[发明专利]一种基于负荷控制的微电网并网到离网运行模式切换方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种微电网由并网运行模式切换离网运行模式的一种设计思路，涉及配网领域、继电保护领域和通讯领域。

背景技术

受全球能源的需求增加和环境污染的影响，世界上各国大力推进发展风力发电、太阳能发电以及其它清洁发电技术，我国在政策上也对新能源发电进行扶持，根据“十二五”规划，政府对分布式发电上网电价予以补贴，分布式电源作为大电网的补充，就地接入配电网，目前分布式光伏发电上网政策已经放开。分布式发电属于间歇性能源，具有不稳定性，会引起系统电压的波动和闪变，将分布式发电与储能系统组成微电网，可有效地对电压的波动进行平抑。

微电网的运行方式分为并网运行方式和离网运行方式，一般情况下微电网与配电网并网运行，上级系统异常或配网故障时，微电网带部分重要负荷离网运行于V/F模式。微电网由并网运行模式转换为离网运行模式的过程中时，微网内发电与负荷容量并不一致，由储能系统对微电网进行稳定控制，起着调峰电厂的作用。如储能系统容量足够大，微电网可稳定运行，但储能系统的投资成本很高，且储能电池存在寿命问题，这种微电网的稳定解决方案性价比不高。如果微电网由并网转为离网的过程中，将微电网内部分发电或不重要的负荷切除掉，使微网内发电与负荷的不平衡控制在储能系统的稳定控制裕度内，可实现并离网切换的平滑过渡，保证微电网内重要负荷可靠供电，可大大降低储能系统的投资。微电网的主动离网允许较长的时间内投切负荷或发电，再切换到微电网离网运行方式，配网故障或上级系统失电后，对于具备低电压穿越功能的储能逆变器，低电压穿越时间在625ms，0电压穿越时间一般不超过150ms，因此，要求投切负荷或发电并切换到离网稳定运行的时间一般不超过150ms，否则储能逆变器停机。

近年来，计算机技术、通讯技术、光纤技术快速发展，EPON技术在配网自动化中大量使用。如果将IEC61850的GOOSE快速通讯机制与EPON进行有效融合，可有效降低投资，可实现微电网内动态负荷平衡控制，保证微电网离网稳定运行。

发明内容

目的：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于负荷控制的微电网并网到离网运行模式切换方法，提供了一种微电网由并网运行模式切换离网运行模式的一种新的设计思路，可实现并离网切换的平滑切换，保证微电网内重要负荷可靠供电。

技术方案：

本发明的主要技术内容如下：依托配电网的EPON光纤通讯作为通讯系统，利用ICE61850的GOOSE通讯机制进行开关量、模拟量、跳闸信息等快速信息交换，在微电网由并网运行转为离网运行的过程中，动态计算并切除部分发电或负荷，形成微电网内发电与负荷的平衡，保证微电网离网安全稳定运行，包括四个步骤：

1、微电网内各保护测控装置与微电网模式控制装置之间通过交换机和EPON组成基于ICE61850的GOOSE机制通讯网。

2、微电网全网基于ICE61850的GOOSE机制进行全网建模，使其在支持开关量、跳闸命令等信息传送的基础上，还支持GOOSE模拟量传送，微电网内各保护测控装置的运行状态开关量和有功功率等模拟量可通过GOOSE网上送给微电网模式控制装置。

3、微电网内负荷或发电根据特性及重要性，可通过配置文件进行切除优先级设定。

4、微电网模式控制装置接收上级监控系统下发的离网命令或并网点接口装置发送的检孤岛启动离网命令后，可先计算微电网当前功率缺额，并切除部分发电或负荷，保证微电网内发电与负荷之间功率的相对平衡，再断开并网点开关，控制储能逆变器由并网运行方式切到离网运行方式。

负荷或发电设备切除顺序先通过配置文件配置；

切负荷分为多组多轮，其中第一组按照分支进行排序，第二组按照分段进行排序，第三组按照线路进行排序，切除顺序依次为第一组第一轮、第一组第二轮、依次类推，第二组第一轮、第二组第二轮、依次类推，第三组第一轮、第三组第二轮、依次类推；

切发电设备按照一组多轮，切除的命令为GOOSE跳闸命令。