CN107069777B - 基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，装置包括：公共电网状态监测单元、微电网系统状态监测单元、微电网控制器、负载控制器、电力电子设备、旁路断路器、电力电子设备状态监测单元、电力电子设备驱动单元、旁路断路器状态监测单元和旁路断路器驱动单元。本发明提供的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，具有以下优点：在微电网孤岛运行期间，通过负载控制器安全有序进行投切负荷、调节负荷出力等控制措施，快速实现微电网系统的动态平衡，有效防止了大型冲击负载启动对微电网系统产生扰动，保证微电网系统稳定可靠的运行。

Description

基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法

技术领域

本发明属于微电网孤岛运行技术领域，具体涉及一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法。

背景技术

微电网系统，既可以并接公共电网，作为电能的补充点，缓解公共电网供电压力，减少输配电损耗，又可以是一个独立的发电、配电、用电一体的微型电力系统网络。微电网系统孤岛运行时，主要由各种发电特性不同的分布式电源及大量的电力电子设备稳定系统运行，其中，分布式电源包括风力发电机、光伏发电设备等设备，通过功率控制模式(P/Q控制模式)的电力电子逆变设备，仅能将直流逆变为交流，其功率输出由一次能源的功率输入决定而与负荷功率大小无关，并且这类分布式电源通常不能担当系统主控电源。主要有两个原因：首先，此类分布式电源具有不可控、间歇性等特性，不能充电主控电源；其次，各种负载运行功率波动，此类分布式电源无法调节功率波动，所以，必须接入储能系统，通过储能PCS的V/F控制模式，为系统提供稳定的电压和频率。由此可见，微电网孤岛运行时，由于没有公共电网的支撑，系统稳定性、抗冲击能力相对比较脆弱。

从上文可知，微电网系统是通过储能PCS维持稳定运行的。由于储能系统的容量及特性等方面远远不及公共电网，所以微电网系统容量小、抗干扰、抗冲击能力差。

在实际运行过程中，发明人发现，微电网系统在孤岛运行时，当需要投入运行大功率型感性负载设备时，其启动电流是额定电流的4-8倍，甚至更大，由于瞬间启动电流过大，极易导致微电网系统崩溃。因此，如何有效解决上述问题，避免大功率型感性负载设备启动过程中对微电网系统稳定性的影响，是目前迫切需要解决的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置，包括：公共电网状态监测单元、微电网系统状态监测单元、微电网控制器、负载控制器、电力电子设备、旁路断路器、电力电子设备状态监测单元、电力电子设备驱动单元、旁路断路器状态监测单元和旁路断路器驱动单元；

所述公共电网状态监测单元和所述微电网系统状态监测单元的输出端分别与所述微电网控制器的输入端和所述负载控制器的输入端连接；所述微电网控制器和所述负载控制器之间双向连接；

在微电网系统中，每个负载的前端均串联有一个独立的所述电力电子设备，所述电力电子设备均并联有一个独立的所述旁路断路器；所述电力电子设备状态监测单元的状态采集端与所述电力电子设备连接，所述电力电子设备状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述旁路断路器状态监测单元的状态采集端与所述旁路断路器连接，所述旁路断路器状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述负载控制器的第一输出端通过所述电力电子设备驱动单元与所述电力电子设备的控制端连接；所述负载控制器的第二输出端通过所述旁路断路器驱动单元与所述旁路断路器的控制端连接。

优选的，所述电力电子设备为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

优选的，所述公共电网状态监测单元包括：公共电网输入电压采集单元和公共电网输入电流采集单元；所述微电网系统状态监测单元包括：微电网系统电压采集单元、微电网系统电流采集单元、微电网系统有功功率采集单元、微电网系统无功功率采集单元、各个分布式发电源的状态采集单元以及各个负载支路的工况参数采集单元。

本发明还提供一种应用上述的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置的方法，包括以下步骤：

步骤1，公共电网状态监测单元实时监测公共电网状态，并实时将公共电网状态分别上传给微电网控制器和负载控制器；

步骤2，微电网控制器根据所述公共电网状态，实时判断是否发生公共电网失电的情况，如果没有发生，返回步骤1，继续对公共电网状态进行监测；如果发生，则执行步骤3；

步骤3，微电网控制器基于系统配置判断是否执行微电网控制策略，如果是，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式；同时，微电网控制器向负载控制器下发控制指令，命令其运行防止大电流冲击的防冲击模式；然后执行步骤5；

