本发明涉及一种控制微网与大电网之间的连接的方法。
背景技术
随着常规能源的逐渐枯竭以及日益严重的环境污染，可再生能源以及分布式发电技术近年来在世界范围内得到了越来越多的重视和发展。目前，分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至50兆瓦的小型化、模块化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小型发电系统。目前已有的研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微型电网(MicroGrid，下面简称微网)的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。
作为分布式发电的重要组成形式之一，微网通常由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷、监控系统、保护系统、电力传输设备等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。因为微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求，其灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性；同时，微网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。此外，微网将分散的、不同类型的小型发电源(分布式电源)组合起来供电，能够使小型电源获得更高的利用效率。在大电网正常状态下，微网需要长期稳定运行；而在大电网受到干扰时，微网必须快速脱离大电网，进入并保持于孤岛运行状态，待大电网故障排除后重新自动并网运行。上述功能被概括为：削峰填谷、功率平滑、模式切换等。实现这些功能所需的控制方式是微网技术的难点，各国研究团队正不断开发更优的控制方法和硬件组成。
近年来，风力发电、太阳能光伏发电技术的发展，使得可再生能源发电得到了越来越多的利用，将可再生能源发电与微网形式相结合的技术，是应用前景更广阔的技术，成为了电力系统研究的新领域。由于微网是一种新型电网，其系统复杂程度大大高于普通电网，这导致了微网控制方法的复杂度相对普通电网也大大提升。
目前，现有的微网系统通常由单一种类的分布式电源、负荷、电力传输设备简单组成。分布式电源通常是传统能源的电源类型，例如铅酸蓄电池、锂电池组为代表的能量型储能设备，也可配置一定容量的燃机。
图1示出一种现有的微网拓扑结构。
如图1所示，微网分布式电源101(常为燃机/储能系统)接入母线BUS1。微网负荷102也接入母线BUS1。
母线BUS1一般为低压交流母线，电压通常在220V～35KV之间，通过变压器103与母线BUS2相连。母线BUS2一般为高压交流母线，可视为大电网，电压通常在10KV～220KV之间。
位于变压器103的高压侧的断路器104作为微网和大电网之间的连接点来实现微网并网/解网的操作。即，在现有技术中，微网和大电网之间为单一的发令闭合或者断开并网开关。
然而，在微网存在有较多的电力电子设备，比如光伏发电系统是通过逆变器将直流电压变为交流，再通过变压器接入到交流母线中，诸如风力发电系统、储能单元也是如此方式接入。在此电气接入下的微网系统，面临着电压低、电流大的特点。且电力电子设备对电压、电流冲击的耐受能力差，容易损坏。因此，在现有技术的微网并网/解网操作，对主电网冲击大，对并网变压器安全也有一定的影响，人工操作不能解决上述问题，而且容易发生误操作，电力电子设备频繁保护动作。
发明内容
本发明的一方面在于提供一种控制微网与大电网之间的连接的方法，从而在微网的并网/解网操作中对主电网冲击较小，对微网设备干扰较小，并且能够柔性地控制微网的并网/解网。
本发明的另一方面在于提供一种微网的解网控制方法，从而有效降低在微网从大电网解网的操作中对主电网的冲击和对微网设备的干扰。
本发明的另一方面在于提供一种微网的并网控制方法，从而有效降低在微网并入大电网的操作中对主电网的冲击和对微网设备的干扰。
本发明的一方面提供一种控制微网与大电网之间的连接的方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：
(a)确定需要对微网进行并网操作还是解网操作；
(b)当确定需要对微网进行解网操作时，断开第一断路器；
(c)监控并网变压器的高压侧的涌流；
(d)确定并网变压器的高压侧的涌流是否衰减了第一预定程度；
(e)当确定并网变压器的高压侧的涌流衰减了第一预定程度时，断开第二断路器；
