专利名称：一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于配电网调度及管理领域，尤其涉及一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统。
背景技术：
微网系统在孤岛运行模式下，当外部电网恢复正常以后或根据情况需要微网并网运行时，微网系统应迅速切换到并网运行模式，而现有的微网系统从孤岛模式切换到并网模式存在不合理性，如切换时间较长，负荷会出现间歇性断电，难以满足微网系统安全可靠、快速反应的要求。
发明内容
本发明提供了一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统，旨在解决现有技术提供的微网系统从孤岛模式切换到并网模式的方法存在较多的不合理性，切换时间较长，负荷会出现间歇性断电，难以满足微网系统安全可靠、快速反应要求的问题。本发明的目的在于提供一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法，该方法包括以下步骤设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压Ul ；实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ；根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。本发明的另一目的在于提供一种用于微网在孤岛与并网模式之间切换的系统，该系统包括阈值电压设定模块，用于设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压 Ui ；电网电压监测模块，用于实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ；模式操作模块，用于根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。本发明提供的用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统，微网系统从孤岛运行切换到并网的判据是检测到外部电网恢复正常，当外部电网恢复正常后，如果监测到并网的联络断路器电网侧电压正常并持续一定时间后，同时停止风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统运行，微网系统内负荷失电，然后下达指令闭合微网系统并网的联络断路器，负荷由外部电网供电，微网系统并网的联络断路器闭合后，风机、光伏逆变系统和蓄电池储能系统重新并网运行，满足了微网系统由孤岛模式向并网模式切换的暂态过程中的稳定运行，有效地减少了暂态过渡时间，满足了微网系统安全可靠、快速反应的要求，提高了微网系统在模式切换过程中的可控性，具有快速、稳定、可靠的特点。
图1示出了本发明实施例提供的用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法的实现流程图；图2是本发明实施例提供的当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换的实现方法的流程图；图3示出了本发明实施例提供的用于微网在孤岛与并网模式之间切换的系统的结构框图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定发明。图1示出了本发明实施例提供的用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法的实现流程。该方法包括以下步骤在步骤SlOl中，设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压Ul ；在步骤S102中，实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ；在步骤S103中，根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。在本发明实施例中，该方法进一步包括当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换；当外部电网电压U2低于阈值电压Ul时，微网系统保持孤岛模式不变。如图2所示，在本发明实施例中，当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换的实现方法为在步骤S201中，当外部电网电压U2大于阈值电压Ul时，验证微网系统与外部电网之间的联络断路器处于打开状态；在步骤S202中，风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统暂时停止工作；在步骤S203中，将蓄电池储能系统转换为并网模式；在步骤S204中，闭合微网系统与外部电网之间的联络断路器；在步骤S205中，风机、光伏逆变系统重新并入微网系统进行发电。在本发明实施例中，阈值电压Ul可设定为202V。在本发明实施例中，微网系统的解列与并列的原则为外部电网故障时，微网系统内的分布式电源应能够在联络断路器进行解列操作之前，快速与外部电网断开；微网系统与外部电网之间的联络断路器应具有防止非计划孤岛保护功能，防止非计划孤岛的出现，对于上级电网的安全运行带来安全隐患；微网系统主电源模式切换时间可以按照躲开配电自动化或者其他自动装置的动作时间整定；微网系统与外部电网并网时，应确保所有分布式电源退出运行，不会出现非同期并网问题；接入微网系统的配电系统保护整定原则，需要综合考虑微网内所有分布式电源所提供的最大短路电流和最大负荷电流；将微网系统的解列操作、并列操作、内部保护统一纳入到微网系统能量管理系统， 实现微网的保护监控一体化。图3示出了本发明实施例提供的用于微网在孤岛与并网模式之间切换的系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。该系统包括阈值电压设定模块31，用于设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压 Ui ；电网电压监测模块32，用于实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ；模式操作模块33，用于根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。在本发明实施例中，模式操作模块33进一步包括模式保持模块331，用于当外部电网电压U2低于阈值电压Ul时，微网系统保持孤岛模式不变；模式切换模块332，用于当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换。