發(fā)明專利｜微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)

2017-11-06 14:42:46 北極星輸配電網(wǎng)整理　點擊量：評論 (0)

摘要：本發(fā)明實施例提供了一種微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)，包括風力發(fā)電單元、風電充電控制器、光伏發(fā)電單元、光伏充電控制器、儲能單元、控制單元以及執(zhí)行單元。風電充電控制器分別與風力發(fā)電單元和儲能單元連接

摘要：本發(fā)明實施例提供了一種微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)，包括風力發(fā)電單元、風電充電控制器、光伏發(fā)電單元、光伏充電控制器、儲能單元、控制單元以及執(zhí)行單元。風電充電控制器分別與風力發(fā)電單元和儲能單元連接，光伏充電控制器分別與光伏發(fā)電單元和儲能單元連接，控制單元分別與儲能單元和執(zhí)行單元連接。該微電網(wǎng)控制裝置通過檢測風力發(fā)電單元以及光伏發(fā)電單元產(chǎn)生電量的狀態(tài)，以及時調(diào)節(jié)運行模式，從而維持功率平衡，避免風力發(fā)電單元以及光伏發(fā)電單元的異常對電網(wǎng)產(chǎn)生的不良影響。并且，通過設置儲能單元，可在微電網(wǎng)進行孤島運行時，抑制功率波動，保持供電功率的穩(wěn)定性，提高了微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

申請人：國網(wǎng)河南省電力公司內(nèi)黃縣供電公司

發(fā)明人：王俊王忠森肖松王瑋孫群鵬宗肖閃王延澤王繼勇連芳

1 .一種微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，包括風力發(fā)電單元、風電充電控制器、光伏發(fā)電單元、光伏充電控制器、儲能單元、控制單元以及執(zhí)行單元，所述風電充電控制器分別與所述風力發(fā)電單元和所述儲能單元連接，所述光伏充電控制器分別與所述光伏發(fā)電單元和所述儲能單元連接，所述控制單元分別與所述儲能單元和所述執(zhí)行單元連接;所述風力發(fā)電單元用于產(chǎn)生風電能源，并將產(chǎn)生的風電能源通過所述風電充電控制器

輸送至所述儲能單元;所述光伏發(fā)電單元用于產(chǎn)生光電能源，并將產(chǎn)生的光電能源通過所述光伏充電控制器輸送至所述儲能單元;所述控制單元用于檢測所述儲能單元的電壓值，并將檢測得到的電壓值與額定電壓值

進行比較，以計算出所述儲能單元的電量值，將計算出的電量值與預設電量下限值進行比較，若計算出的電量值低于所述預設電量下限值，則控制所述執(zhí)行單元斷開所述儲能單元與負載之間的連接且控制所述執(zhí)行單元連通市網(wǎng)系統(tǒng)與負載之間的連接，以進入并網(wǎng)模式;若計算出的電量值高于所述預設電量下限值，則控制所述執(zhí)行單元斷開市網(wǎng)系統(tǒng)與負載之間的連接且控制所述執(zhí)行單元連通所述儲能單元與負載之間的連接，以進入孤網(wǎng)模式。

2.根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述微電網(wǎng)控制裝置還包括觸控單元，所述觸控單元與所述控制單元連接，所述觸控單元用于接收用戶輸入的控制信息并傳遞至所述控制單元，以及接收所述控制單元的處理結果并進行顯示。

3.根據(jù)權利要求2所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述風力發(fā)電單元包括異步電機以及風力發(fā)電機，所述異步電機分別與所述風力發(fā)電機和所述控制單元連接，所述風力發(fā)電機在所述異步電機的帶動下而同步轉(zhuǎn)動。

4.根據(jù)權利要求3所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述風力發(fā)電單元還包括變頻器，所述變頻器分別與所述異步電機和所述控制單元連接;所述觸控單元接收用戶輸入的所述風力發(fā)電機的最高轉(zhuǎn)速和變速周期，并發(fā)送至所述控制單元;

所述變頻器通過所述控制單元根據(jù)所述控制單元接收到的模擬量改變所述異步電機的轉(zhuǎn)速，所述風力發(fā)電機在所述異步電機的帶動下而同步轉(zhuǎn)動。

5.根據(jù)權利要求4所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述風力發(fā)電單元還包括由互感器和整流電路組成的自制元件;

所述自制元件分別與所述風力發(fā)電機和所述控制單元連接，所述控制單元可采集所述自制元件兩端的電壓值和電流值，并根據(jù)采集到的電壓值和電流值計算得到所述風力發(fā)電單元的瞬時電壓、瞬時電流以及瞬時輸出功率，并將計算得到的瞬時電壓、瞬時電流以及瞬時輸出功率發(fā)送至所述觸控單元以進行實時顯示。

6.根據(jù)權利要求4所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述光伏發(fā)電單元包括步進電機、導軌、皮帶、射燈以及限位開關;

所述皮帶設置于所述導軌上且與所述步進電機連接，所述射燈設置于所述皮帶上，所述限位開關設置于所述導軌的兩端，所述步進電機與所述控制單元連接;所述觸控單元接收用戶輸入的所述射燈的移動速度，并發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元控制所述步進電機轉(zhuǎn)動，所述射燈可隨所述皮帶在所述步進電機的轉(zhuǎn)動下而移動，當所述射燈接觸所述限位開關時，所述控制單元則控制所述步進電機反轉(zhuǎn)。

