專利名稱：控制微網與大電網之間的連接的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電網領域。更具體地講，本發(fā)明涉及一種控制微網與大電網之間的連接的方法。
背景技術：
隨著常規(guī)能源的逐漸枯竭以及日益嚴重的環(huán)境污染，可再生能源以及分布式發(fā)電技術近年來在世界范圍內得到了越來越多的重視和發(fā)展。目前，分布式發(fā)電一般是指發(fā)電功率在數千瓦至50兆瓦的小型化、模塊化、分散式、布置在用戶附近為用戶供電的連接到配電系統的小型發(fā)電系統。目前已有的研究和實踐已表明，將分布式發(fā)電供能系統以微型電網(MicroGrid，下面簡稱微網)的形式接入大電網并網運行，與大電網互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統效能的最有效方式。作為分布式發(fā)電的重要組成形式之一，微網通常由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷、監(jiān)控系統、保護系統、電力傳輸設備等匯集而成的小型發(fā)配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統。因為微網既可以通過配電網與大型電力網并聯運行，形成一個大型電網與小型電網的聯合運行系統，也可以獨立地為當地負荷提供電力需求，其靈活運行模式大大提高了負荷側的供電可靠性；同時，微網通過單點接入電網，可以減少大量小功率分布式電源接入電網后對傳統電網的影響。此外，微網將分散的、 不同類型的小型發(fā)電源(分布式電源)組合起來供電，能夠使小型電源獲得更高的利用效率。在大電網正常狀態(tài)下，微網需要長期穩(wěn)定運行；而在大電網受到干擾時，微網必須快速脫離大電網，進入并保持于孤島運行狀態(tài)，待大電網故障排除后重新自動并網運行。上述功能被概括為削峰填谷、功率平滑、模式切換等。實現這些功能所需的控制方式是微網技術的難點，各國研究團隊正不斷開發(fā)更優(yōu)的控制方法和硬件組成。近年來，風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電技術的發(fā)展，使得可再生能源發(fā)電得到了越來越多的利用，將可再生能源發(fā)電與微網形式相結合的技術，是應用前景更廣闊的技術，成為了電力系統研究的新領域。由于微網是一種新型電網，其系統復雜程度大大高于普通電網， 這導致了微網控制方法的復雜度相對普通電網也大大提升。目前，現有的微網系統通常由單一種類的分布式電源、負荷、電力傳輸設備簡單組成。分布式電源通常是傳統能源的電源類型，例如鉛酸蓄電池、鋰電池組為代表的能量型儲能設備，也可配置一定容量的燃機。圖1示出一種現有的微網拓撲結構。如圖1所示，微網分布式電源101(常為燃機/儲能系統)接入母線BUS1。微網負荷102也接入母線BUSl。母線BUSl —般為低壓交流母線，電壓通常在220V 35KV之間，通過變壓器103與母線BUS2相連。母線BUS2 —般為高壓交流母線，可視為大電網，電壓通常在IOKV 220KV 之間。位于變壓器103的高壓側的斷路器104作為微網和大電網之間的連接點來實現微網并網/解網的操作。即，在現有技術中，微網和大電網之間為單一的發(fā)令閉合或者斷開并網開關。然而，在微網存在有較多的電力電子設備，比如光伏發(fā)電系統是通過逆變器將直流電壓變?yōu)榻涣鳎偻ㄟ^變壓器接入到交流母線中，諸如風力發(fā)電系統、儲能單元也是如此方式接入。在此電氣接入下的微網系統，面臨著電壓低、電流大的特點。且電力電子設備對電壓、電流沖擊的耐受能力差，容易損壞。因此，在現有技術的微網并網/解網操作，對主電網沖擊大，對并網變壓器安全也有一定的影響，人工操作不能解決上述問題，而且容易發(fā)生誤操作，電力電子設備頻繁保護動作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一方面在于提供一種控制微網與大電網之間的連接的方法，從而在微網的并網/解網操作中對主電網沖擊較小，對微網設備干擾較小，并且能夠柔性地控制微網的并網/解網。本發(fā)明的另一方面在于提供一種微網的解網控制方法，從而有效降低在微網從大電網解網的操作中對主電網的沖擊和對微網設備的干擾。本發(fā)明的另一方面在于提供一種微網的并網控制方法，從而有效降低在微網并入大電網的操作中對主電網的沖擊和對微網設備的干擾。本發(fā)明的一方面提供一種控制微網與大電網之間的連接的方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)確定需要對微網進行并網操作還是解網操作；(b)當確定需要對微網進行解網操作時，斷開第一斷路器；(c)監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流；(d)確定并網變壓器的高壓側的涌流是否衰減了第一預定程度；(e)當確定并網變壓器的高壓側的涌流衰減了第一預定程度時，斷開第二斷路器；(f)當確定并網變壓器的高壓側的涌流沒有衰減了第一預定程度時，執(zhí)行步驟