(f)当确定并网变压器的高压侧的涌流没有衰减了第一预定程度时，执行步骤(c)。
可选地，所述方法还包括步骤：(g)当确定需要对微网进行并网操作时，闭合第二断路器；(h)监控并网变压器的低压侧的涌流；(i)确定并网变压器的低压侧的涌流是否衰减了第二预定程度；(j)当确定并网变压器的低压侧的涌流衰减了第二预定程度时，闭合第一断路器；(k)当确定并网变压器的低压侧的涌流没有衰减了第二预定程度时，执行步骤(h)。
可选地，第一预定程度为至少90％。
可选地，第二预定程度为至少90％。
可选地，第一预定程度为90％。
可选地，第二预定程度为90％。
本发明的另一方面提供一种微网的解网控制方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：(a)当确定需要对微网进行解网操作时，断开第一断路器；(b)监控并网变压器的高压侧的涌流；(c)确定并网变压器的高压侧的涌流是否衰减了预定程度；(d)当确定并网变压器的高压侧的涌流衰减了预定程度时，断开第二断路器；(e)当确定并网变压器的高压侧的涌流没有衰减了预定程度时，执行步骤(b)。
可选地，所述预定程度为至少90％。
本发明的另一方面提供一种微网的并网控制方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：(a)当确定需要对微网进行并网操作时，闭合第二断路器；(b)监控并网变压器的低压侧的涌流；(c)确定并网变压器的低压侧的涌流是否衰减了预定程度；(d)当确定并网变压器的低压侧的涌流衰减了预定程度时，闭合第一断路器；(e)当确定并网变压器的低压侧的涌流没有衰减了预定程度时，执行步骤(b)。
可选地，所述预定程度为至少90％。
根据本发明的微网的并网/解网控制方法提高了微网并网/解网操作成功率，减少了操作时暂态过程对大电网的不良影响和对微网内部设备的不良影响，提高了并网变压器寿命，并且减少了运行人员手动操作的工作量。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出一种现有的微网拓扑结构；
图2示出根据本发明的微网拓扑结构；
图3示出根据本发明的微网的并网/解网控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例，示例性实施例在附图中示出。然而，可以以许多不同的形式实施示例性实施例，并且不应被解释为局限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将示例性实施例的范围传达给本领域的技术人员。
图2示出根据本发明的微网拓扑结构。
如图2所示，微网系统包括微网分布式电源201和微网负荷202。
微网分布式电源201和微网负荷202接入低压母线BUS1，低压母线BUS1经由位于低压侧的第一断路器203连接到并网变压器204。
并网变压器204经由位于高压侧的第二断路器205连接到高压母线BUS2，从而接入大电网。大电网是指具有比微网的电压高的电压的电网。
因此，可以看到，在图2示出的微网拓扑结构中，微网与大电网通过位于并网变压器204的低压侧的第一断路器203和位于并网变压器204的高压侧的第二断路器205进行连接。
图3示出根据本发明的微网的并网/解网控制方法的流程图。
在步骤301，确定需要对微网进行并网操作还是解网操作。换句话说，确定将微网从“并网方式”切换到“离网方式”还是将微网从“离网方式”切换到“并网方式”。
当在步骤301确定需要对微网进行解网操作时，在步骤302，断开位于并网变压器204的低压侧的第一断路器203。
在步骤303，监控并网变压器204的高压侧的涌流。
在步骤304，确定并网变压器204的高压侧的涌流是否衰减了第一预定程度。
优选地，第一预定程度为至少90％。更优选地，第一预定程度为90％，也就是说，确定高压侧的涌流是否衰减了90％。
当在步骤304确定并网变压器204的高压侧的涌流衰减了第一预定程度时，在步骤305，断开位于网变压器204的高压侧的第二断路器205。这样，完成了解网操作，从而结束本流程。
当在步骤304确定并网变压器204的高压侧的涌流没有衰减了第一预定程度时，执行步骤304继续监控并网变压器204的高压侧的涌流。
当在步骤301确定需要对微网进行并网操作时，在步骤306，闭合位于并网变压器204的高压侧的第二断路器205。
在步骤307，监控并网变压器204的低压侧的涌流。
在步骤308，确定并网变压器204的低压侧的涌流是否衰减了第二预定程度。
优选地，第二预定程度为至少90％。更优选地，第二预定程度为90％，也就是说，确定低压侧的涌流是否衰减了90％。