步骤5，负载控制器运行防冲击模式，具体方法包括：

步骤5.1，负载控制器首先切除掉在并网状态时，非工作状态的负载；

步骤5.2，对于待启动的负载，负载控制器通过旁路断路器驱动单元切断对应的旁路断路器，然后，负载控制器通过电力电子设备驱动单元柔性导通对应的电力电子设备，使负载柔性启动；

步骤5.3，在负载柔性启动成功后，负载控制器通过旁路断路器驱动单元导通对应的旁路断路器，使对应的电力电子设备被旁路，进而使负载正常运行。

优选的，步骤4中，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式，具体为：

微电网控制器对各个分布式发电源、储能模块及运行负载的实时功率进行实时监测，分布式发电源与运行负载的实时功率形成反馈闭环调节，微电网控制器运算得出功率调节参数值，进而基于功率调节参数值协调储能模块的功率矢量，最终稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式。

本发明提供的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法具有以下优点：

本发明提供的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，具有以下优点：在微电网孤岛运行期间，通过负载控制器安全有序进行投切负荷、调节负荷出力等控制措施，快速实现微电网系统的动态平衡，有效防止了大型冲击负载启动对微电网系统产生扰动，保证微电网系统稳定可靠的运行。

附图说明

图1是本发明中微电网系统架构拓扑示意图；

图2是基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的方法的整体控制逻辑图；

图3是本发明中防冲击功能模块示意图；

图4是本发明中负载控制器内部功能模块示意图；

图5是本发明中负载控制器工作模式示意图；

图6是本发明中负载控制器系统拓扑图；

图7是本发明中负载控制器多支路负载示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在脱离公共电网或者公共电网丢失时，微电网系统转孤岛运行模式，利用储能变流器作为V/F源，稳定微电网系统的电压、频率，持续运行。再并接入风力发电机、光伏发电设备等分布式发电源为孤岛模式下的负荷提供电力。由于微电网的储能系统容量相对较小、抗干扰能力差，当微电网系统中大型感性负载需要启动时，在启动的瞬间，产生大于额定电流数倍的冲击性启动电流，会对微电网系统产生震荡扰动，甚至导致微电网系统运行崩溃。因此，本发明的目的是：当微电网在孤岛运行时，切除非工作状态的负载，在启动冲击电流大的负载时，通过对与负载串联的电力电子设备的状态进行调节，实现负载的柔性启动，进而避免大型感性负载对微电网启动电流的冲击，提高微电网孤岛运行时的系统稳定性。

本发明主要原理为：在微电网系统中，每个负载的前端均串联有一个独立的电力电子设备，电力电子设备均并联有一个独立的旁路断路器；负载控制器可对电力电子设备和旁路断路器的投切状态进行控制；具体的，当大型感性负载需要启动时，首先断开旁路断路器，负载控制器通过对电力电子设备进行控制，进而调节被启动负载的功率，实现负载的柔性启动，从而避免大型感性负载对微电网启动电流的冲击。而负载控制器对电力电子设备进行控制时，可基于一定的控制算法进行，从而更为高效的实现微电网系统的稳定运行。

本发明中，以典型微电网系统结构为示例，说明本发明的技术方案，主要以微电网控制器、光伏发电、风力发电、储能系统、冲击性负载，辅以采集系统、通讯系统。本发明中负载控制器，快速响应微电网控制器的调度，并接受微电网控制器控制指令调度，能接受下发的启停、功率输出等控制命令，并且可将负载控制的各级断路器开关位置、电力电子设备状态信息上传到微电网控制器。

如图1所示，为本发明提供的微电网系统架构拓扑示意图，其中，微电网系统状态监测单元CY1，实时检测公共电网状态，并将数据上传到微电网控制器KZ1和负载控制器PM4。同时，光伏发电模块PM1、风力发电模块PM2、储能系统模块PM3，都将实时状态量、参数量等上传到微电网控制器KZ1。

