CN206211554U - 微电网暂态稳控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微电网暂态稳控系统。所述微电网暂态稳控系统包括控制主站、一个或多个第一断路器、一个或多个能量补偿设备和一个或多个负荷控制从站，其中，所述一个或多个负荷控制从站中的每个负荷控制从站检测微电网中相应的一条负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站，其中，控制主站控制所述一个或多个第一断路器中的每个第一断路器闭合或断开，以使相应的一个能量补偿设备接入或脱离微电网。通过采用根据本实用新型示例性实施例的上述微电网暂态稳控系统，能够对微电网中出现的暂态不稳定现象进行调节，以防止保护装置误动作。

Description

微电网暂态稳控系统

技术领域

本实用新型总体说来涉及微电网领域，更具体地讲，涉及一种具有暂态稳控功能的微电网暂态稳控系统。

背景技术

微电网是分布式电源接入配电网的一种较好的解决方案，与单个或多个分布式电源直接并网相比，以微电网形式并网具有灵活的运行模式，供电更加可靠，能有效降低系统的备用容量，克服分布式电源随机性对电网的冲击，提高了系统的稳定性。

微电网中的微型电源有很多种，例如，微型燃气轮机、燃料电池、光伏发电系统、小型风力发电系统、蓄电池和高速飞轮储能装置等，它们一般需要通过电力电子装置进行频率变换后接入主电网给负荷供电(图1的虚线框内示出一个典型的微电网系统模型)。

微电网在孤岛运行模式下容易出现暂态不稳定现象，例如，在电机启动过程中会出现大负荷波动的现象，这会引起系统出现电压和频率的瞬间超标现象，现有的微电网系统会将上述现象识别为出现故障，导致保护装置误动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种微电网暂态稳控系统，以解决现有技术中微电网中出现的暂态不稳定现象易导致保护装置误动作的技术问题。

本实用新型的一方面提供一种微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统包括控制主站、一个或多个第一断路器、一个或多个能量补偿设备和一个或多个负荷控制从站，其中，所述一个或多个负荷控制从站中的每个负荷控制从站检测微电网中相应的一条负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站，其中，控制主站控制所述一个或多个第一断路器中的每个第一断路器闭合或断开，以使相应的一个能量补偿设备接入或脱离微电网。

可选地，所述微电网暂态稳控系统可还包括一个或多个第二断路器、一个或多个能源控制从站和一个或多个电源单元，其中，所述一个或多个能源控制从站中的每个能源控制从站可检测包括相应的一个电源单元的一条线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站，其中，控制主站可控制所述一个或多个第二断路器中的每个第二断路器闭合或断开，以使相应的一个电源单元接入或脱离微电网。

可选地，所述微电网暂态稳控系统可还包括一个或多个第三断路器，其中，控制主站可控制所述一个或多个第三断路器中的每个第三断路器闭合或断开，以使相应的一条负荷线路接入或脱离微电网。

可选地，所述微电网暂态稳控系统可还包括一个或多个能量补偿设备控制从站，其中，所述一个或多个能量补偿设备可控制从站中的每个能量补偿设备控制从站检测包括相应的一个能量补偿设备的一条线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站。

可选地，控制主站可通过每个能源控制从站控制每个第二断路器闭合或断开，并且控制主站可通过光纤与每个能源控制从站进行通信。

可选地，控制主站可通过每个负荷控制从站控制每个第三断路器闭合或断开，并且控制主站可通过光纤与每个负荷控制从站进行通信。

可选地，控制主站可通过每个能量补偿设备控制从站控制每个第一断路器闭合或断开，并且控制主站可通过光纤与每个能量补偿设备控制从站进行通信。

可选地，所述微电网暂态稳控系统可还包括连接在所述微电网暂态稳控系统和主电网之间的第四断路器，其中，控制主站可控制第四断路器闭合或断开，以使所述微电网暂态稳控系统接入或脱离主电网。

