CN103532169A - 微电网智能快速解并列装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微电网智能快速解并列装置，包括具有快速开通/关断性能的IGBT开关、断路器、熔断器、检测电压的装置、检测电流的装置、检测IGBT温度的装置、对采样信号进行调理的电路、处理和逻辑分析判断的信号处理单元、产生主电路开关器件驱动信号的驱动电路、用于显示信号处理单元输出信息的LCD显示屏。本发明实现了微电网与大电网之间的无缝切换，所述信号处理单元与微电网控制器之间能互相通信，便于实现微电网与大电网之间更好地协调运行，有利于系统的优化管理。

Description

微电网智能快速解并列装置
技术领域
本发明涉及一种微电网智能快速解并列装置，该装置主要用在微电网与大电网连接处，来实现微电网与大电网之间的解并列。
背景技术                             
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护盒管理的自治系统。微电网是大电网的有益补充，其主要有两种运行方式：并网运行（连接到外部大电网上运行）和孤网运行（脱开大电网孤立运行）。微电网并网运行时，微电网向大电网提供多余的电能或者大电网补充微电网发电量的不足；当大电网故障或电能质量部满足微电网要求时，微电网与大电网断开独自运行，进入了孤网运行模式。
为保证微电网内的重要负荷不间断供电，这就要求微电网由并网运行转为孤网运行时的速度够快，能实现无缝切换。而目前，微电网不同运行模式间的切换多依靠机械式开关，开关速度较慢不能满足微电网与大电网之间的无缝切换，降低了对重要负荷供电的可靠性。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，实现微电网与大电网之间的无缝切换，本发明提出了一种微电网智能快速解并列装置。当微电网由并网运行转为孤网运行时，该解并列装置能快速断开，实现无缝切换；当微电网需要由孤网运行转为并网运行时，该装置能检测微电网和大电网两侧的电压当满足并网要求时，该解并列装置能快速闭合，可快速实现微电网与大电网之间的并列。
本发明所采用的主要技术方案是：
一种微电网智能快速解并列装置，其特征在于：包括主回路和控制回路；
所述主回路包括具有快速开通/关断性能的绝缘栅双极型晶体管IGBT开关、电流断路器和熔断器，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT开关由两个IGBT反向串联组成，开关两侧分别各串联一个电流断路器。
所述控制回路包括采样调理电路、信号处理单元及驱动电路；所述信号处理单元与微电网控制器之间互相通信，信号处理单元向微电网控制器发送所述装置的状态信息，微电网控制器向信号处理单元发出控制信号来控制主回路开关的开通或关断；同时，所述信号处理单元对采样调理电路的输出信息进行处理和逻辑分析判断，再将分析结果传输到驱动电路，产生作用于所述主回路中IGBT开关和电流断路器的驱动信号。
所述主回路另设有用于检修更换IGBT时能保证装置正常工作的旁路电流断路器。
所述主回路中还设有用于过流保护的熔断器。
所述控制回路中还包括用于检测微电网和大电网电压的检测装置、检测电流的装置和检测IGBT温度的装置。
当所述IGBT温度过高时，所述控制回路中信号处理单元DSP产生驱动风扇的驱动信号，具有过温保护。。
所述控制回路中还包括用于显示该装置的温度、开关状态、电压、电流、功率、控制模式和报警信号的LCD显示屏。
另外，所述装置具有电压检同期功能、上电或复位后自检测功能和可选择本地控制和远程控制的功能。
本发明的有益效果是：
本发明的微电网智能快速解并列装置能够实现微电网与大电网之间的无缝切换。当微电网由并网运行转为孤网运行时，该解并列装置能快速断开；当微电网需要由孤网运行转为并网运行时，该装置能检测微电网和大电网两侧的电压，并且当满足并网要求时，该解并列装置能快速闭合，快速实现微电网与大电网之间的并列。
由于所述装置采用了具有快速开通/关断性能的IGBT作为主开关，比传统的机械式开关具有更快的开关速度。
由于所述装置采用的信号处理单元DSP与微网控制器之间能互相通信，有利于实现微电网与大电网之间更好地协调运行，利于系统的优化管理。
附图说明
图1为微电网智能快速解并列装置结构图；
图2为微电网智能快速解并列装置主程序流程图；
图3为微电网智能快速解并列装置中断程序流程图。
具体实施方式
 下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明公开了一种微电网智能快速解并列装置，主要用在微电网与大电网连接处，当微电网由并网运行转为孤网运行时，该解并列装置能快速断开，实现无缝切换；当微电网需要由孤网运行转为并网运行时，该装置能检测微电网和大电网两侧的电压，当满足并网要求时，该解并列装置能快速闭合，可快速实现微电网与大电网之间的并列。如图1所示，其主回路由具有快速开通/关断性能的IGBT、电流断路器CB和熔断器FS组成；控制回路包括用于检测微电网和大电网电压的检测装置、检测电流的装置和检测IGBT温度的装置以及对采样信号进行调理的电路，信号处理单元DSP，用于产生主电路开关器件驱动信号的驱动电路，用于显示DSP输出信息的LCD显示屏。
主回路采用的是两个IGBT串联而成的具有快速开通/关断性能的IGBT开关，IGBT开关两侧各串联个电流断路器CB2和CB3，另设有旁路开关CB1用于检修更换IGBT时能保证装置的正常工作。另外，主回路中还设有熔断器FS用于过流保护。
信号处理单元DSP与微电网控制器之间互相通信，微电网控制器向信号处理单元发出控制信号（如继电保护信号、远程解并列信号、远程复位信号等），控制所述主回路的开通或关断；所述信号处理单元向微电网控制器发送所述装置的状态信息。同时，信号处理单元对采样调理电路的输出信息进行处理和逻辑分析判断，并将分析结果传输到驱动电路，产生作用于所述主回路中IGBT和电流断路器的驱动信号。
当IGBT温度过高时，控制回路中信号处理单元DSP会产生驱动风扇的驱动信号，具有过温保护。LCD显示屏显示该装置的温度、开关状态、电压、电流、功率、控制模式和各种报警信号等。另外，该装置具有电压检同期功能、上电或复位后自检测功能和可选择本地控制和远程控制的功能。
图2示出了微电网智能快速解并列装置主程序流程，首先是初始化，包括系统初始化，FFT初始化，LCD初始化，设定工作方式；上电或复位自检测判断有无故障，如有将其显示出来，若没有，再判断是本地还是远程控制； 
 若是本地控制，判断经FFT处理过的两侧电压是否符合要求，若不符合要求就进入解列状态；若符合要求，再判断当前的开关连接状态，若是闭合状态，就不动作，若是断开状态，就转入并列状态，此时若有保护信号，就进入解列状态，若无就不动作； 
 若是远程控制，如果当前开关是连接的，接收到远程发出的解列命令时，就进入解列状态，若没有解列命令，就不动作；如果当前开关是断开的，没有接收到远程发出的并列命令时，就不动作，若接收到远程发出的并列命令，在判断标志位All_ok是否为1(即两侧电压是否符合并列要求) ，若All_ok=1(即两侧电压符合并列要求)，就进入并列状态，若All_ok=0(即两侧电压不符合并列要求)，就不动作。 
图3是微电网智能快速解并列装置中断程序流程，主要是对采样数据的处理、THD的计算、标志位All_ok的产生。 首先是将采样的数据存入数组，若不满十个，继续采样存储，若满十个，就进行排序、中值滤波及校正，之后另存一数组，若不满1044个数据，就继续重复上述程序；若满1044个数据，通过加窗插值FFT得到两侧电压基波的幅值、频率、相位，判断是否符合并列的要求，若符合将标志位All_ok置1；若不符合将标志位All_ok置0。另外，根据两侧电压基波的幅值、频率、相位，可以计算出高次谐波的幅值，进而可以计算出THD，若THD大于或等于5%，装置就进入解列状态；若THD小于5%，装置不动作。 
本发明微电网智能快速解并列装置采用了具有快速开通/关断性能的IGBT作为主开关，这比传统的机械式开关具有更快的开关速度，能实现微电网 与大电网之间的无缝切换。另外，由于信号处理单元DSP与微网控制器之间能互相通信，有利于实现微电网与大电网之间更好地协调运行，有利于系统的优化管理。