微电网控制器在执行孤岛运行策略时，微电网控制器对各个分布式发电源、储能系统模块PM3及运行负载实时功率进行实时监测控制，其中，对运行负载实时功率进行监测控制，是通过对电力电子设备的调节实现的。光伏发电模块PM1、风力发电模块PM2与负载的实时功率控制反馈闭环调节，微电网控制器运算得出功率调节值，从而协调储能系统模块PM3的功率矢量。由于分布式发电具有间歇性，形成一定的功率波动，不会对储能系统模块PM3形成冲击性扰动，所以负载控制器PM4平抑的大型感性负载启动产生的大电流，避免对储能系统模块PM3协调功率能力造成破坏，规避了对微电网扰动、崩溃的风险。根据微电网实时协调管理，驱使微电网系统的动态功率平衡，如系统需求投切负载，微电网下发调控指令到负载控制器，或者通过负载控制器既定控制策略投切负载，维持微电网系统稳定性。

如图2所示，为基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的方法的整体控制逻辑图，包括以下步骤：

步骤1，公共电网状态监测单元实时监测公共电网状态，并实时将公共电网状态分别上传给微电网控制器和负载控制器；

步骤2，微电网控制器根据所述公共电网状态，实时判断是否发生公共电网失电的情况，如果没有发生，返回步骤1，继续对公共电网状态进行监测；如果发生，则执行步骤3；

步骤3，微电网控制器基于系统配置判断是否执行微电网控制策略，如果是，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式；同时，微电网控制器向负载控制器下发控制指令，命令其运行防止大电流冲击的防冲击模式；然后执行步骤5；

步骤4中，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式，具体为：

微电网控制器对各个分布式发电源、储能模块及运行负载的实时功率进行实时监测，分布式发电源与运行负载的实时功率形成反馈闭环调节，微电网控制器运算得出功率调节参数值，进而基于功率调节参数值协调储能模块的功率矢量，最终稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式。

步骤5，负载控制器运行防冲击模式，具体方法包括：

步骤5.1，负载控制器首先切除掉在并网状态时，非工作状态的负载，以避免突然启动的大电流冲击微电网系统；

步骤5.2，对于待启动的负载，负载控制器通过旁路断路器驱动单元切断对应的旁路断路器，然后，负载控制器通过电力电子设备驱动单元柔性导通对应的电力电子设备，使负载柔性启动；

步骤5.3，在负载柔性启动成功后，负载控制器通过旁路断路器驱动单元导通对应的旁路断路器，使对应的电力电子设备被旁路，进而使负载正常运行。

本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置，包括：公共电网状态监测单元、微电网系统状态监测单元、微电网控制器、负载控制器、电力电子设备、旁路断路器、电力电子设备状态监测单元、电力电子设备驱动单元、旁路断路器状态监测单元和旁路断路器驱动单元；

所述公共电网状态监测单元和所述微电网系统状态监测单元的输出端分别与所述微电网控制器的输入端和所述负载控制器的输入端连接；所述微电网控制器和所述负载控制器之间双向连接；

在微电网系统中，每个负载的前端均串联有一个独立的所述电力电子设备，所述电力电子设备均并联有一个独立的所述旁路断路器；所述电力电子设备状态监测单元的状态采集端与所述电力电子设备连接，所述电力电子设备状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述旁路断路器状态监测单元的状态采集端与所述旁路断路器连接，所述旁路断路器状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述负载控制器的第一输出端通过所述电力电子设备驱动单元与所述电力电子设备的控制端连接；所述负载控制器的第二输出端通过所述旁路断路器驱动单元与所述旁路断路器的控制端连接。

实际应用中，电力电子设备为绝缘栅双极型晶体管IGBT。所述公共电网状态监测单元包括：公共电网输入电压采集单元和公共电网输入电流采集单元；所述微电网系统状态监测单元包括：微电网系统电压采集单元、微电网系统电流采集单元、微电网系统有功功率采集单元、微电网系统无功功率采集单元、各个分布式发电源的状态采集单元以及各个负载支路的工况参数采集单元。

下面介绍具体实施例：

如图3所示，为基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置的整体网络架构图。对于公共电网状态监测单元，支持多路采集模拟量端口输入，主要采集内容包括公共电网输入的电压、电流量等；微电网系统状态监测单元主要采集内容包括：微电网系统的电压、电流、有功功率、无功功率、各个分布式发电源的状态量、各个负载支路的工况参数量等，并将采集数据上传到微电网控制器进行运行策略分析，同时，各个负载的电力电子设备与微电网控制器交互信息，从而协调储能模块的工作状态以及负载控制器投切负载调控，也可以将公共电网及微电网信息状态量，反馈到负载控制器，负载控制器执行既定控制策略。因此，在微电网系统中，微电网控制器出现故障而无法调控整个系统时，负载控制器具有一定识别系统工况的自治能力，可对负载根据工况进行调控，以及对负载本体进行保护措施，以避免负载设备损坏或者负载失控引起的其他设备的损伤。