(C)?？蛇x地，所述方法還包括步驟(g)當確定需要對微網進行并網操作時，閉合第二斷路器；(h)監(jiān)控并網變壓器的低壓側的涌流；(i)確定并網變壓器的低壓側的涌流是否衰減了第二預定程度；(j)當確定并網變壓器的低壓側的涌流衰減了第二預定程度時，閉合第一斷路器；(k)當確定并網變壓器的低壓側的涌流沒有衰減了第二預定程度時，執(zhí)行步驟00。可選地，第一預定程度為至少90%?？蛇x地，第二預定程度為至少90%。可選地，第一預定程度為90%。可選地，第二預定程度為90%。本發(fā)明的另一方面提供一種微網的解網控制方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)當確定需要對微網進行解網操作時，斷開第一斷路器；(b)監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流；(C)確定并網變壓器的高壓側的涌流是否衰減了預定程度； (d)當確定并網變壓器的高壓側的涌流衰減了預定程度時，斷開第二斷路器；(e)當確定并網變壓器的高壓側的涌流沒有衰減了預定程度時，執(zhí)行步驟(b)?？蛇x地，所述預定程度為至少90%。本發(fā)明的另一方面提供一種微網的并網控制方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)當確定需要對微網進行并網操作時，閉合第二斷路器；(b)監(jiān)控并網變壓器的低壓側的涌流；(c)確定并網變壓器的低壓側的涌流是否衰減了預定程度； (d)當確定并網變壓器的低壓側的涌流衰減了預定程度時，閉合第一斷路器；(e)當確定并網變壓器的低壓側的涌流沒有衰減了預定程度時，執(zhí)行步驟(b)?？蛇x地，所述預定程度為至少90%。根據本發(fā)明的微網的并網/解網控制方法提高了微網并網/解網操作成功率，減少了操作時暫態(tài)過程對大電網的不良影響和對微網內部設備的不良影響，提高了并網變壓器壽命，并且減少了運行人員手動操作的工作量。


通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1示出一種現有的微網拓撲結構；圖2示出根據本發(fā)明的微網拓撲結構；圖3示出根據本發(fā)明的微網的并網/解網控制方法的流程圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實施例，示例性實施例在附圖中示出。然而，可以以許多不同的形式實施示例性實施例，并且不應被解釋為局限于在此闡述的示例性實施例。相反，提供這些實施例從而本公開將會徹底和完整，并將完全地將示例性實施例的范圍傳達給本領域的技術人員。圖2示出根據本發(fā)明的微網拓撲結構。如圖2所示，微網系統包括微網分布式電源201和微網負荷202。微網分布式電源201和微網負荷202接入低壓母線BUS1，低壓母線BUSl經由位于低壓側的第一斷路器203連接到并網變壓器204。并網變壓器204經由位于高壓側的第二斷路器205連接到高壓母線BUS2，從而接入大電網。大電網是指具有比微網的電壓高的電壓的電網。因此，可以看到，在圖2示出的微網拓撲結構中，微網與大電網通過位于并網變壓器204的低壓側的第一斷路器203和位于并網變壓器204的高壓側的第二斷路器205進行連接。圖3示出根據本發(fā)明的微網的并網/解網控制方法的流程圖。在步驟301，確定需要對微網進行并網操作還是解網操作。換句話說，確定將微網從“并網方式”切換到“離網方式”還是將微網從“離網方式”切換到“并網方式”。當在步驟301確定需要對微網進行解網操作時，在步驟302，斷開位于并網變壓器 204的低壓側的第一斷路器203。在步驟303，監(jiān)控并網變壓器204的高壓側的涌流。在步驟304，確定并網變壓器204的高壓側的涌流是否衰減了第一預定程度。優(yōu)選地，第一預定程度為至少90%。更優(yōu)選地，第一預定程度為90%，也就是說， 確定高壓側的涌流是否衰減了 90%。當在步驟304確定并網變壓器204的高壓側的涌流衰減了第一預定程度時，在步驟305，斷開位于網變壓器204的高壓側的第二斷路器205。這樣，完成了解網操作，從而結束本流程。當在步驟304確定并網變壓器204的高壓側的涌流沒有衰減了第一預定程度時， 執(zhí)行步驟304繼續(xù)監(jiān)控并網變壓器204的高壓側的涌流。當在步驟301確定需要對微網進行并網操作時，在步驟306，閉合位于并網變壓器 204的高壓側的第二斷路器205。在步驟307，監(jiān)控并網變壓器204的低壓側的涌流。在步驟308，確定并網變壓器204的低壓側的涌流是否衰減了第二預定程度。優(yōu)選地，第二預定程度為至少90%。更優(yōu)選地，第二預定程度為90%，也就是說， 確定低壓側的涌流是否衰減了 90%。當在步驟308確定并網變壓器204的低壓側的涌流衰減了第二預定程度時，在步驟309，閉合位于并網變壓器204的低壓側的第一斷路器203。這樣，完成了并網操作，從而結束本流程。當在步驟308確定并網變壓器204的低壓側的涌流沒有衰減了第二預定程度時， 執(zhí)行步驟307繼續(xù)監(jiān)控并網變壓器204的高壓側的涌流?？蛇x地，在步驟301之前還采集微網數據，自動檢測并網變壓器當前的運行方式， 從而根據采集的數據和確定的運行方式在步驟301確定需要對微網進行并網操作還是解網操作。并網變壓器運行方式包括投運方式、熱備用方式、冷備用方式、檢修方式。