根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统能够对微电网中出现的暂态不稳定现象进行调节，以防止保护装置误动作。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出现有的微电网暂态稳控系统模型；

图2示出根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统的结构图；

图3示出根据本实用新型另一示例性实施例的微电网暂态稳控系统的结构图；

图4是示出根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统的示例的示图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本实用新型的实施例。

图2示出根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统的结构图。

应理解，根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统包括控制主站、一个或多个负荷控制从站、一个或多个第一断路器和一个或多个能量补偿设备，一个第一断路器的闭合或断开对应控制一个能量补偿设备接入或脱离微电网。下面参照图2，以微电网暂态稳控系统包括控制主站1、负荷控制从站2、第一断路器3和能量补偿设备4为例来详细介绍本实用新型的微电网暂态稳控系统的工作原理。

如图2所示，负荷控制从站2可实时检测微电网中的负荷线路的状态信息，并将检测到的所述状态信息上传给控制主站1。作为示例，状态信息可包括负荷线路的馈线电压、频率、电流等参数。以下以馈线电压作为状态信息的示例来进行描述。

控制主站1在接收到负荷线路的馈线电压之后，将负荷线路的馈线电压与预设值进行比较，如果负荷线路的馈线电压小于所述预设值，则表明负荷线路上出现了电压下降，此时，控制主站1可产生用于控制第一断路器3闭合的控制信号，并基于所述控制信号来控制第一断路器3闭合，从而将与第一断路器3连接的能量补偿设备4接入微电网中。可选择地，能量补偿设备4可为超级电容，通过超级电容放电来补偿该负荷线路的馈线电压的压降，以使负荷线路的馈线电压趋于平稳。

如果控制主站1确定该负荷线路的馈线电压不小于(即，大于等于)所述预设值，则控制主站1仅基于接收到的状态信息对负荷线路的运行状态进行监控，不产生其他处理动作。

这里，在通过能量补偿设备4来补偿负荷线路的馈线电压的压降之后，负荷控制从站2仍继续检测负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息实时上传给控制主站1。

控制主站1在接收到负荷线路的馈线电压之后，将负荷线路的馈线电压与预设值进行比较，如果该负荷线路的馈线电压不小于设定阈值，则表明负荷线路的馈线电压出现了电压上升。此时，控制主站1可产生用于控制第一断路器3断开的控制信号，并基于该控制信号来控制第一断路器3断开，从而使与第一断路器3连接的能量补偿设备4脱离微电网。

图3示出根据本实用新型另一示例性实施例的微电网暂态稳控系统的结构图。

如图3所示，根据本实用新型另一示例性实施例的微电网暂态稳控系统包括控制主站10、负荷控制从站20、第三断路器30、负荷40、能量补偿设备控制从站50、第一断路器60、能量补偿设备70、能源控制从站80、第二断路器90和电源单元100。

具体说来，当第三断路器30闭合后，负荷控制从站20可检测负荷线路的状态信息(例如，负荷线路的馈线电压)，并将检测到的状态信息上传给控制主站10。

控制主站10在接收到负荷线路的馈线电压之后，将负荷线路的馈线电压与预设值进行比较，如果负荷线路的馈线电压小于所述预设值，则表明负荷线路上出现了电压下降，此时，控制主站10可产生用于控制第一断路器60闭合的控制信号，并基于该控制信号来控制第一断路器60闭合，从而将与第一断路器60连接的能量补偿设备70接入微电网中，通过能量补偿设备70来补偿该负荷线路的馈线电压的压降。

可选择地，在本实用新型的示例性实施例中，还可利用能量补偿设备控制从站50来控制第一断路器60的闭合和断开。例如，当控制主站10确定接收到的负荷线路的馈线电压小于预设值之后，可将产生的用于控制第一断路器60闭合的控制信号发送给能量补偿设备控制从站50，能量补偿设备控制从站50响应于接收到的控制信号控制第一断路器60闭合，从而将与第一断路器60连接的能量补偿设备70接入微电网中。作为示例，控制主站10与能量补偿设备控制从站50之间可通过光纤进行通信。

