CN112510758A - 一种微电网假负载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微电网假负载系统，该微电网假负载系统包括：多个并联的第一支路和至少一个第二支路；所述第一支路包括串联的第一开关和第一阻性假负载；所述第二支路与所述第一支路并联，所述第二支路包括第二阻性假负载，所述第二阻性假负载的阻值可调。本发明公开的一种微电网假负载系统可以消耗电源的残压，提高了微电网的可靠性，达到了假负载系统的调节功能更精准，微电网更可靠的效果。

Description

一种微电网假负载系统
技术领域
本发明实施例涉及微电网技术，尤其涉及一种微电网假负载系统。
背景技术
微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。随着分布式电源技术的不断发展，分布式电源组成的微电网如今已经可在脱离大电网后持续为负荷供电，这样的分布式电源多由小型风力发电机或水力发电机组成，可大大提高清洁能源的利用率和供电可靠性。
在风力发电机或水力发电机并网运行的过程中，若是其中一台发电机停止运行，由于机械惯性的作用，发电机运动还存在一定的残压，反送电可能会导致其他设备的损坏，微电网的可靠性较低。
发明内容
本发明提供一种微电网假负载系统，可以消耗电源的残压，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准，使用更方便灵活，微电网更可靠的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种微电网假负载系统，包括：多个并联的第一支路和至少一个第二支路；所述第一支路包括串联的第一开关和第一阻性假负载；所述第二支路与所述第一支路并联，所述第二支路包括第二阻性假负载，所述第二阻性假负载的阻值可调。
可选地，所述的微电网假负载系统还包括至少一个第三支路；所述第三支路与所述第二支路并联，所述第三支路包括串联的第二开关和容性假负载。
可选地，所述的微电网假负载系统还包括至少一个第四支路；所述第四支路与所述第一支路串联；所述第四支路包括并联的第三开关和感性假负载。
可选地，所述的微电网假负载系统还包括控制器，所述控制器与所述第二阻性假负载、所述第一开关、所述第二开关、以及所述第三开关连接，用于控制所述第二阻性假负载的阻值和所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的导通或者关断。
可选地，所述的微电网假负载系统还包括与所述控制器连接的上位机。
可选地，所述第一支路与所述四支路串联于微网电源的两端。
可选地，至少两个所述第一阻性假负载的阻抗不同。
可选地，各所述第一阻性假负载的阻抗均不同。
可选地，所述第二支路包括串联连接的固定电阻和可调电阻。
第二方面，本发明实施例还提供了一种应用于上述任一项所述的微电网假负载系统的控制方法，控制所述第一开关导通的个数和调节所述第二阻性假负载的阻值以调节所述假负载系统的负载大小。
本发明设计了一种微电网假负载系统，通过不同开关的通断组合控制并联的阻性假负载的个数，再加上调节可变电阻的阻值，可以精准调节微电网假负载系统的阻值以应对微电网电源的不同需求，消耗电源的残压，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准，微电网更可靠的效果。
附图说明
图1为本实施例提供的一种微电网假负载系统的电路图；
图2为本实施例提供的另一种微电网假负载系统的电路图；
图3为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图；
图4为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图；
图5为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图；
图6为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图；
图7为本实施例提供的一种应用于微电网假负载系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种微电网假负载系统100。图1为本实施例提供的一种微电网假负载系统的电路图，参照图1，该微电网假负载系统100包括：多个并联的第一支路110和至少一个第二支路120；第一支路110包括串联的第一开关S1和第一阻性假负载R1；第二支路120与第一支路110并联，第二支路120包括第二阻性假负载R2，第二阻性假负载R2的阻值可调。
其中，微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统；假负载是连接于某一电路或电器的输出端口，用于替代真正的终端负载接收电功率的装置，是进行系统的测试、验收或实验等工作时为了模拟系统运行情况临时使用的非正式负载，对假负载最基本的要求是其阻抗能够承受所连电路的功率；第一支路110的两端与微电网电源连接，示例性地，电源可以是水轮发电机或者风力发电机；第一开关S1为电子开关，导通和关断状态可以受控制器控制；第一阻性假负载R1为阻值固定的电阻器，第二阻性假负载R2为阻值可调的变阻器，示例性地，阻性假负载可以选择配备有散热装置的电阻器和变阻器。
