专利名称：微网与电网快速并离网切换控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微网系统控制装置，尤其涉及一种微网与电网快速并离网切换的控制装置。
背景技术：
近年来，随着智能电网建设的提出，分布式发电获得了越来越多的重视与应用，微网系统为分布式发电的管理和应用提出了更好的解决方案，其中储能系统的应用是微网系统解决方案中最重要的组成部分。微网存在两种典型的运行模式，正常情况下微网与常规配电电网并网运行，称为联网模式；当检测到电网故障或电能质量不能满足要求时，微电网 将及时与电网脱离而独立运行，称为孤岛模式。微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题，即在电网失电后，微网系统如何快速安全的与主电网脱开，形成微电网独立运行，当电网恢复供电时,如何使微网供电系统与电网同步,无缝将微网系统并入电网。目前由储能系统构成的微网系统应用中，系统主要由微网监控系统和储能变流器配合实现微网的控制功能，在此种应用中微网系统的控制主要由微网监控系统完成，只有在控制器的主动控制下完成微网系统的并离网切换，这样使得微网系统并网转离网运行的时间较长；在微网系统离网转并网时，由于控制器与变流器间没有有效的信息通道，虽然控制器可以检测到电网和微网的状态，但变流器无法得到电网信息，使得微网开关两侧电压的频率、相位存在差异，无法实现同步并网，如果控制器强制闭合微网开关，因微网内电压的相位和幅值与电网不同，给微网系统内用电设备的安全运行带来重大危害。
实用新型内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种微网与电网快速并离网切换控制装置，可自动完成并网和离网之间的转换。本实用新型采用的技术方案一种微网与电网快速并离网切换控制装置，包括用于控制微网开关的控制器和用于形成微网并网输出的变流器，所述变流器的输出端通过所述微网开关接入所述电网，所述控制器和变流器通过用于传输电网与微网状态信息、微网开关状态信息和微网运行状态调整信号的数据线连接。所述控制器可以包括信号输出模块，所述信号输出模块的信号输出端可以连接所述数据线。所述控制器还可以包括中央处理模块、用于检测电网电压信号的电网电压信号检测模块、用于检测微网电压信号的微网电压信号检测模块和微网开关控制信号输出模块，所述电网电压信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的电网电压信号输入端，所述微网电压信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的微网电压信号输入端，所述中央处理模块的信息输出端可以连接所述信号输出模块的信号输入端，所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端可以连接所述微网开关控制信号输出模块的信号输入端，所述微网开关控制信号输出模块可以设有用于连接微网开关的信号输出端。[0008]所述控制器还可以包括用于检测微网开关状态信号的微网开关回馈信号检测模块，所述微网开关回馈信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的微网开关状态信号输入端。优选地，所述微网开关控制信号输出模块和微网开关回馈信号检测模块为集成为一体的一个模块。所述微网开关控制信号输出模块的信号输出端和所述微网开关回馈信号检测模块的信号检测端优选采用同一个具有检测和双向传输信号功能的端子。所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端和微网开关状态信号输入端优选米用同一个具有双向传输信号功能的端子。所述控制器还可以包括电源模块，所述电源模块可以设有用于连接蓄电池或电源的输入端，所述电源模块的输出端可以连接所述中央处理模块的电源输出端。 所述变流器可以包括信号接收模块、处理模块和用于调整变流器工作状态的变流控制信号输出模块，所述信号接收模块的信号输入端可以连接所述数据线，所述信号接收模块的信号输出端可以连接所述处理模块的信号输入端，所述处理模块的变流控制信号输出端可以连接所述变流控制信号输出模块的变流控制信号输入端。所述变流器还可以包括电源模块，所述电源模块可以设有用于连接蓄电池或电源的输入端，所述电源模块的输出端可以连接所述处理模块的电源输入端。本实用新型的有益效果本实用新型的控制器可以直接检测电网与微网的运行状态和微网开关的状态，并根据检测结果直接控制微网开关的断开，使微网系统与主电网脱开并形成微电网，转入离网独立供电模式，并将电网和微网以及微网开关的状态信息传递给变流器，在独立供电模式下变流器根据接收的信息自动调整微网内电压幅值和频率与电网同步，控制器时时检测电网和微网状态，当微网与电网的电压同步后，控制器直接控制微网开关的闭合，从而实现微网系统无缝平滑的接入电网。本实用新型的控制器与变流器之间通过数据线通信，使得变流器可与控制器同步获得电网信息，有效地解决了并网到离网转换速度慢和离网到并网无法同步的问题，实现了微网系统与电网间快速、安全的并离网切换，提高了分布式放电装置及储能系统的使用效率和供电质量，为用电负荷提供了 “不间断电源”。
