CN103795084A - 微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现微电网一键式并网转离网平滑切换的控制方法,实现步骤为微电网稳定协调控制装置上电时对内存中基于XML的专家库进行自动载入，并对微电网运行模式进行自识别完成控制策略的预处理，当操作员启动一键式控制按钮后，进入预处理的策略控制流程，整个控制流程自动实现物理层和控制层的防误控制，当检测功率阈值条件满足后，控制并网点开关断开，实现了并网转离网的平滑切换。本发明的应用有效解决了目前微电网并网转离网控制流程复杂，对操作人员素质要求高，并且复杂的操作流程也增加了误操作风险的难题。实现了微电网的集约化、便捷化、自动化，同时降低了运行和维护成本，通过防误操作增加了操作的可靠性。

Description

微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法

技术领域

本发明属于微电网技术领域，具体涉及一种一键式实现并网转离网计划孤岛的平滑切换的控制方法。

背景技术

微电网是一组由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，微电网既可以与外部电网并网运行，也可以孤岛运行。

目前微电网计划孤岛的并网转离网控制采用分步遥控控制方法，由于微电网尤其多微源多储能的大容量微电网并离网切换要根据不同运行模式选择主从ＰＣＳ，要综合考虑储能、微源的稳定裕度及负荷重要性等多种情况，控制流程复杂，对运行人员素质要求高，复杂的流程也增加了误操作的风险。因此研究一种简单可靠的控制技术对微电网的发展具有重要意义。

现有对于微电网控制技术的研究主要侧重于对微电网控制系统及控制策略的研究。具体介绍如下：

中国专利申请号为201210182310.0的《一种微电网由并网向孤网无缝切换的方法》，公开了一种微电网由并网向孤网的无缝切换方法，但是不同之处在于没有实现一键式的源端防误校验，没有实现根据不同运行模式自动载入不同控制策略的技术；

中国专利申请号为201010242487.6的《一种微电网的控制方法》，仅公开了一种针对微电网控制系统的功率和电源控制方法；中国专利申请号为201210581001.0的《一种微电网控制方法和装置》，仅公开了一种控制微电网主从电源输出功率的方法；

随着微电网的发展及微电网集约化、低成本的建设需求，急需一种操作简单、安全可靠的并离网平滑切换控制方法。

发明内容

本发明的目的在于解决目前微电网并网转离网控制流程复杂，对操作人员素质要求高，并且复杂的操作流程也增加了误操作风险的难题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

本发明的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将微电网网络拓扑、关键设备、控制策略生成策略专家库，将专家库用可扩展标记语言（XML语言）进行描述，将XML文件存入微电网稳定协调控制装置内存；

2）微电网稳定协调控制装置对内存中基于XML的专家库进行自动载入和动态解析;

3)微电网稳定协调控制装置根据开关信号采集值，对微电网运行模式进行自识别，与步骤1）中专家库的网络拓扑进行自匹配,完成控制策略的预处理;

4)启动一键式离网控制后，微电网稳定协调控制装置根据步骤3）的匹配结果，执行预处理的策略库的流程，控制流程自动实现源端自校验的防误控制；

5）当微电网稳定协调控制装置检测到并网点输入功率满足功率阈值条件后，实现并网转离网的平滑切换控制。

所述步骤1)中，专家库内容包括微电网网络拓扑库、关键设备库、控制策略库。其中网络拓扑库是对微电网的一次接线网络拓扑关系的描述库；关键设备库是对微电网关键二次设备特征量的描述库；控制策略库是对微电网所有不同运行模式下并离网策略的执行步骤的描述库；专家库的内容均采用可扩展标记语言（XML语言）进行描述。

所述步骤3)中，微电网运行模式自识别的实现过程包括以下步骤：

31）装置实时采集关键设备库中关键设备的实时运行状态，包括并网点开关位置状态、并网点功率、负荷开关状态、负荷功率、分布式电源开关状态、分布式电源功率、储能单元运行状态、储能设备功率、储能单元SOC信息；

