一种光纤智慧小区微电网的互联系统的制作方法

本申请涉及微电网技术领域，尤其涉及一种光纤智慧小区微电网的互联系统。

背景技术：

随着电力光纤到户技术关键技术取得重大突破，光纤复合低压电缆能够集光缆、电力输电缆于一体，支持多种传输技术。借助光纤到表提供的通讯链路以何种方式与用户建立双向互动，成为光纤到表建设的关键点。

随着环境和能源压力的不断增大，光纤智慧小区微电网技术越来越受重视。而现有技术中多个光纤智慧小区微电网控制结构一般采用分布式控制。在分布式控制中，各个微电源采用相同的控制方案，各个微电源的地位相同。在并网时都采用pq控制，输出功率；在孤岛时，都采用vf控制，给光纤智慧小区微电网提供电压和频率的支撑。这种控制方式相比于主从控制而言，一旦某个站点出现故障，还有其他的站点可以提供电压和频率的支撑，冗余度较高，可靠性得到了较大的保证。

对于分布式控制为了控制多个微电源使系统稳定，比较普遍采用的下垂控制。其中频率-有功下垂和幅值-无功下垂是比较常用的方式，适当的控制下垂系数能够在微电源之间实现合理的功率分担。现有技术中，提出了类似pid结构的下垂控制方案，能够针对下垂控制动态性能不好，提高动态特性和稳态性能。下垂控制方案会带来频率损失，具体的控制方案不同，频率偏差有大有小，且在稳定状态下频率总会下小范围内快速波动。

技术实现要素：

本申请提供了一种光纤智慧小区微电网的互联系统，以解决多个微电网之间稳定性差的问题。

本申请提供了一种光纤智慧小区微电网的互联系统，该系统包括：第一微电网、第二微电网、断路器、外网和负载；

所述第一微电网的输出端与所述断路器的输入端连接；

所述断路器的输出端与所述外网连接；

所述第一微电网的输出端与所述第二微电网的输出端连接；

所述第二微电网的输出端与所述负载连接；

所述第一微电网包括：第一直流微源、第一逆变器和第一滤波电路；

所述第一直流微源与所述第一逆变器的输入端连接；

所述第一逆变器的输出端与所述第一滤波电路的输入端连接；

所述第一滤波电路的输出端与所述断路器的输入端连接；

所述第二微电网包括：第二直流微源、第二逆变器和第二滤波器；

所述第二直流微源与所述第二逆变器的输入端连接；

所述第二逆变器的输出端与所述第二滤波电路的输入端连接；

所述第二滤波电路的输出端与所述断路器的输入端连接。

优选地，所述第一微电网还包括第一稳压电路；

所述第一稳压电路的输入端与所述第一直流微源的输出端连接；

所述第一稳压电路的输出端与所述第一逆变器的输入端连接。

优选地，所述第二微电网还包括第二稳压电路；

所述第二稳压电路的输入端与所述第二直流微源的输出端连接；

所述第二稳压电路的输出端与所述第二逆变器的输入端连接。

优选地，所述第一逆变器输出的三相交流电，包括第一相输出端、第二相输出端和第三相输出端。

优选地，所述第一滤波电路包括：第一逆变器侧电感，第一逆变器侧寄生电阻，第一滤波电容，第一外网侧电感，第一外网侧寄生电阻，第二逆变器侧电感，第二逆变器侧寄生电阻，第二滤波电容，第二外网侧电感，第二外网侧寄生电阻，第三逆变器侧电感，第三逆变器侧寄生电阻，第三滤波电容，第三外网侧电感，第三外网侧寄生电阻；

所述第一相输出端与所述第一逆变器侧电感的一端连接；

所述第一逆变器侧电感的另一端与所述第一逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第一逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第一外网侧电感的一端连接；

所述第一外网侧电感的另一端与所述第一外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第一外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第二相输出端与所述第二逆变器侧电感的一端连接；