在本发明实施例中，模式切换模块332进一步包括微网隔离单元3321，用于当外部电网电压U2大于阈值电压Ul时，验证微网系统与外部电网之间的联络断路器处于打开状态，风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统暂时停止工作；并网模式切换单元3322，用于将蓄电池储能系统转换为并网模式；微网投切单元3323，用于微网闭合微网系统与外部电网之间的联络断路器，风机、 光伏逆变系统重新并入微网系统进行发电。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。为了满足目前的微网系统在孤岛模式转并网模式切换过程中的稳定运行，本发明实施例提供的用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统，能够实现孤岛模式到并网模式的平稳、可靠切换，微网系统在孤岛运行模式下，当外部电网恢复正常以后或根据情况需要微网并网运行时，闭合微网并网开关，光伏逆变系统、风机和蓄电池储能系统重新并网运行，提高了微网系统在模式切换过程中的可控性，具有快速、稳定、可靠的特点和重要的实际意义。如图2所示，微网孤岛运行时，如果外部电网电压高于202v且并网断路器状态并网断路器处于打开状态，则运行模式切换到孤岛转并网暂态模式，首先停止风机、光伏逆变系统逆变器及蓄电池储能系统，然后蓄电池储能系统转为并网运行模式，接着重新闭合并网断路器开关并将光伏逆变系统、风机重新并入微网进行发电。微网系统从独立运行切换到并网的判据是检测到外部电网恢复正常，如果检测到并网开关电网侧电压正常并持续一定时间后，同时停止风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统运行，微网内负荷失电，然后下达指令闭合微网并网开关，负荷由电网供电。微网并网开关闭合后，风机、光伏逆变系统和蓄电池储能系统重新并网运行。微网系统的解并列原则(1)外部电网故障时，微网系统内的分布式电源应能够在并网开关进行解列操作之前，快速与电网断开；(2)微网系统并网开关应具有防止非计划孤岛保护功能，防止非计划孤岛的出现， 对于上级电网的安全运行带来安全隐患；(3)微网系统主电源模式切换时间可以按照躲开配电自动化或者其他自动装置的动作时间整定；(4)微网系统再并网时，应确保所有分布式电源退出运行，不会出现非同期并网问题；(5)接入微网系统的配电系统保护整定原则需要综合考虑微网系统内所有分布式电源所提供的最大短路电流和最大负荷电流；(6)将微网系统解列、并列操作、微网系统内部保护统一纳入到微网能量管理系统，实现微网的保护监控一体化。本发明实施例提供的用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统，微网系统从孤岛运行切换到并网的判据是检测到外部电网恢复正常，当外部电网恢复正常后，如果监测到并网的联络断路器电网侧电压正常并持续一定时间后，同时停止风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统运行，微网系统内负荷失电，然后下达指令闭合微网系统并网的联络断路器，负荷由外部电网供电，微网系统并网的联络断路器闭合后，风机、光伏逆变系统和蓄电池储能系统重新并网运行，满足了微网系统由孤岛模式向并网模式切换的暂态过程中的稳定运行，有效地减少了暂态过渡时间，满足了微网系统安全可靠、快速反应的要求， 提高了微网系统在模式切换过程中的可控性，具有快速、稳定、可靠的特点。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压Ul ； 实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ；根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换；当外部电网电压U2低于阈值电压Ul时，微网系统保持孤岛模式不变。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法中，当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换的实现方法为当外部电网电压U2大于阈值电压Ul时，验证微网系统与外部电网之间的联络断路器处于打开状态；风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统暂时停止工作； 将蓄电池储能系统转换为并网模式； 闭合微网系统与外部电网之间的联络断路器； 风机、光伏逆变系统重新并入微网系统进行发电。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的阈值电压Ul可设定为202V。
5.一种用于微网在孤岛与并网模式之间切换的系统，其特征在于，该系统包括阈值电压设定模块，用于设定微网系统由孤岛模式向并网模式切换的阈值电压Ul ； 电网电压监测模块，用于实时监测与微网系统相连接的外部电网电压U2 ； 模式操作模块，用于根据外部电网电压U2与阈值电压Ul的关系，对微网系统进行相应的操作。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述模式操作模块进一步包括模式切换模块，用于当外部电网电压U2高于阈值电压Ul时，对微网系统进行由孤岛模式向并网模式切换；模式保持模块，用于当外部电网电压U2低于阈值电压Ul时，微网系统保持孤岛模式不变。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模式切换模块进一步包括微网隔离单元，用于当外部电网电压U2大于阈值电压Ul时，验证微网系统与外部电网之间的联络断路器处于打开状态，风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统暂时停止工作； 并网模式切换单元，用于将蓄电池储能系统转换为并网模式； 微网投切单元，用于微网闭合微网系统与外部电网之间的联络断路器，风机、光伏逆变系统重新并入微网系统进行发电。
全文摘要
本发明属于配电网调度及管理领域，提供了一种用于微网由孤岛模式向并网模式切换的方法及系统，微网系统从孤岛运行切换到并网的判据是检测到外部电网恢复正常，当外部电网恢复正常后，如果监测到并网的联络断路器电网侧电压正常并持续一定时间后，则停止风机、光伏逆变系统及蓄电池储能系统运行，微网系统内负荷失电，再闭合微网系统并网的联络断路器，负荷由外部电网供电，微网系统并网的联络断路器闭合后，风机、光伏逆变系统等重新并网运行，保证了微网系统由孤岛模式向并网模式切换的暂态过程中的稳定运行，减少了暂态过渡时间，满足了微网系统安全可靠、快速反应的要求，提高了切换过程中的可控性，具有快速、稳定、可靠的特点。
文档编号H02J3/38GK102403736SQ201110426309
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者张鹏, 杨宇全, 杨磊, 林昌年, 潘正魁, 王庆平, 赵丽文, 迟福建 申请人:中国电力科学研究院, 北京科东电力控制系统有限责任公司, 天津市电力公司