如图4所示，为负载控制器内部功能模块示意图。最上端为负载控制器的主控制模块，上层结构对外通讯、输入、输出开关量信号，通讯规约支持标准的IEC61850、IEC104、Modbus等，与微电网控制器交互信息，接受下发的调控指令，以及系统硬件的开关量输入、输出。此外，主控制模块的下层结构对本体系统内部，可分为输入侧控制单元和输出侧控制单元。主控制模块根据上位系统的指令调控输入侧控制单元和输出侧控制单元，同时输入侧控制单元和输出侧控制单元的实时运行状态上传到主控制模块，构成上层信息交互闭环。在图4中，电力电子模块即为IGBT。

输入侧控制单元和输出侧控制单元的功能模块，如附图4所示，输入侧控制单元在交流输入端，输入交流传感器采集交流输入端的电压电流量反馈到输入交流采样单元，此输入交流采样单元为输入侧控制单元的电压电流信号通道；主回路开关的控制信号由投切压板管控，投切压板为输入侧控制单元的DI/DO，作用于开关器件分合闸，从而控制IGBT输出及其状态信号量输入；输入电力电子设备模块工作状态受到输入驱动模块1管控，并可将运行信息反馈；以及直流传感器直流侧采集电压电流量反馈到输入、输出侧控制单元；输出电力电子设备模块工作状态受到输出驱动模块2管控，输出到负载侧，并可将运行信息反馈；输出交流传感器采集交流输出端的电压电流量反馈到输出交流采样单元，此输出交流采样单元为输出侧控制单元的电压电流信号通道。

如附图5所示，为负载控制器工作模式示意图。依据主控制模块运行策略下发的指令，负载控制器可将工作模式分为两种模式：防冲击启动模式、常规启动模式。如附图5中框图逻辑，在主控制模块运行并网模式策略时，依据策略下发指令到输入侧控制单元，使其进入常规启动模式，闭合QF2，断开QF1，由于公共电网的支撑，负载可正常额定启动；在主控制模块运行孤岛模式策略时，依据策略下发指令到输入侧控制单元，使其进入防冲击启动模式，开关QF2断开，开关QF1闭合，电力电子设备IGBT进入热备用状态，根据系统需求，启动负载。

本发明主要阐述负载控制器在上位系统遥信、遥控、遥调下，在主控制单元运行反冲击启动策略时，避免启动时数倍的额定电流带来冲击。

如附图6所示，为负载控制器系统拓扑图。输入侧控制单元、输出侧控制单元进行信息交互，输出协调控制，包含了对交流型冲击负载的基本控制逻辑以及控制算法。并且控制单元的下层各个子模块都有其对应独立的控制接口，保证系统的独立性及扩展性。

系统运行防冲击启动模式时，交流进线端口设有CY11-CY13交流传感器，将电压电流模拟量反馈到输入侧控制模块，作为输入信号接入点，发出调制解调信号到输入电力电子模块IGBT1的驱动板，通过IGBT1输出直流电压；此时，CY21、CY22直流传感器，将采集的直流电压电流信号反馈到输入侧控制模块，进行闭环比较，是否达到输出电力电子模块IGBT2的输出侧需求，其主要控制逻辑采用外电压环，内电流环，双环闭环控制策略算法。采集的直流电压电流信号，另外反馈到输出侧控制模块，输出侧控制模块依据直流电压，以及CY31-CY33输出交流传感器反馈信号，输入、输出控制单元，形成闭环，根据负载输出需求反馈到输出电力电子模块IGBT2，进行控制算法判断直流电压，再递推反馈到输入电力电子模块IGBT1做控制输出。输出电力电子模块IGBT2和输入电力电子模块IGBT1，为两个功率模块，属于同一个IGBT的输入侧部分和输出侧部分，两个功率模块的适配电路，驱动信号处理电路，自身保护电路，单独作为功能单元，并且主回路滤波器件，提高系统功能稳定性。

