分布式电源并网控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种分布式电源并网控制系统。
【背景技术】
[0002]随着能源技术的发展，分布式发电技术得到进步，分布式发电由于供电灵活、能源利用率高等特点备受推崇，但众多分布式的介入会导致电力系统控制策略的失调，最能够两全其美的办法是改善现有分布式电源的外特性，使其适应现有电力系统。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明需要提出一种分布式电源并网控制系统，该控制系统可以实现分布式电源与配电网的柔性连接，保证分布式电源并网的可靠性。
[0004]为解决上述问题，本发明实施例提出一种分布式电源并网控制系统，该控制系统包括:分布式电源；旁路并网逆变电路，所述旁路并网逆变电路分别与所述分布式电源和电网相连；虚拟同步发电机电路，所述虚拟同步发电机电路分别与所述分布式电源和所述电网相连；和主控装置，在有并网需求时，所述主控装置根据所述虚拟同步发电机电路的状态，对所述分布式电源、所述旁路并网逆变电路和所述虚拟同步发电机电路进行控制以使所述分布式电源与所述电网并网运行。
[0005]根据本发明实施例的分布式电源并网控制系统，在检测到并网需求时，主控装置根据虚拟同步发电机电路的状态对分布式电源、旁路并网逆变电路和虚拟同步发电机电路进行控制，将虚拟同步发电机电路和旁路并网逆变电路即传统逆变器旁路并网双冗余设计，保证分布式电源并网的稳定性，可以实现虚拟同步发电机电路自主参与电网调节，控制简单，系统结构简单，易于实现。
[0006]具体地，在所述虚拟同步发电机电路正常时，所述主控装置控制所述分布式电源开启，且控制所述虚拟同步发电机电路接通，以及控制所述旁路并网逆变电路关闭，所述分布式电源通过所述虚拟同步发电机电路并入所述电网；或者，在所述虚拟同步发电机电路异常时，所述主控装置控制所述分布式电源开启，且控制所述虚拟同步发电机电路关闭，以及控制所述旁路并网逆变电路接通，所述分布式电源通过所述旁路并网逆变电路并入所述电网。
[0007]进一步地，所述虚拟同步发电机电路包括:储能装置和双向直流变换器，所述双向直流变换器与所述储能装置相连；同步逆变器，所述同步逆变器分别与所述分布式电源和双向直流变换器连接，且通过接触器与所述电网相连；所述主控装置还用于在所述虚拟同步发电机自检正常，且所述储能装置的电量低于预设电量时，控制所述同步逆变器和所述双向直流变换器启动，所述同步逆变器通过对所述电网的电流进行整流，并通过所述双向直流变换器为所述储能装置进行充电，直至所述储能装置的电量大于电量阈值，所述主控装置控制所述双向直流变换器和所述同步逆变器停止运行。
[0008]在本发明的一些实施例中，所述主控装置还用于在所述虚拟同步发电机电路自检正常且所述储能装置的电量高于所述预设电量时，控制所述双向直流变换器启动以建立直流母线，并控制所述分布式电源和所述同步逆变器开启且并入所述直流母线，以及在符合并网条件时控制所述接触器吸合以使所述分布式电源并入所述电网。
[0009]进一步地，所述主控装置还用于在所述分布式电源与所述电网并网运行时检测直流母线电压，并根据所述直流母线电压反馈信号至所述双向直流变换器，如果所述直流母线电压小于第一电压阈值，所述双向直流变换器控制所述储能装置进行放电。
[0010]更进一步地，如果所述直流母线电压大于第二电压阈值，所述双向直流变换器控制所述储能装置进行充电，其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值。
[0011 ] 另外，所述虚拟同步发电机电路还包括卸放单元，在所述直流母线电压大于所述第二电压阈值时，如果在向所述储能装置充电之后所述直流母线电压仍然大于所述第二电压阈值，则所述主控装置控制所述卸放单元进行放电。
[0012]进一步地，所述旁路并网逆变电路包括:并网逆变器，所述并网逆变器的一端与所述分布式电源连接；旁路接触器，所述旁路接触器一端与所述并网逆变器的另一端相连，所述旁路逆变器的另一端与所述电网相连；所述主控装置在所述虚拟同步发电机电路异常时，控制所述并网逆变器启动，并控制所述旁路接触器吸合。
