[发明专利]基于微电网的不间断电源装置及其调度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式能源发电领域，特别涉及一种基于微电网的不间断电源装置及其调度控制方法。

背景技术

分布式能源发电装置是分散的小功率电源，可由化石能源或可再生能源发电，目前主要利用可再生能源发电，例如风力、光伏、水力等资源。将分布式电源、负荷、储能装置及控制单元等集成为一个可控的单元，使之既可以与大电网并网运行，也可在电网故障或任何需要时与主网断开单独运行，则称该可控单元为微电网，亦称微型电网或微网。完善的微型电网需要设计灵活的控制策略，可以单独运行，也可并网运行，并且并网运行时与电网的功率交换可控，并服从电网调度。

现有技术中的分布式电源的应用方式分为三种：大功率并网、小功率并网和独立运行。我国大功率的分布式电源发展迅速，如风力发电、光伏发电和水力发电、垃圾发电等。大功率分布式电源以可再生能源电源为主，功率较大，运行投资费用很高，一般以最大功率输出方式并网运行，给电网调度带来一定难度。

一些小功率并网运行分布式电源，其运行不受电网调度控制，给配电网运行方式、保护配置、电量计量等带来很多不便，所以不为供电部门支持，应用也受到限制。

独立运行或户用的分布式能源发电装置一般功率较小。以风光水等可再生能源发电为例，电能利用方式采用单独的风电控制器、光伏控制器、微水发电控制器或风光互补控制器。这类装置配置储能系统，一般采用蓄电池储能，单机运行，常用于电网没有到达或者可再生能源非常丰富的区域。在电网供电区域，虽然有储能装置，但是由于能源的不确定性，无法保证供电的可靠性和持续性，只能用于特定负载，应用也受到限制。

不间断电源设备(Uninterruptible Power Supply，UPS)是随着计算机的发展而发展起来的一种电源系统，目前已应用到医疗、通信、网络中心等多个领域，而且越来越多的尖端设备依赖于UPS的保护。UPS的基本功能是当市电电源发生故障时，不间断地为用户设备提供符合规定的交流电源。当市电电源停电时，UPS转换为由蓄电池供电的工作方式，在规定时间内向用户设备供电。当市电正常时，UPS采用电力电子技术，将市电电源进行适当的变换和调节，从而抑制市电电源的各种干扰，为负载提供高质量的交流电源。根据国际标准IEC62040-3和国标GB7260，单机UPS可分为双变换UPS(doubleconversion UPS)、冷备用UPS(passive standby UPS)和市电交互UPS(line interactive UPS)三种类型。UPS由整流、储能、逆变和切换开关等几部分组成。市电通过整流后变为直流电为储能部分供电；市电异常时，通过逆变将储能部分的电能转换为交流电向负荷供电；根据UPS的工作类型，负荷供电在逆变输出和市电之间通过切换开关切换。

小功率分布式电源采用电力电子技术，一般包括整流、储能、逆变和开关切换等部分，与UPS结构类似。如果将分布式电源、微电网和UPS三种技术结合起来，在微电网的统一调度下，将分布式电源所发电能，按照UPS的工作方式向负荷供电，必将提高小功率分布式电源的可用性，也不会影响电网调度。

现有技术提出了一种由光伏电源、储能、逆变、切换开关及控制回路组成的供电系统，其特点是仅利用光伏电源向储能系统供电或通过逆变向负载供电或通过逆变并入配电网发电，没有涉及分布电源调度问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提高分布式电源的可用性，增强用户供电可靠性，节约能耗。

(二)发明内容

本发明提供了一种基于微电网的不间断电源装置，包括：

至少一组储能组件，与直流母线和调度控制母线相连接；

分布电源组件，与所述直流母线和调度控制母线相连接，用于将能源转化为电能，将所述电能转化为电压、电流和功率可控的直流电并输出至直流母线；

至少一个逆变模块，与所述直流母线、交流母线以及调度控制母线相连接，用于将所述直流母线的直流电逆变为交流电并输出至交流母线，逆变模块将直流母线承载的直流电逆变输出为交流电；

交直流负荷模块，包括若干与所述直流母线连接的直流负荷单元和/或与交流母线连接的交流负荷单元；

调度控制模块，与所述调度控制母线相连接，用于接收所述储能组件、分布电源组件和逆变模块发送的工作状态报告，对所述储能组件、分布电源组件和逆变模块的工作状态进行控制；

其中，所述储能组件包括：