[发明专利]一种箱式集成化的多微源接口微型电网并网系统装置

说明书

技术领域

本发明属于电力电子微型电网领域，涉及一种并网系统装置，尤其是一种箱式结构的高度集成多种不同类型电力电子变流器的微网系统并网装置。

背景技术

微电网作为对单一大电网的有益补充，其广泛应用的潜力巨大。目前，世界上一些主要发达国家和地区，如美国、欧盟、日本等，都已开展了对微电网的研究，其他国家如加拿大、中国、韩国等也都开始涉及。

美国最早提出了微电网概念，1999年，可靠性技术解决方案协会(the Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS)首次对微电网在可靠性、经济性及其对环境的影响等方面进行了研究。到2002年，较为完整的微电网概念被提出来。CERTS的微电网设计理念是不采用快速电气控制、单点并网不上网、提供多样化的电能质量与供电可靠性、随时可接入的DER（分布式发电机）等。这些突出的特点使它成为世界上所提出的微电网中最权威、认可度最高的一个。美国近年来发生了几次较大的停电事故，使美国电力工业十分关注电能质量和供电可靠性，因此美国对微电网的研究着重于利用微电网提高电能质量和供电可靠性。

我国“十一五”规划纲要提出了建成5GW风电的发展目标，在不久的将来不断会有风电和光伏等DER不断接入电网。中国微电网的发展尚处在起步阶段，前景广阔，各高校研究所竞相参与研究，在今后微电网的研究和发展中，以下几个方面的问题需要给予更多的关注：

微电网中引入了很多先进的电力电子设备，它们大都是灵活可控的，如何实现对这些设备自身的智能控制和最优控制也是一个很重要的问题；微电网中含有多个微电源，各微电源之间的协调控制是一个需要重点考虑的问题；加强微电网和主网之间的协调控制，以提高微电网对上级电网的支撑能力对于电网的稳定具有重要意义；微电网在并网和孤岛运行下的稳定性分析；微电网电能质量问题需要做进一步的探讨和研究。

微网的突出特点是协调控制内部各DER单元的工作状态，在并网和孤岛方式下都能使微网处于稳定供电状态。传统微型电网控制结构大致可分为两类：对等控制和分层控制。对等控制实现了DG（分布式电源）即插即用的便利接入方式，而且各逆变器根据各自输出端的信息进行功率调节，减免了昂贵的通讯费用。但是目前该方式在实际应用中还存在着很多技术不足，比如稳定性分析，无功功率的均分，同时对微网系统参数的设定也较为严格。分层控制由于多代理的设置，各个DG单元都是在线可控的，可实现能量管理优化，但是其运行过度依赖通信，通信失效将导致整个微网系统不可控。

因此，本发明将传统微网中各个地理上分散的变流器集成到一个集装箱结构的大型柜体中进行集中管理，大大降低了微型电网的安装，卸载，运输，通讯等工作的费用和实施难度，是一种实用的工程发明。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种箱式集成化的多微源接口微型电网并网系统装置，其将传统微网中地理上分散的分布式发电机单元集成到一个箱式结构中，既减免了高昂的通讯费用，又方便了安装卸载过程。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种箱式集成化的多微源接口微型电网并网系统装置，包括箱体，在箱体上设置有大电网接口，负载接口，光伏接口，风力机接口，两个储能接口，微型燃气轮机接口以及通讯接口；所述箱体内包含一条交流母线和一条直流母线，所述交流母线和直流母线之间用一台DC/AC变流器连接，实现能量双向流动；所述大电网接口通过箱体内部的公共连接点连接至交流母线；所述负载接口通过箱体内部的负荷控制器连接至交流母线；所述微型燃气轮机接口通过箱体内部的AC/DC/AC变流器连接至交流母线；所述光伏接口连接至直流母线；所述两个储能接口分别为超级电容接口和蓄电池接口，通过箱体内部的两台双向DC/DC变流器连接至直流母线；所述风力机接口通过箱体内部的AC/DC变流器连接至直流母线；箱体内的变流器分别由一块数字信号处理器DSP进行控制；所述通讯接口连接至箱体内部一块负责能量管理的DSP，该DSP作为通讯主站与箱体内部所述各变流器的DSP建立CAN总线通讯，并直接控制PCC点的静态开关和负荷控制器。

上述箱体内部分为前室、中室和后室，所述前室为操作室，供操作人员操作时使用；中室为设备室，安放变流器设备；后室为制冷室，安装有冷却系统，为集装箱工作环境降温。

上述公共连接点为PCC静态开关。

本发明具有以下有益效果：