所述第二逆变器侧电感的另一端与所述第二逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第二逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第二外网侧电感的一端连接；

所述第二外网侧电感的另一端与所述第二外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第二外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第三相输出端与所述第三逆变器侧电感的一端连接；

所述第三逆变器侧电感的另一端与所述第三逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第三逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第三外网侧电感的一端连接；

所述第三外网侧电感的另一端与所述第三外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第三外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第一逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第一滤波电容的一端连接；

所述第一滤波电容的另一端与所述第二滤波电容的一端连接；

所述第二滤波电容的另一端与所述第二逆变器侧寄生电阻的另一端连接；

所述第一滤波电容的另一端还与所述第三滤波电容的一端连接；

所述第三逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第三滤波电容的另一端连接。

优选地，所述第二逆变器输出的三相交流电，包括第四相输出端、第五相输出端和第六相输出端。

优选地，所述所述第二滤波电路包括：第四逆变器侧电感，第四逆变器侧寄生电阻，第四滤波电容，第四外网侧电感，第四外网侧寄生电阻，第五逆变器侧电感，第五逆变器侧寄生电阻，第五滤波电容，第五外网侧电感，第五外网侧寄生电阻，第六逆变器侧电感，第六逆变器侧寄生电阻，第六滤波电容，第六外网侧电感，第六外网侧寄生电阻；

所述第四相输出端与所述第四逆变器侧电感的一端连接；

所述第四逆变器侧电感的另一端与所述第四逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第四逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第四外网侧电感的一端连接；

所述第四外网侧电感的另一端与所述第四外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第四外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第五相输出端与所述第五逆变器侧电感的一端连接；

所述第五逆变器侧电感的另一端与所述第五逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第五逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第五外网侧电感的一端连接；

所述第五外网侧电感的另一端与所述第五外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第五外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第六相输出端与所述第六逆变器侧电感的一端连接；

所述第六逆变器侧电感的另一端与所述第六逆变器侧寄生电阻的一端连接；

所述第六逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第六外网侧电感的一端连接；

所述第六外网侧电感的另一端与所述第六外网侧寄生电阻的一端连接；

所述第六外网侧寄生电阻的另一端与所述断路器的输入端连接；

所述第四逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第四滤波电容的一端连接；

所述第四滤波电容的另一端与所述第五滤波电容的一端连接；

所述第五滤波电容的另一端与所述第五逆变器侧寄生电阻的另一端连接；

所述第四滤波电容的另一端还与所述第六滤波电容的一端连接；

所述第六逆变器侧寄生电阻的另一端与所述第六滤波电容的另一端连接。

本申请提供的一种光纤智慧小区微电网的互联系统，能够保证关系智慧小区微电网具有较快的动态性能，使各个光纤智慧小区电网在孤岛运行时都能提供电压和频率支撑，而且能够维持较小的频率波动和电压损失，同时各个光纤智慧小区之间没有直接的互联信息交换，降低安装成本，且便于施工。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一种光纤智慧小区微电网的互联系统结构示意图；