图I为本实用新型接入微网系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种微网与电网快速并离网切换控制装置，包括用于控制微网开关5的控制器I和用于形成微网4并网输出的变流器2，所述变流器的输出端通过所述微网开关接入电网3，所述控制器和变流器之间通过用于传输电网与微网状态信息、微网开关状态信息和微网运行状态调整信号的数据线6连接。所述控制器可以包括信号输出模块，用于输出所述电网、微网及微网开关的状态信息，所述信号输出模块的信号输出端可以连接所述数据线。所述控制器还可以包括中央处理模块、用于检测电网电压信号的电网电压信号检测模块、用于检测微网电压信号的微网电压信号检测模块和微网开关控制信号输出模块，所述电网电压信号检测模块可以设有用于检测电网电压信号的检测端子，用于检测电网电压信号并输入所述控制器，所述电网电压信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的电网电压信号输入端，用于将检测到的电压信号传输给所述中央处理模块，所述微网电压信号检测模块可以设有用于检测微网电压信号的检测端子，用于检测微网电压信号并输入所述控制器，所述微网电压信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的微网电压信号输入端，用于将检测到的微网电压信号传输给所述中央处理模块，所述中央处理模块的信息输出端可以连接所述信号输出模块的信号输入端，用于将需要输出给所述变流器的信息传输给所述信号输出模块，所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端可以连接所述微网开关控制信号输出模块的信号输入端，所述微网开关控制信号输出模块可以设有用于连接微网开关的信号输出端。所述控制器还可以包括用于检测微网开关状态信号的微网开关回馈信号检测模块，用于检测所述微网开关的状态信息，所述微网开关回馈信号检测模块可以设有用于检测微网开关状态信号的检测端子，所述微网开关回馈信号检测模块的信号输出端可以连接所述中央处理模块的微网开关状态信号输入端，用于将检测到的微网开关状态信息传输给所述中央处理模块。 所述中央处理模块内设有用于对检测到的电网电压信号和微网电压信号进行比较并生成微网开关控制信号的程序。所述变流器可以包括信号接收模块、处理模块和用于调整变流器工作状态的变流控制信号输出模块，所述信号接收模块的信号输入端可以连接所述数据线，用于接收来自所述控制器的电网、微网及微网开关的状态信息，所述信号接收模块的信号输出端可以连接所述处理模块的信号输入端，用于将接收到的信息传输给所述处理模块，所述处理模块的变流控制信号输出端可以连接所述变流控制信号输出模块的变流控制信号输入端，将变流控制信号传输给所述变流控制信号输出模块，调整所述变流器的工作状态使微网电压的幅值和频率与电网同步。所述处理模块内设有用于对所述控制器检测到的电网电压信号和微网电压信号进行比较运算并生成变流控制信号的程序。优选地，所述微网开关控制信号输出模块和微网开关回馈信号检测模块为集成为一体的一个模块。所述微网开关控制信号输出模块的信号输出端和所述微网开关回馈信号检测模块的检测端优选采用同一个具有检测和双向传输信号功能的端子，通过一条电线实现对微网开关控制信号和回馈信号的传输；所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端和微网开关状态信号输入端优选采用同一个具有双向传输信号功能的端子，实现所述中央处理模块与所述微网开关控制信号输出模块和微网开关回馈信号检测模块集成为一体的模块的信号的双向传输。所述控制器和变流器均可以分别设有电源模块或设有一个共用的电源模块，所述电源模块可以设有用于连接蓄电池或电源的输入端，所述电源模块的输出端可以分别连接所述控制器的中央处理模块和所述变流器的处理模块的电源输出端。当所述微网与电网快速并离网切换控制装置接入微网系统进行工作时，所述控制器的电网电压信号检测模块的检测端通过电线连接所述微网开关电网侧的电网，对电网的电压信号进行测量，所述微网电压信号检测模块的检测端通过电线连接所述微网开关微网侧的微网，对微网的电压信号进行测量，所述控制器的微网开关控制信号输出模块的信号输出端连接所述微网开关的控制信号输入端，用于将微网开关控制信号传输给所述微网开关控制其动作，所述微网开关回馈信号检测模块的检测端连接所述微网开关的回馈信号输出端。所述控制器的中央处理模块对测量到的电网电压信号和微网电压信号进行运算比较，当检测出电网电压出现异常时，所述中央处理模块生成微网开关控制信号，通过所述微网开关控制信号输出模块传输给所述微网开关，控制所述微网开关自动断开，系统转入离网独立供电模式，所述控制器将检测到的电网和微网以及微网开关的状态信息实时传递给所述变流器。在离网独立供电模式下，当所述控制器检测到电网电压恢复正常，所述变流器的处理模块根据电网电压生成变流控制信号并通过所述变流控制信号输出模块调整所述变流器工作状态，使微网内电压的幅值和频率与电网同步，所述控制器的中央处理模块根据所述变流器反馈的电网与微网电压同步的信号以及时时检测到的电网和微网状态，生成微网开关控制信号并通过所述微网开关控制信号输出模块传输给所述微网开关，控制所述微网开关自动闭合，进入并网运行模式。本实用新型的控制器与变流器之间通过数据线通信，使得变流器可与控制器同步 获得电网信息，有效地解决了并网到离网转换速度慢和离网到并网无法同步的问题，实现了微网系统与电网间快速、安全的并离网切换，提高了分布式放电装置及储能系统的使用效率和供电质量，为用电负荷提供了 “不间断电源”。
