发明公专利｜并网型光储和发电机组的微网控制系统

申请人 大工(青岛)新能源材料技术研究院有限公司

发明人 张可欣 张晓峰 卞德振 辛娜 谭毅

技术领域

本发明涉及一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，属于发电系统技术领域。

背景技术

我国国民经济的高速发展，在一定程度上得益于能源产业，中国是能源生产国和消费国，能源供应持续增长，为经济发展提供了重要的保障。大力发展清洁能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度，同时有利于优化国家能源的配置结构，提高能源综合利用的经济效益以及降低环境污染问题，减少治理污染的经济成本。

从目前市场上可再生能源和清洁能源来看，单一能源不能完全满足市场的全部需求，比如：光伏发电功率波动变化较大，且依赖天气，无法24小时持续发电，常规发电机组相对市电和光伏发电运行成本较高，且污染环境。储能系统的投资成本过高，且自身无法发电，将这些分布式发电接入大电网，会对大电网带来冲击，影响大电网质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种实现分布式发电与市电无缝切换，确保用户不间断供电，并保证系统的频率和电压稳定的并网型光储和发电机组的微网控制系统。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。

进一步地，所述的储能控制器采用三相半桥电压源型PWM整流器，直流侧负载为锂电池储能单元，交流侧采用LCL滤波器。

进一步地，还包括环境检测仪，环境检测仪与通讯柜连接，实时上光照辐射量，上位机将实时光照辐射量与光伏系统实际发电量做对比，看光伏发电效率是否在一个正常的范围内，判断光伏组件是否过脏或损坏，以便维修人员及时处理。

进一步地，所述光伏组件采用晶硅光伏电池或薄膜光伏电池。

进一步地，所述的快速切换开关采用固态开关。

本发明的有益效果是：

(1)实现无缝切换，确保用户不间断供电，当市电计划或非计划断电时，系统将立即切断与市电的联系，由并网模式转为孤网模式，独立运行，为用户持续供电，无缝切换采用大功率固态开关，保证离网后在很短的时间内重要负荷和分布式电源的功率能够快速平衡。在微电网离网后储能作为电压源，承担系统频率和电压的稳定。

(2)加入发电机组作为常用电源，大大降低了蓄电池的装机容量，减少项目的初期投资成本。

发明专利要点简析：

1 .一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。

2.根据权利要求1所述的并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：所述的储能控制器采用三相半桥电压源型PWM整流器，直流侧负载为锂电池储能单元，交流侧采用LCL滤波器。

3.根据权利要求1所述的并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：还包括环境检测仪，环境检测仪与通讯柜连接，实时上报光照辐射量。

4.根据权利要求1所述的并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：所述光伏组件采用晶硅光伏电池或薄膜光伏电池。

5.根据权利要求1所述的并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：所述的快速切换开关采用固态开关。