32）装置根据采集的实时运行状态，与网络拓扑库进行自动匹配，识别当前微电网的运行模式；

33）根据识别的微电网运行模式，进行对应策略库的预处理。

所述步骤4)中，一键式离网控制操作步骤包括：

41）用防误钥匙对一键式控制把手进行解锁，解锁后微电网稳定协调控制装置出现登陆界面；

42）输入软登陆口令，进入操作待命状态；

43)操作控制把手启动离网操作；

44）微电网稳定协调控制装置通过遥信变位检测到一键式离网控制命令，执行离网控制流程；

45）当前操作状态会在装置液晶显示；

46）成功后显示离网操作成功界面，否则显示控制失败，并显示失败原因。

所述步骤4)中，源端自校验的防误控制包括物理层防误控制和控制层防误防误控制：

所述物理层防误控制，具体实现方法为：

4a）微电网稳定协调控制装置配置一键式操作把手和紧急控制把手，一键式控制把手用于执行一键式并离网操作，紧急控制把手用于操作异常时，紧急中断操作流程；

4b）一键式控制把手采用防误锁和加密软登陆双重防误措施，只有匹配的防误钥匙才能进行解锁，解锁成功后在装置液晶输入登陆口令进行并离网操作；

4c）紧急把手采用防误锁和加密软登陆双重防误措施，与一键式控制把手的登陆口令不同。

所述控制层防误控制，对控制流程通过回采控制设备的状态进行防误校验，包括以下步骤：

4d）启动一键式控制后，判断装置是否处于检修态或故障态，如果处于检修或故障态，进入紧急控制步骤4i），入口参数为处于检修或故障态；

4e)对负荷进行控制后，延时预置时间后通过回采负荷开关状态进行防误校验，如果开关位置变化，判断控制成功，继续执行下一步操作，否则连续执行本步骤，执行次数大于三次进入紧急控制步骤4i），入口参数为负荷控制失败；

4f)对分布式光伏启停机进行控制后，延时预置时间后通过回采分布式光伏线路功率进行防误校验，判断启停机是否成功，成功后继续执行下一步操作，否则进入紧急控制步骤4i），入口参数为分布式光伏控制失败；

4g)对分布式风机启停机进行控制后，延时预置时间后通过回采分布式光伏风机线路功率进行防误校验，判断启停机是否成功，成功后继续执行下一步操作，否则进入紧急控制步骤4i），入口参数为分布式风机控制失败；

4h)对储能进行功率设定控制后，延时预置时间后通过回采储能线路功率进行防误校验，判断功率是否达到设定值，成功后进行并离网的平滑切换控制，否则进入紧急控制步骤4i），入口参数为储能功率控制失败；

4i）此步骤为紧急控制步骤，所有操作整组复归，显示控制失败界面，并根据入口参数，显示控制失败原因。

所述步骤5)中，并离网平滑切换控制步骤包括：

51)给主储能设备（PCS）发V/F模式预置命令；

52)延时预置时间后控制并网点开关跳闸；

53）延时预置时间后回采并网点开关状态进行操作的校验，开关处于分位后显示并离网成功界面并返回，否则操作整组复归，显示离网控制失败界面。

在所述步骤4)中，一键式离网控制操作步骤包括：

61）用防误钥匙对一键式控制把手进行解锁，解锁后微电网稳定协调控制装置出现登陆界面；

62）输入软登陆口令，进入操作待命状态；

63)操作控制把手启动离网操作；

64）微电网稳定协调控制装置通过遥信变位检测到一键式离网控制命令，执行离网控制流程；

65）当前操作状态会在装置液晶显示；

66）成功后显示离网操作成功界面，否则显示控制失败，并显示失败原因。

本发明的有益之处在于：本发明的一键式并离网平滑控制方法，具有以下优点：

1)本发明的并离网控制方法实现了一键式操作，简化了复杂的控制流程，降低了运维成本；

2)本发明的控制步骤，采取物理层和控制层防误措施，保障了控制的可靠性。

3)本发明的专家库包括了对微电网所有不同运行模式下并离网策略的流程控制，实现了控制的智能化

本发明能够实现简单、可靠、平滑的并离网切换，体现了微电网的集约化、便捷化、智能化的理念，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的一键式并网转离网平滑控制实现流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1所示，运行在上述的微电网一键式并网转离网的具体控制实现流程，包括以下步骤：

第1步，微电网稳定协调控制装置上电时自动载入专家库。

第2步，微电网稳定协调控制装置根据开关信号采集值，与专家库的网络拓扑进行自匹配，完成控制策略的预处理。

第3步，当微电网稳定协调控制装置接收到一键式离网控制命令后，执行预处理的策略库。

第4步，微电网稳定协调控制装置，判断当前是否处于检修状态或故障状态，如果是进入步骤11），入口参数为处于检修或故障态。

第5步，微电网稳定协调控制装置对负荷进行控制，延时预置时间后通过回采负荷开关状态进行防误校验，如果开关位置变化，判断控制成功，继续执行步骤6），否则连续执行本步骤，执行次数大于三次进入步骤11），入口参数为负荷控制失败。

第6步，微电网稳定协调控制装置对分布式光伏启停机进行控制后，延时预置时间后通过回采分布式光伏线路功率进行防误校验，判断启停机是否成功，成功后继续执行步骤7），否则进入步骤11），入口参数为分布式光伏控制失败。

第7步，微电网稳定协调控制装置对储能进行功率设定控制后，延时预置时间后通过回采储能线路功率进行防误校验，判断功率是否达到设定值，成功后执行那个步骤，否则进入步骤11），入口参数为储能功率控制失败。

第8步，给主储能设备（PCS）发V/F模式预置命令。

第9步，延时预置时间后控制并网点开关跳闸。

第10步，延时预置时间后回采并网开关状态，开关处于分位后显示离网成功界面并返回，否则进入步骤11）。

第11步，操作整组复归，显示控制失败界面，并根据入口参数，显示控制失败原因。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将微电网网络拓扑、关键设备、控制策略生成策略专家库，将专家库用XML语言进行描述，将XML文件存入微电网稳定协调控制装置内存；