可选择地，能量补偿设备控制从站50可还用于检测第一断路器60的状态，当第一断路器60断开时，能量补偿设备控制从站50可将用于指示第一断路器60断开的状态信号反馈给控制主站10。相应地，当第一断路器60闭合时，能量补偿设备控制从站50可将用于指示第一断路器60闭合的状态信号反馈给控制主站10，从而便于控制主站10对能量补偿线路的运行状态进行监控。

如果控制主站10确定负荷线路的馈线电压不小于(即，大于等于)所述预设值，则控制主站10仅基于接收到的状态信息对负荷线路的运行状态进行监控，不产生其他处理动作。

这里，在通过能量补偿设备70来补偿负荷线路的馈线电压的压降之后，负荷控制从站20仍继续检测负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息实时上传给控制主站10。

控制主站10在接收到负荷线路的馈线电压之后，将负荷线路的馈线电压与预设值进行比较，如果负荷线路的馈线电压仍小于所述预设值(即，在通过能量补偿设备70进行电压补偿后，负荷线路的馈线电压仍未达到所述预设值)，则表明负荷线路的馈线电压仍未平稳。此时，控制主站10可产生用于控制第二断路器90闭合的控制信号，并基于该控制信号来控制第二断路器90闭合，从而将与第二断路器90连接的电源单元100接入微电网中，利用电源单元100输出的电压来补偿该负荷线路的馈线电压的压降。

可选择地，在本实用新型的示例性实施例中，可利用能源控制从站80来控制第二断路器90的闭合和断开。例如，在控制主站10确定经过能量补偿设备70补偿之后的负荷线路的馈线电压仍小于所述预设值之后，可将产生的用于控制第二断路器90闭合的控制信号发送给能源控制从站80，能源控制从站80响应于接收到的控制信号控制第二断路器90闭合，从而将与第二断路器90连接的电源单元100接入微电网中，利用电源单元100输出的电压来补偿负荷线路的馈线电压的压降。作为示例，控制主站10与能源控制从站80之间可通过光纤进行通信。

可选择地，能源控制从站80可还用于检测第二断路器90的状态，当第二断路器90断开时，能源控制从站80可将用于指示第二断路器90断开的状态信号反馈给控制主站10。相应地，当第二断路器90闭合时，能源控制从站80可将用于指示第二断路器90闭合的状态信号反馈给控制主站10，从而便于控制主站10对电源线路的运行状态进行监控。

在通过能量补偿设备70进行电压补偿之后，如果控制主站10确定该负荷线路的馈线电压不小于(即，大于等于)设定阈值，则表明负荷线路的馈线电压出现了电压上升，此时，控制主站10可产生用于控制第一断路器60断开的控制信号，并基于该控制信号来控制第一断路器60断开，从而将与第一断路器60连接的能量补偿设备70脱离微电网。

在利用电源单元100来补偿负荷线路的馈线电压的压降之后，负荷控制从站20仍继续检测负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息实时上传给控制主站10。

控制主站10在接收到负荷线路的馈线电压之后，将负荷线路的馈线电压与预设值进行比较，如果该负荷线路的馈线电压仍小于所述预设值(即，在通过能量补偿设备70以及电源单元100进行电压补偿后，负荷线路的馈线电压仍未达到所述预设值)，则表明该负荷线路上出现了严重的故障，此时控制主站10可产生用于控制第三断路器30断开的控制信号，并基于该控制信号来控制第三断路器30断开，从而将负荷300与微电网隔离、断开。

