CN111049145B - 一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，该方法包括：步骤1，微网控制器的测量模块采样微电网与公共电网的输出线路上的输出信号并传送给所述控制模块；所述控制模块计算电源电压、频率、电流和功率；并建立电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志；步骤2，微电源控制器接收到切换控制指令后，根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号；步骤3，控制信号输出的同时检测切换开关当前状态信号，根据控制信号的类型及切换开关当前状态，判断是否合闸成功及是否分闸成功。

Description

一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法

技术领域

本发明涉及微电网控制技术领域，具体的说，涉及了一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法。

背景技术

在发电机组与逆变电源并网的研究中，发电机组与逆变电源构成的独立电力系统既可以并网运行，也可以离网运行。当外部电网发生故障或独立电力系统需要主动离网运行时，独立电力系统应迅速断开并网开关与外部电网脱离，转入离网运行模式；当外部电网恢复正常或独立电力系统需要主动并网时，独立电力系统应重新并入外部电网。独立电力系统运行模式的无缝切换是保证独立电力系统稳定运行和供电可靠性的关键。然而，由于许多应用场合的现场环境比较恶劣，或是需要实时关注负载用电情况，根据供电电源的状态及时准确的做出切换判定。因此在具体的应用场景中，需要考虑切换的可靠性及准确性，这就需要可靠性高、操作简单的切换控制方法。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、易于实现的实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，该方法包括：

步骤1，微网控制器的测量模块采样微电网与公共电网的输出线路上的输出信号并传送给所述控制模块；所述控制模块计算电源电压、频率、电流和功率；并建立电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志；

步骤2，微电源控制器接收到切换控制指令后，根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号；

步骤3，控制信号输出的同时检测切换开关当前状态信号，根据控制信号的类型及切换开关当前状态，判断是否合闸成功及是否分闸成功。

基于上述，步骤1中建立电源正常标志、电源异常标志的方法包括：

采样微电网电源输出信号，计算电源电压、频率、电流、功率的当前值；

经过稳定时间延时，与目标值进行比较，判断微电网或公共电网的供电是否异常；若在电源正常输出目标值范围内，则供电正常，建立电源正常标志，若在电源异常输出目标值范围内，认为供电异常，建立电源异常标志。

基于上述，步骤1中建立切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志的方法包括：

建立开关量输入检测，采样切换开关当前状态，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志；

当建立好切换开关闭合状态标志后，以固定间隔50ms去检测有效电平，如果1s内，有一次检测到有效高电平，则清除切换开关闭合状态标志，重新等待1s内持续获取高电平状态，如果1s内都获取有效高电平，则认为当前切换开关已断开，建立切换开关断开状态标志。

基于上述，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志还包括：当第一次获取低电平时，延时50ms，再次获取低电平则认为一次有效低电平，再建立切换开关闭合状态标志。

基于上述，步骤2中根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号包括：

当微电网供电正常，切换开关不在微电网侧供电，且公共电网供电异常或需并网，合闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关闭合时间；反之，分闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关断开时间。

基于上述，步骤3中判断是否合闸成功及是否分闸成功具体为：

合闸的控制信号输出后，当检测到切换开关闭合状态时，控制信号停止输出，合闸成功；当检测到切换开关为断开状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关闭合信号，则建立并网合闸失败报警标志；

分闸信号输出后，当检测到切换开关断开状态时，控制信号停止输出，分闸成功；当检测到切换开关为闭合状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关断开信号，则建立离网分闸失败报警标志。

基于上述，当分闸失败报警有效时，微网控制器不再输出任何控制信号。

基于上述，所述并网合闸失败报警标志和所述离网分闸失败报警标志需手动解除。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明通过建立目标数值，监测电源实时状态、切换开关实时状态，控制合分闸输出，报警输出，具有逻辑清晰、响应快速，操作简单的优点。

附图说明

图1是本发明方法的程序流程图。

图2是本发明方法的步骤1的具体程序流程图。

图3是本发明方法的步骤2和步骤3的程序流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-3所示，一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，该方法包括：

步骤1

微网控制器的测量模块采样微电网与公共电网的输出线路上的输出信号并传送给所述控制模块；所述控制模块计算电源电压、频率、电流和功率。

建立电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志；建立判定依据的目标值：电源正常输出目标值（电源电压、频率、电流、功率、稳定延时值，需并网或离网），电源异常输出目标值（电源电压、频率、电流、功率、稳定延时值，需并网或离网），切换开关控制目标值（控制切换开关闭合时间、控制切换开关断开时间、切换开关转换等待时间）。

建立电源正常标志、电源异常标志的方法包括：

采样微电网电源输出信号，计算电源电压、频率、电流、功率的当前值；经过稳定时间延时，与目标值进行比较，判断微电网或公共电网的供电是否异常；若在电源正常输出目标值范围内，则供电正常，建立电源正常标志，若在电源异常输出目标值范围内，认为供电异常，建立电源异常标志。