7.根據(jù)權利要求6所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述光伏發(fā)電單元還包括太陽能電池板、光敏電阻、伺服放大器以及伺服電機，所述光敏電阻設置于所述太陽能電池板，所述伺服放大器分別與所述伺服電機和所述控制單元連接，所述伺服電機與所述太陽能電池板連接;

所述控制單元與所述光敏電阻連接以獲取所述光敏電阻兩端的電壓值，并對獲取到的電壓值進行分析對比以判斷所述射燈的位置，并根據(jù)所述射燈的位置通過所述伺服放大器驅(qū)動所述伺服電機以改變所述太陽能電池板的位置以實現(xiàn)隨光功能。

8.根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述儲能單元包括風能蓄電池和光能蓄電池;

所述風能蓄電池分別與所述風電充電控制器和所述控制單元連接，所述光能蓄電池分別與所述光伏充電控制器和所述控制單元連接。

9.根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)控制裝置，其特征在于，所述微電網(wǎng)控制裝置還包括保護單元，所述保護單元與控制單元連接，以用于過電壓和過電流保護，并且根據(jù)所述控制單元的控制指令確定是否斷開當前連接電路。

10.一種電力系統(tǒng)，其特征在于，包括市網(wǎng)系統(tǒng)以及權利要求1-9任意一項所述的微電網(wǎng)控制裝置，所述市網(wǎng)系統(tǒng)通過繼電器與所述微電網(wǎng)控制裝置連接。

微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)

技術領域

本發(fā)明涉及電氣工程技術領域，具體而言，涉及一種微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)。

背景技術

微電網(wǎng)系統(tǒng)是一種包括分布式發(fā)電裝置、儲能裝置及負載，且具有一定調(diào)節(jié)和控制能力的小型配電子網(wǎng)。微電網(wǎng)系統(tǒng)既可接入市網(wǎng)系統(tǒng)進行并網(wǎng)模式，也可以以孤島模式運行。微電網(wǎng)技術的發(fā)展推動了可再生能源的利用以及分布式發(fā)電的發(fā)展，是對大電網(wǎng)的有益補充。但如何實現(xiàn)微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行以及如何降低微電網(wǎng)在并網(wǎng)模式和孤島模式之間轉(zhuǎn)換時的穩(wěn)定性，一直以來是本技術領域技術人員關注的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于，提供一種微電網(wǎng)控制裝置及電力系統(tǒng)以解決上述問題。

本發(fā)明實施例提供一種微電網(wǎng)控制裝置，包括風力發(fā)電單元、風電充電控制器、光伏發(fā)電單元、光伏充電控制器、儲能單元、控制單元以及執(zhí)行單元，所述風電充電控制器分別與所述風力發(fā)電單元和所述儲能單元連接，所述光伏充電控制器分別與所述光伏發(fā)電單元和所述儲能單元連接，所述控制單元分別與所述儲能單元和所述執(zhí)行單元連接;

所述風力發(fā)電單元用于產(chǎn)生風電能源，并將產(chǎn)生的風電能源通過所述風電充電控制器輸送至所述儲能單元;

所述光伏發(fā)電單元用于產(chǎn)生光電能源，并將產(chǎn)生的光電能源通過所述光伏充電控制器輸送至所述儲能單元;

所述控制單元用于檢測所述儲能單元的電壓值，并將檢測得到的電壓值與額定電壓值進行比較，以計算出所述儲能單元的電量值，將計算出的電量值與預設電量下限值進行比較，若計算出的電量值低于所述預設電量下限值，則控制所述執(zhí)行單元斷開所述儲能單元與負載之間的連接且控制所述執(zhí)行單元連通市網(wǎng)系統(tǒng)與負載之間的連接，以進入并網(wǎng)模式;若計算出的電量值高于所述預設電量下限值，則控制所述執(zhí)行單元斷開市網(wǎng)系統(tǒng)與負載之間的連接且控制所述執(zhí)行單元連通所述儲能單元與負載之間的連接，以進入孤網(wǎng)模式。

進一步地，所述微電網(wǎng)控制裝置還包括觸控單元，所述觸控單元與所述控制單元連接，所述觸控單元用于接收用戶輸入的控制信息并傳遞至所述控制單元，以及接收所述控制單元的處理結果并進行顯示。

進一步地，所述風力發(fā)電單元包括異步電機以及風力發(fā)電機，所述異步電機分別與所述風力發(fā)電機和所述控制單元連接，所述風力發(fā)電機在所述異步電機的帶動下而同步轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述風力發(fā)電單元還包括變頻器，所述變頻器分別與所述異步電機和所述控制單元連接;

所述觸控單元接收用戶輸入的所述風力發(fā)電機的最高轉(zhuǎn)速和變速周期，并發(fā)送至所述控制單元;

進一步地，所述風力發(fā)電單元還包括由互感器和整流電路組成的自制元件;

進一步地，所述光伏發(fā)電單元包括步進電機、導軌、皮帶、射燈以及限位開關;

所述皮帶設置于所述導軌上且與所述步進電機連接，所述射燈設置于所述皮帶上，所述限位開關設置于所述導軌的兩端，所述步進電機與所述控制單元連接;

所述觸控單元接收用戶輸入的所述射燈的移動速度，并發(fā)送至所述控制單元，所述控制單元控制所述步進電機轉(zhuǎn)動，所述射燈可隨所述皮帶在所述步進電機的轉(zhuǎn)動下而移動，當所述射燈接觸所述限位開關時，所述控制單元則控制所述步進電機反轉(zhuǎn)。