可选择地，在本实用新型的示例性实施例中，可利用负荷控制从站20来控制第三断路器30的闭合和断开。例如，在控制主站10确定经过能量补偿设备70和电源单元100补偿之后的负荷线路的馈线电压仍小于预设值时，可将产生的用于控制第三断路器断开的控制信号发送给负荷控制从站20，负荷控制从站20响应于接收到的控制信号控制第三断路器30断开，从而将与第三断路器30连接的负荷40与微电网隔离(即，切断该负荷线路与微电网的连接)。作为示例，控制主站10与负荷控制从站20之间可通过光纤进行通信。

在通过能量补偿设备70以及电源单元100进行电压补偿后，如果控制主站10确定该负荷线路的馈线电压不小于(即，大于等于)设定阈值，则表明负荷线路的馈线电压出现了电压上升。此时，控制主站10可产生用于控制第二断路器90断开的控制信号，并基于该控制信号来控制第二断路器90断开，从而将与第二断路器90连接的电源单元100脱离微电网。此外，如果在控制电源单元100脱离微电网之后，该负荷线路的馈线电压仍不小于(即，大于等于)设定阈值，则控制主站10可产生用于控制第一断路器60断开的控制信号，并基于该控制信号来控制第一断路器60断开，从而将与第一断路器60连接的能量补偿设备70脱离微电网。这里，应理解，控制主站10也可先控制能量补偿设备70脱离微电网、再根据负荷线路的馈线电压与设定阈值的比较结果控制电源单元100脱离微电网。

可选择地，负荷控制从站20可还用于检测第三断路器30的状态，当第三断路器30断开时，负荷控制从站20可将用于指示第三断路器30断开的状态信号反馈给控制主站10。相应地，当第三断路器30闭合时，负荷控制从站20可将用于指示第三断路器30闭合的状态信号反馈给控制主站10，从而便于控制主站10对负荷线路的运行状态进行监控。

可选择地，根据本实用新型另一示例性实施例的微电网暂态稳控系统可还包括第四断路器(图中未示出)。第四断路器连接在主电网与所述微电网暂态稳控系统之间，控制主站10可控制第四断路器闭合或断开，以使所述微电网暂态稳控系统接入或脱离主电网。例如，当控制主站10控制第四断路器闭合时，所述微电网暂态稳控系统接入主电网，此时，所述微电网暂态稳控系统处于联网运行模式。当控制主站10控制第四断路器断开时，所述微电网暂态稳控系统脱离主电网，此时，所述微电网暂态稳控系统处于孤岛运行模式。

图4示出根据本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统的示例图。

如图4所示，在本实用新型示例性实施例中，微电网暂态稳控系统可包括控制主站和多个控制从站，图4中例举出六个控制从站，包括：控制从站1(即负荷控制从站)，用于控制断路器K1的闭合和断开，以使负荷接入或脱离微电网；控制从站2(即第一能量补偿设备控制从站)，用于控制断路器K2的闭合和断开，以使钒液流储能单元(即第一能量补偿设备)接入或脱离微电网；控制从站3(即第二能量补偿设备控制从站)，用于控制断路器K3的闭合和断开，以使铁锂电池储能单元(即第二能量补偿设备)接入或脱离微电网；控制从站4(即第三能量补偿设备控制从站)，用于控制断路器K4的闭合和断开，以使超级电容(即第三能量补偿设备)接入或脱离微电网；控制从站5(即第一能源控制从站)，用于控制断路器K5的闭合和断开，以使新能源发电单元(即第一能源，例如，风力发电单元、光伏发电单元)接入或脱离微电网；控制从站6(即第二能源控制从站)，用于控制断路器K6的闭合和断开，以使稳定发电机(即第二能源，例如，柴油机发电单元)接入或脱离微电网。

每个控制从站可检测各自从站线路的状态信息，作为示例，状态信息可包括从站线路的电压、频率、电流、该从站线路上的断路器的状态(断路器是处于闭合还是断开状态)等。每个控制从站可将检测到的上述状态信息通过图示的监控通信网实时上传给控制主站，以便于控制主站对各从站线路的运行状态进行监控。