图2为本申请提供的一种第一微电网的结构示意图；

图3为本申请提供的一种第二微电网的结构示意图；

图4为本申请提供的另一种光纤智慧小区微电网互联系统结构示意图。

附图说明：11-第一微电网，12-第二微电网，13-断路器，14-外网，15-负载，21-第一直流微源，22-第一逆变器，221-第一相输出端、222-第二相输出端，223-第三相输出端，23-第一滤波电路，24-第一稳压电路，31-第二直流微源，32-第二逆变器，321-第四相输出端、322-第五相输出端，323-第六相输出端，33-第二滤波电路，34-第二稳压电路，401-第一逆变器侧电感，402-第一逆变器侧寄生电阻，403-第一滤波电容，404-第一外网侧电感，405-第一外网侧寄生电阻，406-第二逆变器侧电感，407-第二逆变器侧寄生电阻，408-第二滤波电容，409-第二外网侧电感，410-第二外网侧寄生电阻，411-第三逆变器侧电感，412-第三逆变器侧寄生电阻，413-第三滤波电容，414-第三外网侧电感，415-第三外网侧寄生电阻，416-第四逆变器侧电感，417-第四逆变器侧寄生电阻，418-第四滤波电容，419-第四外网侧电感，420-第四外网侧寄生电阻，421-第五逆变器侧电感，422-第五逆变器侧寄生电阻，423-第五滤波电容，424-第五外网侧电感，425-第五外网侧寄生电阻，426-第六逆变器侧电感，427-第六逆变器侧寄生电阻，428-第六滤波电容，429-第六外网侧电感，430-第六外网侧寄生电阻。

具体实施方式

参见图1，为本申请提供的一种光纤智慧小区微电网的互联系统结构示意图。参见图2为本申请提供的一种第一微电网的结构示意图，图3为本申请提供的一种第二微电网的结构示意图，图4为本申请提供的另一种光纤智慧小区微电网互联系统结构示意图。

本申请提供的一种光纤智慧小区微电网的互联系统，如图所示，该系统包括：第一微电网11、第二微电网12、断路器13、外网14和负载15；

所述第一微电网11的输出端与所述断路器13的输入端连接；

所述断路器13的输出端与所述外网14连接；

所述第一微电网11的输出端与所述第二微电网12的输出端连接；

所述第二微电网12的输出端与所述负载15连接；

所述第一微电网11包括：第一直流微源21、第一逆变器22和第一滤波电路23；

所述第一直流微源21与所述第一逆变器22的输入端连接；

所述第一逆变器22的输出端与所述第一滤波电路23的输入端连接；

所述第一滤波电路23的输出端与所述断路器13的输入端连接；

所述第二微电网12包括：第二直流微源31、第二逆变器32和第二滤波器；

所述第二直流微源31与所述第二逆变器32的输入端连接；

所述第二逆变器32的输出端与所述第二滤波电路33的输入端连接；

所述第二滤波电路33的输出端与所述断路器13的输入端连接。

第一微电网11和第二微电网12，是分属于不同光纤智慧小区的微电网，两者本质上相同，这里的第一、第二只是为了方便区分，在本申请中描述了只有两个微电网时的微电网内部设置，及微电网之间的互联情况，在本申请中对系统中能够包含的光纤智慧小区对应的微电网的数量不做限定限定。第一微电网11的输出端和第二微电网12的输出端连接，两者的共同输出端与负载15连接，两者的共同输出端还通过断路器13与外网14连接。第一微电网11和第二微电网12，相对于外网14而言是单一受控端。对于第一微电网11而言，第一直流微源21，用于提供直流电压。第一逆变器22用于将直流电压转变成交流电压。第一滤波电路23用于抑制逆变器死区效应及闭环系统带宽对死区效应。第二微电网12与第一微电网11类似，其包括的功能也是类似的，这里不再赘述。第一直流微源21和第二直流微源31，在微电网中独立稳定运行，并使得各个直流微源之间协调运行。

断路器13的开关能够控制第一微网和第二微网的运行模式是并网运行，还是孤岛运行。在断路器13改变运行模式时，不需要告知第一微电网11、第二微电网12根据检测到的局部电量能够推测自身的运行状态，所以不需要互连线路进行通信。

在并网状态下，有外网14提供的电压和频率的支持，因此第一微电网11和第二微电网12只需要输出指定功率即可。对于并网状态下，第一微电网11和第二微电网12中第一逆变器22和第二逆变器32的控制，本申请中采用间接功率控制方法，即控制输出电流来控制输出功率；另外对于输出电流的控制有利于故障状态发生时，对第一逆变器22和第二逆变器32的保护，防止过流。本申请中采用输出电流外环电容电流内环双环控制方法来实现并网电流的准确输出，对于输出电流外环采用pi补偿，消除稳态静差提高动态性能。对于电容电流内环，采用比例控制器，增强系统阻尼，使系统稳定。