在投運方式下，微網處于并網狀態(tài)。在熱備用方式、冷備用方式、檢修方式下，微網處于離網(或解網)狀態(tài)。當從熱備用方式轉換為投運方式時，并網變壓器的鐵芯無剩磁；當從投運方式轉換為熱備用方式時，并網變壓器處于鐵芯飽和。盡管在圖3所示的流程中綜合了微網的并網和解網控制方法，然而應該理解，微網的并網控制方法和解網控制方法可獨立進行。例如，步驟302-305可單獨構成微網的解網控制方法，步驟306-309可單獨構成微網的并網控制方法。根據本發(fā)明的微網的并網/解網控制方法提高了微網并網/解網操作成功率，減少了操作時暫態(tài)過程對大電網的不良影響和對微網內部設備的不良影響，提高了并網變壓器壽命，并且減少了運行人員手動操作的工作量。盡管已經參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權利要求
1.一種控制微網與大電網之間的連接的方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)確定需要對微網進行并網操作還是解網操作；(b)當確定需要對微網進行解網操作時，斷開第一斷路器；(c)監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流；(d)確定并網變壓器的高壓側的涌流是否衰減了第一預定程度；(e)當確定并網變壓器的高壓側的涌流衰減了第一預定程度時，斷開第二斷路器；(f)當確定并網變壓器的高壓側的涌流沒有衰減了第一預定程度時，執(zhí)行步驟(C)。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟(g)當確定需要對微網進行并網操作時，閉合第二斷路器；(h)監(jiān)控并網變壓器的低壓側的涌流；(i)確定并網變壓器的低壓側的涌流是否衰減了第二預定程度；(j)當確定并網變壓器的低壓側的涌流衰減了第二預定程度時，閉合第一斷路器； (k)當確定并網變壓器的低壓側的涌流沒有衰減了第二預定程度時，執(zhí)行步驟(h)。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，第一預定程度為至少90%。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，第二預定程度為至少90%。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，第一預定程度為90%。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，第二預定程度為90%。
7.一種微網的解網控制方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)當確定需要對微網進行解網操作時，斷開第一斷路器；(b)監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流；(c)確定并網變壓器的高壓側的涌流是否衰減了預定程度；(d)當確定并網變壓器的高壓側的涌流衰減了預定程度時，斷開第二斷路器；(e)當確定并網變壓器的高壓側的涌流沒有衰減了預定程度時，執(zhí)行步驟(b)。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述預定程度為至少90%。
9.一種微網的并網控制方法，其中，微網經由第一斷路器連接到并網變壓器，并網變壓器經由第二斷路器連接到大電網，微網的電壓低于大電網的電壓，所述方法包括步驟(a)當確定需要對微網進行并網操作時，閉合第二斷路器；(b)監(jiān)控并網變壓器的低壓側的涌流；(c)確定并網變壓器的低壓側的涌流是否衰減了預定程度；(d)當確定并網變壓器的低壓側的涌流衰減了預定程度時，閉合第一斷路器；(e)當確定并網變壓器的低壓側的涌流沒有衰減了預定程度時，執(zhí)行步驟(b)。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述預定程度為至少90%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制微網與大電網之間的連接的方法，所述方法包括確定需要對微網進行并網操作還是解網操作；當確定需要對微網進行解網操作時，斷開第一斷路器；監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流；確定并網變壓器的高壓側的涌流是否衰減了第一預定程度；當確定并網變壓器的高壓側的涌流衰減了第一預定程度時，斷開第二斷路器；當確定并網變壓器的高壓側的涌流沒有衰減了第一預定程度時，返回執(zhí)行監(jiān)控并網變壓器的高壓側的涌流的步驟。根據本發(fā)明的方法可有效降低并網/解網操作對主電網的沖擊以及對微網設備的干擾。
文檔編號H02J3/38GK102412595SQ20111038220
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權日2011年11月25日
發(fā)明者張毅, 舒鵬, 谷延輝 申請人:北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司