权利要求1.一种微网与电网快速并离网切换控制装置，包括用于控制微网开关的控制器和用于形成微网并网输出的变流器，所述变流器的输出端通过所述微网开关接入电网，其特征在于所述控制器和变流器通过用于传输电网与微网状态信息、微网开关状态信息和微网运行状态调整信号的数据线连接。
2.如权利要求I所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述控制器包括信号输出模块，所述信号输出模块的信号输出端连接所述数据线。
3.如权利要求2所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述控制器还包括中央处理模块、用于检测电网电压信号的电网电压信号检测模块、用于检测微网电压信号的微网电压信号检测模块和微网开关控制信号输出模块，所述电网电压信号检测模块的信号输出端连接所述中央处理模块的电网电压信号输入端，所述微网电压信号检测模块的信号输出端连接所述中央处理模块的微网电压信号输入端，所述中央处理模块的信息输出端连接所述信号输出模块的信号输入端，所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端连接所述微网开关控制信号输出模块的信号输入端，所述微网开关控制信号输出模块设有用于连接微网开关的信号输出端。
4.如权利要求3所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述控制器还包括用于检测微网开关状态信号的微网开关回馈信号检测模块，所述微网开关回馈信号检测模块的信号输出端连接所述中央处理模块的微网开关状态信号输入端。
5.如权利要求4所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述微网开关控制信号输出模块和微网开关回馈信号检测模块为集成为一体的一个模块。
6.如权利要求5所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述微网开关控制信号输出模块的信号输出端和所述微网开关回馈信号检测模块的信号检测端采用同一个具有检测和双向传输信号功能的端子。
7.如权利要求6所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述中央处理模块的微网开关控制信号输出端和微网开关状态信号输入端米用同一个具有双向传输信号功能的端子。
8.如权利要求7所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述控制器还包括电源模块，所述电源模块设有用于连接蓄电池或电源的输入端，所述电源模块的输出端连接所述中央处理模块的电源输出端。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述变流器包括信号接收模块、处理模块和用于调整变流器工作状态的变流控制信号输出模块，所述信号接收模块的信号输入端连接所述数据线，所述信号接收模块的信号输出端连接所述处理模块的信号输入端，所述处理模块的变流控制信号输出端连接所述变流控制信号输出模块的变流控制信号输入端。
10.如权利要求9所述的微网与电网快速并离网切换控制装置，其特征在于所述变流器还包括电源模块，所述电源模块设有用于连接蓄电池或电源的输入端，所述电源模块的输出端连接所述处理模块的电源输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种微网与电网快速并离网切换控制装置，包括用于控制微网开关的控制器和用于形成微网并网输出的变流器，所述变流器的输出端通过所述微网开关接入电网，所述控制器和变流器通过用于传输电网与微网状态信息、微网开关状态信息和微网运行状态调整信号的数据线连接。本实用新型的控制器与变流器之间通过数据线通信，使得变流器可与控制器同步获得电网信息，有效地解决了并网到离网转换速度慢和离网到并网无法同步的问题，实现了微网系统与电网间快速、安全的并离网切换，提高了分布式放电装置及储能系统的使用效率和供电质量，为用电负荷提供了“不间断电源”。
文档编号H02J3/42GK202616805SQ20122018881
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者杨宝生 申请人:北京索英电气技术有限公司