优选地，所述第一微电网11还包括第一稳压电路24；

所述第一稳压电路24的输入端与所述第一直流微源21的输出端连接；

所述第一稳压电路24的输出端与所述第一逆变器22的输入端连接。

为了提高微电网的稳定性，在第一微电网11中，在第一直流微源21的输出端，添加第一稳压电路24，稳定第一直流微源21的输出电压。常见的直流稳压电路包括：稳压二极管稳压电路、串联调整管稳压电路、开关型稳压电路和三端集成稳压电路。在本申请实施例中对采用的直流稳压电路的类型不做限定。

优选地，所述第二微电网12还包括第二稳压电路34；

所述第二稳压电路34的输入端与所述第二直流微源31的输出端连接；

所述第二稳压电路34的输出端与所述第二逆变器32的输入端连接。

与第一稳压电路24类似，同样为了提高微电网的稳定性，在第二微电网12中，在第二直流微源31的输出端，添加第二稳压电路34，稳定第二直流微源31的输出电压。

优选地，所述第一逆变器22输出的三相交流电，包括第一相输出端221、第二相输出端222和第三相输出端223。

由于民用电网可以从工业电网中引出，所以在本申请中的外网14是指工业电网。工业电网是三相电，在第一逆变器22输出的也是三相交流电，三相交流电的每一相都相同，为了便于区分将第一逆变器22输出的三相交流电，分别命名为第一相输出端221、第二相输出端222和第三相输出端223。

优选地，所述第一滤波电路23包括：第一逆变器侧电感401，第一逆变器侧寄生电阻402，第一滤波电容403，第一外网侧电感404，第一外网侧寄生电阻405，第二逆变器侧电感406，第二逆变器侧寄生电阻407，第二滤波电容408，第二外网侧电感409，第二外网侧寄生电阻410，第三逆变器侧电感411，第三逆变器侧寄生电阻412，第三滤波电容413，第三外网侧电感414，第三外网侧寄生电阻415；

所述第一相输出端221与所述第一逆变器侧电感401的一端连接；

所述第一逆变器侧电感401的另一端与所述第一逆变器侧寄生电阻402的一端连接；

所述第一逆变器侧寄生电阻402的另一端与所述第一外网侧电感404的一端连接；

所述第一外网侧电感404的另一端与所述第一外网侧寄生电阻405的一端连接；

所述第一外网侧寄生电阻405的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第二相输出端222与所述第二逆变器侧电感406的一端连接；

所述第二逆变器侧电感406的另一端与所述第二逆变器侧寄生电阻407的一端连接；

所述第二逆变器侧寄生电阻407的另一端与所述第二外网侧电感409的一端连接；

所述第二外网侧电感409的另一端与所述第二外网侧寄生电阻410的一端连接；

所述第二外网侧寄生电阻410的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第三相输出端223与所述第三逆变器侧电感411的一端连接；

所述第三逆变器侧电感411的另一端与所述第三逆变器侧寄生电阻412的一端连接；

所述第三逆变器侧寄生电阻412的另一端与所述第三外网侧电感414的一端连接；

所述第三外网侧电感414的另一端与所述第三外网侧寄生电阻415的一端连接；

所述第三外网侧寄生电阻415的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第一逆变器侧寄生电阻402的另一端与所述第一滤波电容403的一端连接；

所述第一滤波电容403的另一端与所述第二滤波电容408的一端连接；

所述第二滤波电容408的另一端与所述第二逆变器侧寄生电阻407的另一端连接；

所述第一滤波电容403的另一端还与所述第三滤波电容413的一端连接；

所述第三逆变器侧寄生电阻412的另一端与所述第三滤波电容413的另一端连接。

在本申请中采用lcl滤波电路，在第一逆变器22输出的三相交流电中的每一相都进行滤波。在第一微电网11与外网14并网时，第一滤波电路23将第一逆变器22产生的开关脉冲电压、电流转变成连续的模拟量。第一滤波电路23能够抑制输出电流的过分波动及浪涌冲击，滤除开关动作所产生的高频电流，控制第一逆变器22的功率输出，使第一逆变器22获得一定的阻尼特性。

