[发明专利]一种独立运行微电网主控电源切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种独立运行微电网主控电源切换方法，属于微电网控制技术领域。

背景技术

微电网可以看成电力系统的一种结构，包括分布式电源、负荷、储能设备等的小型系统。微电网系统可工作于并网运行与独立运行两种模式。微电网和配电网并网运行时，由配电网提供微电网的频率、电压支撑。在微电网独立运行时，必须由特定电源提供整个微电网的频率、电压支撑，我们称为主电源。

在常规独立供电系统中，通常采用旋转电机作为主控电源，比如柴油发电机作为主电源，维持电网的电压和频率。在微电网系统中，新增了分布式发电和储能系统，在对主控电源的选择上更加丰富，而在不同情况下选择不同的主控电源可以满足用户对微电网的不同需求。例如，当分布式发电足够满足负荷用电时，可使用微电网配置的储能变流器PCS作为主电源，为系统提供稳定的电压和频率；当可再生能源发电不足时，启动柴油发电机由柴油发电机维持系统的频率和电压，此时将储能转换为PQ控制模式，其出力由微电网能量管理系统调度。

发明内容

本发明的目的是提供一种独立运行微电网主控电源切换方法，以解决目前微电网中主控电源切换问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种独立运行微电网主控电源切换方法，该切换方法的步骤如下：

1）.根据微电网中可再生能源发电出力、旋转电机出力、储能电池剩余容量和负荷用电功率来判断当前主控电源工作模式是否可靠；

2）.如果主控电源的工作模式不可靠，进入步骤3）根据可靠性计算切换主电源，如果主控电源的工作模式可靠，则进入步骤4）根据经济性计算切换主电源；

3）.判断当前的主控电源是否为储能PCS或储能电池，如果不是，增加其它旋转电机作为主电源维持主控电源的供电可靠性，如果是储能PCS或储能电池，储能PCS或储能电池剩余容量过低，且可再生能源不能支撑所有的负荷，将主控电源切换为旋转电机；

4）.计算无低电压穿越的逆变器总出力，判断即将承担主控电源的最大出力是否大于目前主设备出力与因模式切换退出的逆变器出力的总和，如果是，则设置储能电池为主控电源，如果不是，切除对应的非重要负荷，并将储能电池切换为主控电源。

所述步骤1）中判断当前主控电源工作是否可靠的原则为：

当主控电源为旋转电机时，如果旋转电机的发电功率超过其额定容量的80%，判断当前的主控电源不可靠；

当主控电源为储能PCS或者储能电池时，储能PCS放电功率超过70%或者电池储能SOC低于20%，判断当前的主控电源不可靠。

所述步骤3）中判断当前主控电源工作是否经济的原则为：

当主控电源为旋转电机时，如果旋转电机的发电功率达不到30%以上，判断当前主控电源不经济。

所述步骤3）中将主控电源切换为旋转电机的具体过程如下：

a.判断待切换为主控电源的旋转电机的并网冲击电流是否小于储能电池的保护电流；

b.如果是，则启动该旋转电机，并判断启动的旋转电机的出力是否大于储能PCS或储能电池当前的出力功率，如果不大于，再启动一台旋转电机，直至已启动的旋转电机的出力大于储能PCS或储能电池当前的出力功率，将已启动的旋转电机切换为主控电源；

c.如果旋转电机的并网冲击电流不小于储能电池的保护电流，将该旋转电机的断路器断开并启动该旋转电机，判断启动的旋转电机的出力是否大于储能PCS或储能电池当前的出力功率，如果不大于，再断开一台旋转电机的断路器并启动该电机，直至已启动的旋转电机最大发电量总和大于储能PCS或储能电池当前功率，将已启动的旋转电机的断路器闭合并网，并将并网后旋转电机切换为主控电源。

所述的步骤3）中储能PCS或储能电池剩余容量过低指的是储能PCS放电功率超过70%或储能电池的SOC低于20%。

所述的旋转电机为柴油机、微型燃气轮机、小型水利发电机或燃料电池。

所述步骤4）中当一次能源为燃料的旋转电机最为主控电源时，其充放电功率大小由微电网能量管理系统根据系统能量平衡和经济优化需求进行设置。

本发明的有益效果是:本发明能够在微电网独立运行时，微电网系统存在至少两台可作为主控电源的发电设备情况下，根据分布式发电出力情况、负荷情况、主控电源情况和储能情况，合理快速的切换主控电源，并能在微电网供电稳定安全的同时，极大化地利用分布式发电，节约燃料费用，减少环境污染。

附图说明

图1是本发明独立运行微电网主控电源切换方法的流程图；