[发明专利]微电网稳定控制器

说明书

技术领域

本发明属于微电网稳定控制技术领域，具体涉及一种专用于将储能设备接入微电网并能控制储能设备适应微电网各种运行状态的控制装置。 

背景技术

微电网能够稳定运行是微电网安全、可靠运行并发挥效益的前提。微电网要做到并网并得上，孤网稳得住，隔离足够快，无缝切换，真正实现微电网的即插即用，才能充分发挥其效益。由于微电网分布式发电电源普遍存在过载能力低、惯性小或无惯性的特点，以及微电网内负载存在突变等问题，容易造成微电网系统振荡甚至崩溃，严重制约着微电网的发展和应用。为了改善这种情况，目前的微电网结构中通常用储能设备来维持系统暂态的稳定，在必要时为微电网提供电压和频率支撑，但目前还没有仅以储能设备为控制对象的、能够满足微电网在各种运行模式下稳定运行要求的成熟控制方法。 

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种微电网稳定控制器，该控制器以储能设备为控制对象，按照设定的控制方式，可满足微电网孤网、并网稳定运行，孤网转并网以及并网转孤网的平滑切换要求。 

本发明的技术方案是： 

一种微电网稳定控制器，包括双向逆变电路、用于控制所述双向逆变电路工作状态的控制电路和用于采集所述双向逆变电路直流侧电信号和交流侧电信号的信号采集电路，所述控制电路包括用于数据处理的微处理器，所述微处理器通过PWM驱动控制电路连接所述双向逆变电路，当微电网孤网运行时，所述微处理器执行V-f控制方式，以连接于所述双向逆变电路直流侧的所述储能设备为微电网中的微电源提供电压源支持，并根据微电源出力和负载变化提供功率支持，具体工作方式为：（1）当所述微电源输出功率等于负载所需功率时，所述储能设备的输出近似为零，负载所需功率完全由所述微电源供给；（2）当所述微电源输出功率大于负载所需功率时，控制所述储能设备充电，吸收所述微电源满足负载后的多余功率；（3）当所述微电源的输出功率小于负载所需功率时，控制所述储能设备放电，补充所述微电源输出功率的不足部分。

工作方式（1）下，所述双向逆变电路的调制比ma维持不变；工作方式（2）下，所述双向逆变电路的调制比ma随着持续充电过程直流电压升高而减小；工作方式（3）下，所述双向逆变电路调制比ma随着持续放电直流电压下降而增大。 

所述微电源以所述双向逆变电路的电压和频率输出作为参考。 

所述双向逆变电路优选包括依次电连接的直流主电路、三相桥式逆变电路、滤波电路、隔离变压器和交流主电路，所述PWM驱动控制电路连接所述三相桥式逆变电路。 

V-f控制时，优选对工频正弦波进行离散化，获得一个工频周期内若干离散时间点的正弦波数据，形成由该若干正弦波数据组成的正弦表数组sin[n]，依据所述正弦表数组形成对应的矩形脉冲序列代替V-f控制所需工频正弦波作为调制波，通过开关频率和工频频率的关系得到一个工频周期正弦表对应的开关点数n_f，以正弦表数组元素总数n和n_f的倍数为实现工频正弦波时正弦表指针移动的步长选取用于调制的矩形脉冲。 

在微电网并网运行时，所述微处理器执行PQ解耦控制方式，快速地跟踪功率变化，同时单独控制双向逆变电路交流侧有功功率或者无功功率的变化，具体可以是：先将无功功率调到零，再单独控制有功功率，平抑微电源功率波动，使微电网与公共电网间交换功率可控，具体工作方式为：（1）当微电源输出功率与负载消耗功率的差值正向波动时，控制所述储能设备充电，吸收多余的功率；（2）当微电源输出功率与负载消耗功率的差值负向波动时，控制所述储能设备放电，满足负载功率缺额。 

PQ解耦控制时，优选对工频正弦波进行离散化，获得一个工频周期内若干离散时间点的正弦波数据，形成由该若干正弦波数据组成的正弦表数组sin[m]，依据该正弦表数组形成对应的矩形脉冲序列代替PQ解耦控制中电压前馈部分所需工频正弦波作为调制波，通过开关频率和工频频率的关系得到一个工频周期正弦表对应的开关点数m_f，以正弦表数组元素总数m和m_f的倍数为实现工频正弦波时正弦表指针移动的步长选取用于调制的矩形脉冲。 

所述控制电路还设有用于接收上级控制指令的通讯接口电路和用于输入输出开关量控制信号的开关量输入/输出接口电路，所述通讯接口电路和开关量输入/输出接口电路与所述微处理器双向通信连接。通过开关量输入接口电路可以获知PCC开关以及微电网内保护开关的开关状态，开关状态的识别是判断是否能切换至某个运行模式的条件之一。