[发明专利]用于单元电网的虚拟逆变器控制装置以及单元电网

说明书

本发明提供了一种单元电网以及用于单元电网(1)的虚拟逆变器控制装置(VIC，100，200，300)，其中所述单元电网(1)包括至少一条并联的支路(10，20，30，40)，其中所述支路(10，20，30，40)上的至少一条支路设有一个保护装置(13，23，33，43)，其特征在于，为所述保护装置中的至少一个分别配置一个所述虚拟逆变器控制装置(VIC)，所述虚拟逆变器控制装置(VIC)包括：一传感器部件(I210)，其能够检测所述支路上的至少一种特征参数；以及一控制部件(230)，其根据所述特征参数影响该逆变器控制装置(VIC)所对应的保护装置的电连接状态。

技术领域

本发明涉及一种用于单元电网的虚拟逆变器控制装置以及设有该控制装置的单元电网。

背景技术

微电网(micro-grid)可以包括多个单元电网(nano grid)，其中每个单元电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。其中单元电网(nano grid)一般指功率水平小于100kW带分布式能源的电网网络。单元电网通常在与常规大电网或者商业电网并网的并网模式(grid-connected mode)或与大电网断开的孤岛模式(island mode)状态下工作。单元电网内部通常包括多个并联支路，其中每个支路都设有保护装置，其通常包括微型断路器(MCB)。当单元电网在并网模式下工作时，其内部的保护装置通常都能够满足需求。

图1示出了一种典型的单元电网1的示意图。该单元电网1包括并联的n条支路(在图中未完全示出)。其中每条支路上均设有一个微型断路器MCB作为保护装置。当然，在某些情况下，也可以只在部分的支路上设置保护装置。当单元电网1在孤岛模式下运行时，例如当支路30的F2处出现故障时，支路30的保护装置33的反应速度总是比其他设有逆变器的支路中的逆变器I11、I21的内部保护速度慢。由于保护装置总是不能及时跳闸，而导致整个单元电网中断运行。又例如，当F3处出现故障时，若想要整个单元电网仍然能够运行，则希望其所在支路10中的保护装置13应该比支路20中的保护装置23以及支路20中的储能器的逆变器I21自带的保护提前跳闸。但这在现有技术中尚不能满足。

发明内容

为了解决上述一个或多个问题，本发明首先提供了一种用于单元电网的虚拟逆变器控制装置，其中所述单元电网包括至少一条并联的支路，其中所述支路上的至少一条支路设有一个保护装置，其中，为所述保护装置中的至少一个分别配置一个所述虚拟逆变器控制装置，所述虚拟逆变器控制装置包括：一传感器部件，其能够检测所述支路上的至少一种特征参数；一控制部件，其根据所述特征参数影响该逆变器控制装置所对应的保护装置的电连接状态。其中，传感器部件能够检测到该支路上的电压、电流和/或频率等特征参数。通过设置包括传感器部件和控制部件的虚拟逆变器控制装置，使得其可以对对应的保护装置进行控制，例如使其在逆变器启动保护前使保护装置跳闸或者说脱扣。通常在单元电网中可以设有多条支路，其中通常会在每条支路上设置保护装置。依据本发明可以为这些保护装置中一个或者多个设置虚拟逆变器控制装置。

根据本发明的一种优选的实施方式，所述控制部件包括一个第一模拟器，所述第一模拟器能够模拟所述单元电网上的一条第一支路上的一个第一逆变器的保护功能，并根据所检测到的特征参数或者特征参数的变换量向所述虚拟逆变器控制装置所对应的保护装置发出跳闸信号。

根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一模拟器通过比较特征参数或者特征参数变换量与特征参数与之计算跳闸时间，基于所述跳闸时间，通过所述控制部件向所述第一保护装置发送跳闸信号，其中跳闸时间设置得比第一逆变器自身的跳闸保护时间更短。通过这种方式使得虚拟逆变器控制装置对应的保护装置在逆变器启动保护前使保护装置跳闸或者说脱扣。

根据本发明的另一种优选的实施方式，所述第一模拟器在所述特征参数或者特征参数的变换量超过其对应的保护阈值时向所述保护装置发出跳闸信号，其中保护阈值比第一逆变器在孤岛模式下特征参数保护阈值更低。