示例性地，微电网假负载系统100可以通过改变多个第一开关S1的导通和关断状态的不同组合以及第二阻性假负载R2的阻值，来实现微电网假负载系统100的不同阻值。
本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，通过不同开关的通断组合控制并联的阻性假负载的个数，再加上调节可变电阻的阻值，可以精准调节微电网假负载系统100的阻值以模拟任意负载的工作状态，快速消耗电源的残压，纯电阻假负载不会产生谐波污染，也不会产生无功，该假负载系统拆装灵活方便，接通电源线后即可使用，提高了微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准，使用方便灵活，微电网更可靠的效果。
图2为本实施例提供的另一种微电网假负载系统的电路图，参照图2，可选地，微电网假负载系统100还包括至少一个第三支路230；第三支路230与第二支路120并联，第三支路230包括串联的第二开关S2和容性假负载C。
其中，容性假负载C为电容器，第二开关S2为电子开关，导通和关断状态可以受控制器控制；第三支路230的两端与微电网电源连接，用于调节线路中无功功率。
示例性地，在微电网需要调节无功功率的时候，微电网假负载系统100可以通过导通至少一个第二开关S2，给电源接入不同的电容，来实现微电网假负载系统100对微电网不同力度的无功功率调节。本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，通过不同开关的通断组合控制并联的阻性假负载的个数，再加上调节可变电阻的阻值，可以精准调节微电网假负载系统100的阻值以应对微电网的不同需求，消耗电源的残压，并加入了容性假负载C用以调节微电网的无功功率，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准，系统的调节功能方便灵活，微电网更可靠的效果。
图3为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图，参照图3，可选地，微电网假负载系统100还包括至少一个第四支路340；第四支路340与第一支路110串联；第四支路340包括并联的第三开关S3和感性假负载L。
其中，感性假负载L为电感器，示例性地，感性假负载L可以是可调电感器，第三开关S3为电子开关，导通和关断状态可以受控制器控制；第一支路110与四支路串联于微电网电源的两端；在第三开关S3导通时，第四支路340中的感性假负载L被短路，没有电流通过；在第三开关S3关断时，第四支路340中的感性假负载L与第一支路110串联，在微电网中起到阻碍电流变化的作用。
示例性地，在微电网中的电流快速增加的情况下，线路中的设备常常容易电流过大而损坏，此时可以将第三开关S3关断，感性假负载L投入工作，阻碍线路中的电流变化，减少因电流变化过快而引起的设备损坏。本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，通过不同开关的通断组合控制并联的阻性假负载的个数，再加上调节可变电阻的阻值，可以精准调节微电网假负载系统100的阻值以应对微电网的不同需求，消耗电源的残压，并加入了容性假负载C用以调节微电网的无功功率，加入感性假负载L阻碍电流变化，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准、有效，系统的调节功能方便灵活，微电网更可靠的效果。
图4为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图，参照图4，可选地，微电网假负载系统100还包括控制器450，控制器450与第二阻性假负载R2、第一开关S1、第二开关S2、以及第三开关S3连接，用于控制第二阻性假负载R2的阻值和第一开关S1、第二开关S2以及第三开关S3的导通或者关断。
其中，控制器450可以采集微电网的运行数据并根据微电网的不同需求控制控制第一开关S1、第二开关S2以及第三开关S3的导通或者关断状态，从而对多个假负载进行级联控制，进而控制接入微电网电源的总阻抗，示例性地，控制器450可以是STM32系列单片机。本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，利用控制器450控制开关的状态进而控制多个不同类型假性负载投入调节，不仅能消耗电源的残压，还能对微电网进行有功和无功调节，减小线路电流的变化速度，达到假负载系统的调节功能更精准、智能，系统的调节功能方便灵活，微电网更可靠的效果。
图5为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图，参照图5，可选地，微电网假负载系统100还包括与所述控制器450连接的上位机560。