建立切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志的方法包括：

建立开关量输入检测，采样切换开关当前状态，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志；当建立好切换开关闭合状态标志后，以固定间隔50ms去检测有效电平，如果1s内，有一次检测到有效高电平，则清除切换开关闭合状态标志，重新等待1s内持续获取高电平状态，如果1s内都获取有效高电平，则认为当前切换开关已断开，建立切换开关断开状态标志。

由于应用现场负载设备较多，不可避免会产生干扰问题，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志还包括：当第一次获取低电平时，延时50ms，再次获取低电平则认为一次有效低电平，再建立切换开关闭合状态标志，从而有效去除误判干扰。

步骤2

微电源控制器接收到切换控制指令后，根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号。

根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号包括：

当微电网供电正常，切换开关不在微电网侧供电，且公共电网供电异常或需并网，合闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关闭合时间；反之，当微电网供电异常，切换开关在微电网侧供电，且公共电网供电正常或需离网，分闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关断开时间。

步骤3

控制信号输出的同时检测切换开关当前状态信号，根据控制信号的类型及切换开关当前状态，判断是否合闸成功及是否分闸成功。

判断是否合闸成功及是否分闸成功具体为：

合闸的控制信号输出后，当检测到切换开关闭合状态时，控制信号停止输出，合闸成功；当检测到切换开关为断开状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关闭合信号，则建立并网合闸失败报警标志；

分闸信号输出后，当检测到切换开关断开状态时，控制信号停止输出，分闸成功；当检测到切换开关为闭合状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关断开信号，则建立离网分闸失败报警标志。特别的，当分闸失败报警有效时，微网控制器不再输出任何控制信号，以免引起误操作。

特别的，所述并网合闸失败报警标志和所述离网分闸失败报警标志需手动解除。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，微网控制器的测量模块采样微电网与公共电网的输出线路上的输出信号并传送给控制模块；所述控制模块计算电源电压、频率、电流和功率；并建立电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志；

建立判定依据的目标值：电源正常输出目标值，包括电源电压、频率、电流、功率、稳定延时值，需并网或离网；电源异常输出目标值，包括电源电压、频率、电流、功率、稳定延时值，需并网或离网；切换开关控制目标值，包括控制切换开关闭合时间、控制切换开关断开时间、切换开关转换等待时间；

步骤1中建立电源正常标志、电源异常标志的方法包括：

采样微电网电源输出信号，计算电源电压、频率、电流、功率的当前值；

经过稳定时间延时，与目标值进行比较，判断微电网或公共电网的供电是否异常；若在电源正常输出目标值范围内，则供电正常，建立电源正常标志，若在电源异常输出目标值范围内，认为供电异常，建立电源异常标志；

步骤1中建立切换开关闭合状态标志、切换开关断开状态标志的方法包括：

建立开关量输入检测，采样切换开关当前状态，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志；

当建立好切换开关闭合状态标志后，以固定间隔50ms去检测有效电平，如果1s内，有一次检测到有效高电平，则清除切换开关闭合状态标志，重新等待1s内持续获取高电平状态，如果1s内都获取有效高电平，则认为当前切换开关已断开，建立切换开关断开状态标志；

步骤2，微电源控制器接收到切换控制指令后，根据当前电源正常标志、电源异常标志、切换开关闭合状态标志和切换开关断开状态标志，判断是否要输出合闸或分闸的控制信号；

步骤2中判断是否要输出合闸或分闸的控制信号包括：

当微电网供电正常，切换开关不在微电网侧供电，且公共电网供电异常或需并网，合闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关闭合时间；反之，分闸的控制信号输出，持续时间为目标设定的控制切换开关断开时间；

步骤3，控制信号输出的同时检测切换开关当前状态信号，根据控制信号的类型及切换开关当前状态，判断是否合闸成功及是否分闸成功；

步骤3中判断是否合闸成功及是否分闸成功具体为：

合闸的控制信号输出后，当检测到切换开关闭合状态时，控制信号停止输出，合闸成功；当检测到切换开关为断开状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关闭合信号，则建立并网合闸失败报警标志；

分闸信号输出后，当检测到切换开关断开状态时，控制信号停止输出，分闸成功；当检测到切换开关为闭合状态，延时50ms循环检测，当控制信号输出时间结束时，仍未检测到开关断开信号，则建立离网分闸失败报警标志。

2.根据权利要求1所述的实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，其特征在于，当获取到低电平时，建立切换开关闭合状态标志还包括：当第一次获取低电平时，延时50ms，再次获取低电平则认为一次有效低电平，再建立切换开关闭合状态标志。

3.根据权利要求1所述的实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，其特征在于：当分闸失败报警有效时，微网控制器不再输出任何控制信号。

4.根据权利要求3所述的实现微电网与公共电网并离网可靠切换的控制方法，其特征在于：所述并网合闸失败报警标志和所述离网分闸失败报警标志需手动解除。