Claims (6)

1.一种微电网智能快速解并列装置，其特征在于：包括主回路和控制回路；
所述主回路包括具有快速开通/关断性能的绝缘栅双极型晶体管IGBT开关、电流断路器和熔断器，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT开关由两个IGBT反向串联组成，开关两侧分别各串联一个电流断路器；
所述控制回路包括采样调理电路、信号处理单元及驱动电路；所述信号处理单元与微电网控制器之间互相通信，信号处理单元向微电网控制器发送所述装置的状态信息，微电网控制器向信号处理单元发出控制信号来控制主回路开关的开通或关断；同时，所述信号处理单元对采样调理电路的输出信息进行处理和逻辑分析判断，再将分析结果传输到驱动电路，产生作用于所述主回路中IGBT开关和电流断路器的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的微电网智能快速解并列装置，其特征在于，所述主回路另设有用于检修更换IGBT时能保证装置正常工作的旁路电流断路器。
3.根据权利要求1所述的微电网智能快速解并列装置，其特征在于，所述主回路中还设有用于过流保护的熔断器。
4.根据权利要求1所述的微电网智能快速解并列装置，其特征在于，所述采样调理电路包括用于检测微电网和大电网电压的检测装置、检测电流的装置和检测IGBT温度的装置。
5.根据权利要求1所述的微电网智能快速解并列装置，其特征在于，所述控制回路中还包括用于显示该装置的温度、开关状态、电压、电流、功率、控制模式和报警信号的LCD显示屏。
6.根据权利要求4所述的微电网智能快速解并列装置，其特征在于，所述检测IGBT温度的装置将IGBT温度信号传输给信号处理单元，进而产生控制风扇的信号。
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