优选地，所述第二逆变器32输出的三相交流电，包括第四相输出端321、第五相输出端322和第六相输出端323。

由于民用电网可以从工业电网中引出，所以在本申请中的外网14是指工业电网。工业电网是三相电，在第二逆变器32输出的也是三相交流电，三相交流电的每一相都相同，为了便于区分将第二逆变器32输出的三相交流电，分别命名为第四相输出端321、第五相输出端322和第六相输出端323。

优选地，所述所述第二滤波电路33包括：第四逆变器侧电感416，第四逆变器侧寄生电阻417，第四滤波电容418，第四外网侧电感419，第四外网侧寄生电阻420，第五逆变器侧电感421，第五逆变器侧寄生电阻422，第五滤波电容423，第五外网侧电感424，第五外网侧寄生电阻425，第六逆变器侧电感426，第六逆变器侧寄生电阻427，第六滤波电容428，第六外网侧电感429，第六外网侧寄生电阻430；

所述第四相输出端321与所述第四逆变器侧电感416的一端连接；

所述第四逆变器侧电感416的另一端与所述第四逆变器侧寄生电阻417的一端连接；

所述第四逆变器侧寄生电阻417的另一端与所述第四外网侧电感419的一端连接；

所述第四外网侧电感419的另一端与所述第四外网侧寄生电阻420的一端连接；

所述第四外网侧寄生电阻420的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第五相输出端322与所述第五逆变器侧电感421的一端连接；

所述第五逆变器侧电感421的另一端与所述第五逆变器侧寄生电阻422的一端连接；

所述第五逆变器侧寄生电阻422的另一端与所述第五外网侧电感424的一端连接；

所述第五外网侧电感424的另一端与所述第五外网侧寄生电阻425的一端连接；

所述第五外网侧寄生电阻425的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第六相输出端323与所述第六逆变器侧电感426的一端连接；

所述第六逆变器侧电感426的另一端与所述第六逆变器侧寄生电阻427的一端连接；

所述第六逆变器侧寄生电阻427的另一端与所述第六外网侧电感429的一端连接；

所述第六外网侧电感429的另一端与所述第六外网侧寄生电阻430的一端连接；

所述第六外网侧寄生电阻430的另一端与所述断路器13的输入端连接；

所述第四逆变器侧寄生电阻417的另一端与所述第四滤波电容418的一端连接；

所述第四滤波电容418的另一端与所述第五滤波电容423的一端连接；

所述第五滤波电容423的另一端与所述第五逆变器侧寄生电阻422的另一端连接；

所述第四滤波电容418的另一端还与所述第六滤波电容428的一端连接；

所述第六逆变器侧寄生电阻427的另一端与所述第六滤波电容428的另一端连接。

在本申请中采用lcl滤波电路，在第二逆变器32输出的三相交流电中的每一相都进行滤波。在第二微电网12与外网14并网时，第二滤波电路33将第二逆变器32产生的开关脉冲电压、电流转变成连续的模拟量。第二滤波电路33能够抑制输出电流的过分波动及浪涌冲击，滤除开关动作所产生的高频电流，控制第二逆变器32的功率输出，使第二逆变器32获得一定的阻尼特性。

本申请提供的一种光纤智慧小区微电网的互联系统，能够保证关系智慧小区微电网具有较快的动态性能，使各个光纤智慧小区电网在孤岛运行时都能提供电压和频率支撑，而且能够维持较小的频率波动和电压损失，同时各个光纤智慧小区之间没有直接的互联信息交换，降低安装成本，且便于施工。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。