执行反冲击启动算法时，采用PID控制调制方式，其主要控制逻辑算法是：外控频率，内控电流或者外电压环，内电流环，双闭环控制。这两种不同控制算法，可根据不同的大型感性负载工况选择。如负载为不是频繁启动，又对启动转矩要求不高，采用外电压环，内电流环控制策略调制IGBT，设定启动时间输出无级可调直流电压，减缓负载启动带来冲击；如负载为频繁启动，又对启动转矩要求较高，采用外控频率，内控电流的控制策略调制IGBT，设定启动时间输出无级可调三相频率，由此通过对IGBT的控制，实现了负载的柔性启动，减缓负载启动带来冲击。

如附图7所示，为负载控制器多支路负载示意图。负载控制器可对多个负载进行独立控制，实现各个负载的柔性启动，其系统拓扑设计为：包括一个输入功率模块，多个功率相同或者功率不同的输出功率模块，提供功率容量，并且，在输出控制单元的协调控制下，多个并列运行的输出功率模块，相互独立运行；在控制单元对多个冲击负载启动运行控制算法中，对每个输出功率模块投入功率期望预设，从而对输入功率模块给定负载输出总功率容量的参数值，以及直流母线控制电压最优值计算等等，使其符合负载启动条件。本系统中的输入功率模块通过优化系统结构及其控制算法，输出直流母线电压的宽度范围较大，可足够支撑多个分支的输出功率模块的输出参数较大整定范围，如单独给定电压等级、频率等，所以满足了多种特性不同的冲击性负载启动.

本发明在实例应用中，微电网控制器在监测到公共电网失电时，切换到微电网孤岛运行模式的运行控制策略，或者负载控制器在监测到公共电网失电而执行既定控制策略，通过负载控制器快速隔离切断非工作状态的大型冲击性负载，同时运行防冲击模式，有序柔性启动负载，防止启动电流扰动，并且本发明中负载控制器，可多个功率模块配置灵活，拓展性强，支持多种负载投切运行，可有效保障微电网系统的稳定，甚至在微电网控制器故障的情况下，负载控制器具备一定识别系统工况的自治能力，可对负载根据工况进行调控，以及对负载本体进行保护措施，以避免负载设备损坏或者负载失控引起的其他设备的损伤。

本发明的技术方案可概括描述为：

1.公共电网状态监测单元实时监测公共电网状态，当公共电网失电时，微电网系统执行孤岛运行控制策略，微电网控制器实时调控各个分布式发电源与负载控制的状态；也可以通过既定控制策略，在微电网系统的采样模块监测到公共电网失电时，将信号同时传送到负载控制器，此时触发负载控制器的既定策略执行防冲击模式策略；

2.负载控制器执行防冲击模式策略具体为：切断非工作状态的冲击性负载设备，同时负载控制器具备投入电力电子设备的条件，并使其一直保持处于热备用工作状态。

3.负载控制器实时接收微电网控制器的调度指令，需要启动冲击性负载时，负载控制器快速响应，投入热备用状态的电力电子设备，进而使冲击性负载柔性启动，抑制启动产生的大电流；

4.负载控制器采用多功能模块相互独立系统结构，此系统拓扑支撑多种控制策略算法，可支持多种不同特性的负载启动，并且具有保护负载、防止事故扩大化功能；

5.负载控制器的功率模块，采用并列运行的控制算法，可相互独立运行，所以可多个功率模块拼接配置，拓展性强，同时可接入多个负载。

本发明提供的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，具有以下优点：在微电网孤岛运行期间，通过负载控制器安全有序进行投切负荷、调节负荷出力等控制措施，快速实现微电网系统的动态平衡，有效防止了大型冲击负载启动对微电网系统产生扰动，保证微电网系统稳定可靠的运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置的方法，其特征在于，微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置包括：公共电网状态监测单元、微电网系统状态监测单元、微电网控制器、负载控制器、电力电子设备、旁路断路器、电力电子设备状态监测单元、电力电子设备驱动单元、旁路断路器状态监测单元和旁路断路器驱动单元；

所述公共电网状态监测单元和所述微电网系统状态监测单元的输出端分别与所述微电网控制器的输入端和所述负载控制器的输入端连接；所述微电网控制器和所述负载控制器之间双向连接；