2）微电网稳定协调控制装置对内存中基于XML的专家库进行自动载入和动态解析;

3)微电网稳定协调控制装置根据开关信号采集值，对微电网运行模式进行自识别，与步骤1）中专家库的网络拓扑进行自匹配,完成控制策略的预处理;

4)启动一键式离网控制后，微电网稳定协调控制装置根据步骤3）的匹配结果，执行预处理的策略库的流程，控制流程自动实现源端自校验的防误控制；

5）微电网稳定协调控制装置当检测到并网点输入功率满足功率阈值条件后，实现并网转离网的平滑切换控制。

2.根据权利要求1所述的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，专家库内容包括微电网网络拓扑库、关键设备库、控制策略库，所述网络拓扑库是对微电网的一次接线网络拓扑关系的描述库；关键设备库是对微电网关键二次设备特征量的描述库；控制策略库是对微电网所有不同运行模式下并离网策略的执行步骤的描述库；专家库的内容均采用XML语言进行描述。

3.根据权利要求1所述的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于：在所述步骤3)中，微电网运行模式自识别的实现过程包括以下步骤：

31）微电网稳定协调控制装置实时采集关键设备库中关键设备的实时运行状态，包括并网点开关位置状态、并网点功率、负荷开关状态、负荷功率、分布式电源开关状态、分布式电源功率、储能单元运行状态、储能设备功率、储能单元SOC信息；

32）微电网稳定协调控制装置根据采集的实时运行状态，与网络拓扑库进行自动匹配，识别当前微电网的运行模式；

33）微电网稳定协调控制装置根据识别的微电网运行模式，进行对应策略库的预处理。

4.根据权利要求1所述的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于：在所述步骤4)中，源端自校验的防误控制包括物理层防误控制和控制层防误防误控制：

所述物理层防误控制，具体实现方法为：

41）微电网稳定协调控制装置配置一键式操作把手和紧急控制把手，一键式控制把手用于执行一键式并离网操作，紧急控制把手用于操作异常时，紧急中断操作流程；

42）一键式控制把手采用防误锁和加密软登陆双重防误措施，只有匹配的防误钥匙才能进行解锁，解锁成功后在装置液晶输入登陆口令进行并离网操作；

43）紧急把手采用防误锁和加密软登陆双重防误措施，与一键式控制把手的登陆口令不同；

所述控制层防误控制，对控制流程通过回采控制设备的状态进行防误校验，包括以下步骤：

44）启动一键式控制后，判断装置是否处于检修态或故障态，如果处于检修或故障态，进入紧急控制步骤49），入口参数为处于检修或故障态；

45)对负荷进行控制后，延时预置时间后通过回采负荷开关状态进行防误校验，如果开关位置变化，判断控制成功，继续执行下一步操作，否则连续执行本步骤，执行次数大于三次进入紧急控制步骤49），入口参数为负荷控制失败；

46)对分布式光伏启停机进行控制后，延时预置时间后通过回采分布式光伏线路功率进行防误校验，判断启停机是否成功，成功后继续执行下一步操作，否则进入紧急控制步骤49），入口参数为分布式光伏控制失败；

47)对分布式风机启停机进行控制后，延时预置时间后通过回采分布式光伏风机线路功率进行防误校验，判断启停机是否成功，成功后继续执行下一步操作，否则进入紧急控制步骤49），入口参数为分布式风机控制失败；

48)对储能进行功率设定控制后，延时预置时间后通过回采储能线路功率进行防误校验，判断功率是否达到设定值，成功后进行并离网的平滑切换控制，否则进入紧急控制步骤49），入口参数为储能功率控制失败；

49）此步骤为紧急控制步骤，所有操作整组复归，显示控制失败界面，并根据入口参数，显示控制失败原因。

5.根据权利要求1所述的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于：在所述步骤5)中，

并离网平滑切换控制步骤包括：

51)微电网稳定协调控制装置给主储能设备发V/F模式切换命令；

52)延时预置时间后控制并网点开关跳闸；

53）延时预置时间后回采并网点开关状态进行操作的校验，开关处于分位后显示离网成功界面并返回，否则操作整组复归，显示离网控制失败界面。

6.根据权利要求1所述的微电网一键式并网转离网平滑切换控制方法，其特征在于：在所述步骤4)中，

一键式离网控制操作步骤包括：

61）用防误钥匙对一键式控制把手进行解锁，解锁后微电网稳定协调控制装置出现登陆界面；

62）输入软登陆口令，进入操作待命状态；

63)操作控制把手启动离网操作；

64）微电网稳定协调控制装置通过遥信变位检测到一键式离网控制命令，执行离网控制流程；

65）当前操作状态会在装置液晶显示；

66）成功后显示离网操作成功界面，否则显示控制失败，并显示失败原因。

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