[发明专利]一种微电网主动配电装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明是属于电力系统中微电网控制领域，主要涉及到一种微电网主动配电装置及控制方法。

背景技术

近年来，国民经济快速发展，电力需求持续增长，化石能源逐步枯竭，环境污染问题日益严峻，能源的清洁高效利用越来越受到重视。传统的被动配电网已不能满足环保要求及大量分布式电源引起的电网可靠性和电能质量的要求，未来电网需要规划设计成一种绿色、高效、可靠、智能的方式以适应未来的技术需求，并且能满足分布式电源尤其是可再生能源的规模化接入。传统配电网中对可再生能源消纳能力不足、一次网架薄弱、自动化水平不高以及调度方式落后等问题在主动配电网中将不复存在。

主动配电对绿色能源有良好的兼容性，且能高效利用己有资产，反映出了未来智能电网的发展趋势。主动配电能够组合控制各种分布式能源（DG、可控负荷、储能、需求侧管理等），无需更改现有配电网结构，加大配电网对可再生能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级改造投资，以及提高电网的电能质量和供电可靠性。传统被动配电网对分布式能源的消纳模式单一，当小容量可调控式分布式电源接入中低压配电网后，因节点及馈线上负荷水平较低，无法通过人为或自动控制进行调节，导致分布式电源利用率低、并网点功率波动、电能质量差等各种现象频繁出现。

比如在基站微电网应用领域，由于微电网的主要发电来源采用光伏或风力等新能源，而目前多数基站屋顶面积核算，采用传统光伏并网技术，并网逆变器输出功率3-5KW，且以传统的单相或三相并网逆变器装置为主，由于三相逆变器采用传统SVPWM控制，其三相反馈电流都要求一致，因此逆变器装置的效率较低，如果某一相、两相或三相新能源发电功率小于负载实时功率，则会逆潮流输送到电网，很难实现发电与不同相负载的源荷匹配。并且在工程应用中，由于安装工人较难准确判断各相负荷，即使临时测量了负荷，准确安装单相逆变器装置到某一相的连接点上，也无法保证空调等负载的短期待机或运行的工作状态一直与测量时保持一致；同时，基站直流电源和负载也会随应用存在陆续增加或减少的情况，也会造成负载在不同相位间的变化。因此需要解决在复杂工程应用条件下、波动负荷条件下和波动新能源发电条件下的匹配问题，从而提高资产投资的边际收益率和源荷设备的更高效利用率，因此一种适合于微电网应用中的主动配电装置显得尤其重要。

发明内容

为此，本发明提供一种微电网主动配电装置及控制方法，依据并网点处四象限功率参数和潮流方向，对微电网发电功率、发电模式和负荷状态进行调节，维持微电网内能量自发自用，保证发用电匹配和平衡，实现主动配电。

根据本发明的一个方面，提出了一种微电网主动配电装置，包括传感器模块、微网控制模块和可调控式分布式电源，可调控式分布式电源通过断路器连接至所述单相或三相微网交流母线，并且通过第一信号传输通道与微网控制模块连接，传感器模块通过第二信号传输通道与微网控制模块连接，传感器模块采集所述并网点处的电参数信息，并通过第二信号传输通道将电参数信息反馈至微网控制模块，微网控制模块根据电参数信息调节可调控式分布式电源。

优选地，可调控式分布式电源可以是如下电源的一个或几个的组合：

- 内燃机组发电电源；

- 燃气轮机发电电源；

- 小型水力发电电源；

- 风力发电电源；

- 太阳能光伏发电电源；

- 燃料电池发电电源；

- 光热发电电源；以及

- 温差发电电源。

优选地，可调控式分布式电源的输出四象限功率可以调节。

优选地，可调控式分布式电源可以是单相发电单元或者三相发电单元。更优选地，单相发电单元输出视在功率范围1~10KVA，三相发电单元输出视在功率范围3~20KVA，输出交流电压范围0~10KV。

优选地，可调控式分布式电源可以是由多个单相发电单元构成的组合式两相和三相发电单元。

还优选地，可调控式分布式电源的输出电压能够受控地工作在三相不平衡模式，且其各个单相的输出功率可单独受控调节而保持其他各相的输出功率不变；或者，可调控式分布式电源的输出电流能够受控地工作在三相不平衡模式，且其各个单相的输出功率可单独受控调节而保持其他各相的输出功率不变；或者，可调控式分布式电源的输出电压能够受控地工作在三相平衡模式，且三相输出功率同时按照相同比例进行控制调节，其各个单相的输出功率不可单独受控调节。