在微电网系统中，每个负载的前端均串联有一个独立的所述电力电子设备，所述电力电子设备均并联有一个独立的所述旁路断路器；所述电力电子设备状态监测单元的状态采集端与所述电力电子设备连接，所述电力电子设备状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述旁路断路器状态监测单元的状态采集端与所述旁路断路器连接，所述旁路断路器状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述负载控制器的第一输出端通过所述电力电子设备驱动单元与所述电力电子设备的控制端连接；所述负载控制器的第二输出端通过所述旁路断路器驱动单元与所述旁路断路器的控制端连接；

所述公共电网状态监测单元包括：公共电网输入电压采集单元和公共电网输入电流采集单元；所述微电网系统状态监测单元包括：微电网系统电压采集单元、微电网系统电流采集单元、微电网系统有功功率采集单元、微电网系统无功功率采集单元、各个分布式发电源的状态采集单元以及各个负载支路的工况参数采集单元；

负载控制器内部功能模块：最上端为负载控制器的主控制模块，上层结构对外通讯、输入、输出开关量信号，通讯规约支持标准的IEC61850、IEC104、Modbus，与微电网控制器交互信息，接受下发的调控指令，以及系统硬件的开关量输入、输出；此外，主控制模块的下层结构对本体系统内部，分为输入侧控制单元和输出侧控制单元；主控制模块根据上位系统的指令调控输入侧控制单元和输出侧控制单元，同时输入侧控制单元和输出侧控制单元的实时运行状态上传到主控制模块，构成上层信息交互闭环；电力电子设备为IGBT；

输入侧控制单元和输出侧控制单元的功能模块：输入侧控制单元在交流输入端，输入交流传感器采集交流输入端的电压电流量反馈到输入交流采样单元，此输入交流采样单元为输入侧控制单元的电压电流信号通道；主回路开关的控制信号由投切压板管控，投切压板为输入侧控制单元的DI/DO，作用于开关器件分合闸，从而控制IGBT输出及其状态信号量输入；输入电力电子设备模块工作状态受到输入驱动模块1管控，并将运行信息反馈；以及直流传感器直流侧采集电压电流量反馈到输入、输出侧控制单元；输出电力电子设备模块工作状态受到输出驱动模块2管控，输出到负载侧，并将运行信息反馈；输出交流传感器采集交流输出端的电压电流量反馈到输出交流采样单元，此输出交流采样单元为输出侧控制单元的电压电流信号通道；

负载控制器工作模式：依据主控制模块运行策略下发的指令，负载控制器将工作模式分为两种模式：防冲击启动模式、常规启动模式；在主控制模块运行并网模式策略时，依据策略下发指令到输入侧控制单元，使其进入常规启动模式，由于公共电网的支撑，负载能够正常额定启动；在主控制模块运行孤岛模式策略时，依据策略下发指令到输入侧控制单元，使其进入防冲击启动模式，电力电子设备IGBT进入热备用状态，根据系统需求，启动负载；

基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置的方法，包括以下步骤：

步骤1，公共电网状态监测单元实时监测公共电网状态，并实时将公共电网状态分别上传给微电网控制器和负载控制器；

步骤2，微电网控制器根据所述公共电网状态，实时判断是否发生公共电网失电的情况，如果没有发生，返回步骤1，继续对公共电网状态进行监测；如果发生，则执行步骤3；

步骤3，微电网控制器基于系统配置判断是否执行微电网控制策略，如果是，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式；同时，微电网控制器向负载控制器下发控制指令，命令其运行防止大电流冲击的防冲击启动模式；然后执行步骤5；步骤4中，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式，具体为：

微电网控制器对各个分布式发电源、储能模块及运行负载的实时功率进行实时监测，分布式发电源与运行负载的实时功率形成反馈闭环调节，微电网控制器运算得出功率调节参数值，进而基于功率调节参数值协调储能模块的功率矢量，最终稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式；

步骤5，负载控制器运行防冲击启动模式，具体方法包括：

步骤5.1，负载控制器首先切除掉在并网状态时，非工作状态的负载；

步骤5.2，对于待启动的负载，负载控制器通过旁路断路器驱动单元切断对应的旁路断路器，然后，负载控制器通过电力电子设备驱动单元柔性导通对应的电力电子设备，使负载柔性启动；

步骤5.3，在负载柔性启动成功后，负载控制器通过旁路断路器驱动单元导通对应的旁路断路器，使对应的电力电子设备被旁路，进而使负载正常运行。