[0013]在本发明的一些实施例中，所述主控装置还用于进行故障诊断，并在发生故障时根据故障等级进行提示
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的一个实施例的分布式电源并网控制系统的框图；
[0015]图2是根据本发明的另一个实施例的分布式电源并网控制系统的电路示意图；
[0016]图3是根据本发明的一个具体实施例的分布式电网控制系统的工作过程的流程图；
[0017]图4是根据本发明的另一个具体实施例的主控装置进行故障诊断的对应表格。
【具体实施方式】
[0018]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0019]本发明实施例的分布式电源并网控制系统借鉴同步发电机在电力系统运行中的优点，考虑到分布式电源若具有同步发电机的大阻抗、大惯性、调压、调频、调功的特点，则分布式电源不会影响电力系统的运行，分布式电源与电力系统能够实现完美融合。另外有人指出，将逆变器与同步发电机从数学上等价起来，能够解决分布式电源接入电网和逆变器并联运行的系列关键问题，将分布式电源并网逆变器模拟为同步发电机运行的技术，可实现分布式电源与配电网的柔性连接，是解决大规模分布式电源并网的有效途径之一。
[0020]再就是，基于虚拟同步发电机的智能电网架构利用同步电机的同步机制统一了常规电源、新能源以及绝大部分负荷与输配网的接口问题，常规电源通过同步机接入电网，新能源以及绝大部分负荷通过虚拟同步发电机(具有常规同步机数学模型的电力电子变流器)接入电网，从而使得电力系统中的电源和负荷都能同等、自主地参与电网调节，真正地实现即插即用，使得通讯网络已经不再是智能电网底层控制的必需而只是高端性能的使能者，为实现智能电网奠定了坚实可行的物理基础。这一架构实现了系统控制理论、电力电子和电力系统等多学科的完美结合。
[0021]目前的虚拟同步发电机内核心的同步逆变器克服了传统逆变器无惯性并网给电网带来冲击，能够实现分布式电源与配电网的柔性连接。本发明实施例的分布式电源并网控制系统的基本思路即利用上位机主控系统将同步逆变器、双向直流变换器、储能装置、分布式电源等部件协调管控，将虚拟同步发电机并网和传统逆变器旁路并网双冗余设计保证了并网可靠性，真正实现智能化虚拟同步发电机。
[0022]下面参照附图描述根据本发明实施例的分布式电源并网控制系统。
[0023]图1为根据本发明的一个实施例的分布式电源并网控制系统的框图，如图1所示，该控制系统100包括分布式电源10、旁路并网逆变电路20、虚拟同步发电机电路30和主控装置40。
[0024]其中，分布式电源10可以为分散式风能、分散式太阳能、分散式发电机或者分散式燃料电池等发电设备。旁路并网逆变电路20分别与分布式电源10和电网50相连；虚拟同步发电机电路30分别与分布式电源10和电网50相连；在本发明的实施例中，分布式电源10既可以通过传统的并网逆变器即旁路并网逆变电路20并网，也可以通过虚拟同步发电机电路30并网。
[0025]在通过人为实施有并网需求时，主控装置40根据虚拟同步发电机电路30的状态，对分布式电源10、旁路并网逆变电路20和虚拟同步发电机电路30进行控制以使分布式电源10与电网50并网运行。
[0026]具体地，在虚拟同步发电机电路30正常时，主控装置40控制分布式电源10开启，且控制虚拟同步发电机电路30接通，以及控制旁路并网逆变电路20关闭，分布式电源10通过虚拟同步发电机电路30并入电网50 ;或者，在虚拟同步发电机电路30异常时，主控装置40控制分布式电源10开启，且控制虚拟同步发电机电路30关闭，以及控制旁路并网逆变电路20接通，分布式电源10通过旁路并网逆变电路20并入电网50。
[0027]进一步地，如图2所示，旁路并网逆变电路20即传统的并网逆变电路包括并网逆变器21和旁路接触器22。并网逆变器21的一端与分布式电源10连接；旁路接触器22 —端与并网逆变器21的另一端相连，旁路逆变器21的另一端与电网50相连。主控装置40在虚拟同步发电机电路30异常时，例如，虚拟同步发电机电路30自检不成功，或者通信有问题，主控装置40控制并网逆变器21启动，并控制旁路接触器22吸合，从而分布式电源10通过传统的逆变电路接入电网