当在步骤308确定并网变压器204的低压侧的涌流衰减了第二预定程度时，在步骤309，闭合位于并网变压器204的低压侧的第一断路器203。这样，完成了并网操作，从而结束本流程。
当在步骤308确定并网变压器204的低压侧的涌流没有衰减了第二预定程度时，执行步骤307继续监控并网变压器204的高压侧的涌流。
可选地，在步骤301之前还采集微网数据，自动检测并网变压器当前的运行方式，从而根据采集的数据和确定的运行方式在步骤301确定需要对微网进行并网操作还是解网操作。
并网变压器运行方式包括：投运方式、热备用方式、冷备用方式、检修方式。在投运方式下，微网处于并网状态。在热备用方式、冷备用方式、检修方式下，微网处于离网(或解网)状态。当从热备用方式转换为投运方式时，并网变压器的铁芯无剩磁；当从投运方式转换为热备用方式时，并网变压器处于铁芯饱和。
尽管在图3所示的流程中综合了微网的并网和解网控制方法，然而应该理解，微网的并网控制方法和解网控制方法可独立进行。例如，步骤302-305可单独构成微网的解网控制方法，步骤306-309可单独构成微网的并网控制方法。
根据本发明的微网的并网/解网控制方法提高了微网并网/解网操作成功率，减少了操作时暂态过程对大电网的不良影响和对微网内部设备的不良影响，提高了并网变压器寿命，并且减少了运行人员手动操作的工作量。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (10)
1.一种控制微网与大电网之间的连接的方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：
(a)确定需要对微网进行并网操作还是解网操作；
(b)当确定需要对微网进行解网操作时，断开第一断路器；
(c)监控并网变压器的高压侧的涌流；
(d)确定并网变压器的高压侧的涌流是否衰减了第一预定程度；
(e)当确定并网变压器的高压侧的涌流衰减了第一预定程度时，断开第二断路器；
(f)当确定并网变压器的高压侧的涌流没有衰减了第一预定程度时，执行步骤(c)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：
(g)当确定需要对微网进行并网操作时，闭合第二断路器；
(h)监控并网变压器的低压侧的涌流；
(i)确定并网变压器的低压侧的涌流是否衰减了第二预定程度；
(j)当确定并网变压器的低压侧的涌流衰减了第二预定程度时，闭合第一断路器；
(k)当确定并网变压器的低压侧的涌流没有衰减了第二预定程度时，执行步骤(h)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，第一预定程度为至少90％。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，第二预定程度为至少90％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，第一预定程度为90％。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，第二预定程度为90％。
7.一种微网的解网控制方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：
(a)当确定需要对微网进行解网操作时，断开第一断路器；
(b)监控并网变压器的高压侧的涌流；
(c)确定并网变压器的高压侧的涌流是否衰减了预定程度；
(d)当确定并网变压器的高压侧的涌流衰减了预定程度时，断开第二断路器；
(e)当确定并网变压器的高压侧的涌流没有衰减了预定程度时，执行步骤(b)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定程度为至少90％。
9.一种微网的并网控制方法，其中，微网经由第一断路器连接到并网变压器，并网变压器经由第二断路器连接到大电网，微网的电压低于大电网的电压，所述方法包括步骤：
(a)当确定需要对微网进行并网操作时，闭合第二断路器；
(b)监控并网变压器的低压侧的涌流；
(c)确定并网变压器的低压侧的涌流是否衰减了预定程度；
(d)当确定并网变压器的低压侧的涌流衰减了预定程度时，闭合第一断路器；
(e)当确定并网变压器的低压侧的涌流没有衰减了预定程度时，执行步骤(b)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定程度为至少90％。
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