控制主站在接收到从各控制从站上传的状态信息后，会对接收的状态信息进行分析。具体说来，控制主站在接收到从控制从站1上传的状态信息后，会将该负荷线路的电压与预设值进行比较。当该负荷线路的电压小于预设值时，控制主站产生用于控制断路器K4闭合的控制信号，将该控制信号发送给第三能量补偿设备的控制从站4，第三能量补偿设备的控制从站4响应于接收到的控制信号控制断路器K4闭合，以将超级电容接入微电网来补偿负荷线路的馈线电压的压降。

如果在通过超级电容进行电压补偿后，该负荷线路的电压仍小于预设值，则控制主站产生用于控制断路器K6闭合的控制信号，并将该控制信号发送给第二能源单元的控制从站6。第二能源单元的控制从站6响应于接收到的控制信号控制断路器K6闭合，以将稳定发电机接入微电网来补偿负荷线路的馈线电压的压降。这里，控制主站也可控制将新能源发电单元接入微电网，或者控制将稳定发电机和新能源发电单元同时接入微电网。

如果在通过超级电容以及稳定发电机进行电压补偿后，该负荷线路的电压仍小于预设值，则控制主站可产生用于控制断路器K1断开的控制信号，并将该控制信号发送给控制从站1。控制从站1响应于接收到的控制信号控制断路器K1断开，以将负荷脱离微电网。作为示例，控制主站可通过图示的控制通信网来向各控制从站发送控制信号。

通过采用本实用新型示例性实施例的微电网暂态稳控系统，能够对微电网中出现的暂态不稳定现象进行调节，以防止保护装置误动作。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统包括控制主站、一个或多个第一断路器、一个或多个能量补偿设备和一个或多个负荷控制从站，

其中，所述一个或多个负荷控制从站中的每个负荷控制从站检测微电网中相应的一条负荷线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站，

其中，控制主站控制所述一个或多个第一断路器中的每个第一断路器闭合或断开，以使相应的一个能量补偿设备接入或脱离微电网。

2.根据权利要求1所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统还包括一个或多个第二断路器、一个或多个能源控制从站和一个或多个电源单元，

其中，所述一个或多个能源控制从站中的每个能源控制从站检测包括相应的一个电源单元的一条线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站，

其中，控制主站控制所述一个或多个第二断路器中的每个第二断路器闭合或断开，以使相应的一个电源单元接入或脱离微电网。

3.根据权利要求1所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统还包括一个或多个第三断路器，

其中，控制主站控制所述一个或多个第三断路器中的每个第三断路器闭合或断开，以使相应的一条负荷线路接入或脱离微电网。

4.根据权利要求1所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统还包括一个或多个能量补偿设备控制从站，

其中，所述一个或多个能量补偿设备控制从站中的每个能量补偿设备控制从站检测包括相应的一个能量补偿设备的一条线路的状态信息，并将检测到的状态信息上传到控制主站。

5.根据权利要求2所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，控制主站通过每个能源控制从站控制每个第二断路器闭合或断开，并且控制主站通过光纤与每个能源控制从站进行通信。

6.根据权利要求3所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，控制主站通过每个负荷控制从站控制每个第三断路器闭合或断开，并且控制主站通过光纤与每个负荷控制从站进行通信。

7.根据权利要求4所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，控制主站通过每个能量补偿设备控制从站控制每个第一断路器闭合或断开，并且控制主站通过光纤与每个能量补偿设备控制从站进行通信。

8.根据权利要求1所述的微电网暂态稳控系统，其特征在于，所述微电网暂态稳控系统还包括连接在所述微电网暂态稳控系统和主电网之间的第四断路器，

其中，控制主站控制第四断路器闭合或断开，以使所述微电网暂态稳控系统接入或脱离主电网。