其中，上位机560实时监控微电网的工作状态，并根据微电网的调节需求向控制器450发送不同的控制命令，示例性地，上位机560可以是高性能计算机，工作人员可以通过上位机560直接对控制器450发送控制命令，以直接控制各个线路假负载的运行情况。本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，利用上位机560向控制器450发送控制消息，从而控制开关的状态进而控制多个不同类型假性负载投入调节，不仅能消耗电源的残压，还能对微电网进行有功和无功调节，减小线路电流的变化速度，达到假负载系统的调节功能更精准、智能，系统的调节功能方便灵活，微电网更可靠的效果。
继续参考图1，可选地，至少两个所述第一阻性假负载R1的阻抗不同。
示例性地，在第三开关S3关断且第四开关导通的情况下，微电网假负载系统100的总阻值与导通的第一支路110中第一阻性假负载R1阻值的关系为：
Figure BDA0002803786990000071
R总为微电网假负载系统100的总阻值，ra、rb、…、rn为各导通的第一支路110中第一阻性假负载R1的阻值，若是至少两个第一阻性假负载R1的阻抗不同，那么通过控制第一开关S1的导通关断状态的不同组合，可以得到微电网假负载系统100更多不同的总阻值，达到假负载系统的调节功能更精准的效果。
继续参考图1，可选地，各第一阻性假负载R1的阻抗均不同。
图6为本实施例提供的又一种微电网假负载系统的电路图，参照图6，可选地，所述第二支路120包括串联连接的固定电阻Ro和可调电阻Rx。
其中，固定电阻Ro用于防止可调电阻Rx调至0时造成的电路短路。本发明实施例设计了一种微电网假负载系统100，通过不同开关的通断组合控制并联的阻性假负载的个数，再加上调节可变电阻的阻值，可以精准调节微电网假负载系统100的阻值以应对微电网电源的不同需求，消耗电源的残压，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准，微电网更可靠的效果。
本实施例还提供一种应用于微电网假负载系统100的控制方法，该控制方法的流程图如图7所示，控制第一开关S1导通的个数和调节所述第二阻性假负载R2的阻值以调节所述假负载系统的负载大小。
示例性地，应用于微电网假负载系统100的控制方法流程如下：1、启动系统中的上位机、控制器和通信模块等设备；2、检查控制器是否正常工作，若否重启设备再次进入步骤2，若是进入步骤3；3、检查通信是否正常，若否重启设备再次进入步骤2，若是进入步骤4；4、控制器采集微电网运行参数，并发送给上位机进行分析，然后控制器接收上位机的命令后，并根据命令向指定的开关发送控制指令；同时，控制器可直接接收上位机的命令，并根据命令向指定的开关发送控制指令；5、结束控制流程。
本发明实施例提供的控制方法可以精准调节微电网假负载系统100的阻值以应对微电网电源的不同需求，消耗电源的残压，提高微电网的可靠性，达到假负载系统的调节功能更精准、智能，控制方法方便灵活，微电网更可靠的效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种微电网假负载系统，其特征在于，包括：多个并联的第一支路和至少一个第二支路；
所述第一支路包括串联的第一开关和第一阻性假负载；
所述第二支路与所述第一支路并联，所述第二支路包括第二阻性假负载，所述第二阻性假负载的阻值可调。
2.根据权利要求1所述的微电网假负载系统，其特征在于，还包括至少一个第三支路；
所述第三支路与所述第二支路并联，所述第三支路包括串联的第二开关和容性假负载。
3.根据权利要求2所述的微电网假负载系统，其特征在于，还包括至少一个第四支路；
所述第四支路与所述第一支路串联；所述第四支路包括并联的第三开关和感性假负载。
4.根据权利要求3所述的微电网假负载系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第二阻性假负载、所述第一开关、所述第二开关、以及所述第三开关连接，用于控制所述第二阻性假负载的阻值和所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的导通或者关断。
5.根据权利要求4所述的微电网假负载系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的上位机。
6.根据权利要求3所述的微电网假负载系统，其特征在于，所述第一支路与所述四支路串联于微网电源的两端。
7.根据权利要求1所述的微电网假负载系统，其特征在于，至少两个所述第一阻性假负载的阻抗不同。
8.根据权利要求1所述的微电网假负载系统，其特征在于，各所述第一阻性假负载的阻抗均不同。
9.根据权利要求1所述的微电网假负载系统，其特征在于，所述第二支路包括串联连接的固定电阻和可调电阻。
10.一种应用于权利要求1-9任一项所述的微电网假负载系统的控制方法，其特征在于，控制所述第一开关导通的个数和调节所述第二阻性假负载的阻值以调节所述假负载系统的负载大小。
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