微网系统和微网系统的运行控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种微网系统和一种微网系统的运行控制方法。
【背景技术】
[0002]随着绿色能源的发展，各种形式的储能电站也开始推广。由于受到场地和运行成本的限制，仅依靠大型储能电站根本无法满足日益增长的能源需求，而相对方便灵活的微网系统更具有广阔的发展前景。微网系统可包括上网型微网系统和非上网型微网系统。其中，上网型微网系统与电网连接，可以运行在削峰填谷、光伏平滑等模式下，允许微网系统向电网注入能量；非上网型微网系统可以与电网连接，也可以离网独立运行，在与电网连接时，微网系统不向电网注入能量。
[0003]相关技术中提出了一种并网不上网的直流微网系统，该微网系统由连接到直流母线的DC/AC变换装置来为负载提供能量，其存在的缺点是，负载所需的功率完全由DC/AC变换装置决定，当负载功率大于DC/AC变换装置的额定输出功率时，微网系统将无法为负载供电。
【发明内容】
[0004]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，本发明的一个目的在于提出一种微网系统，该微网系统可在负载功率大于微网系统的额定输出功率时保证负载正常运行。
[0005]本发明的另一个目的在于提出一种微网系统的控制方法。
[0006]根据本发明一方面实施例提出的微网系统，包括:直流供电装置；第一 DC/DC变换装置，所述第一 DC/DC变换装置的输入端与直流供电装置相连，所述第一 DC/DC变换装置的输出端与直流母线相连；电池组件，所述电池组件包括电池，其中，所述电池与所述直流母线相连；双向换流装置，所述双向换流装置的直流端与所述直流母线相连；开关组件，所述开关组件的一端与所述双向换流装置的交流端相连，所述开关组件的另一端与电网和至少一个负载相连，所述开关组件中具有多个开关，用于根据用户的指令选择所述多个开关中的部分开关导通；第一开关，所述第一开关连接在所述双向换流装置与所述开关组件之间，其中，所述双向换流装置根据所述开关组件的通断状态对所述第一开关进行控制；控制器，用于根据所述开关组件和所述第一开关的通断状态控制所述微网系统的运行模式；其中，当所述微网系统的运行模式为并网模式时，所述双向换流装置用于获取所述电网的当前功率，并根据预设功率与所述电网的当前功率之间的差值和预先设定的PI控制方式自动对所述双向换流装置的输出功率进行调节。
[0007]根据本发明实施例提出的微网系统，可通过用户的指令选择多个开关中的部分开关导通，并且双向换流装置根据开关组件的通断状态对第一开关进行控制，控制器根据开关组件和第一开关的通断状态控制微网系统的运行模式，从而，负载可并网/离网运行，并且可将负载接入电网，在负载功率大于微网系统的额定输出功率时由电网为负载进行补足供电，保证负载正常运行。另外，通过双向换流装置对其输出功率进行调节，可以更快地对其输出功率进行调节，保证微网系统不向电网注入功率，同时保证微网系统从电网获取的电能最少，并且控制算法相对简单。
[0008]根据本发明另一方面实施例提出的微网系统的运行控制方法，所述微网系统包括直流供电装置，分别与所述直流供电装置和直流母线相连的第一 DC/DC变换装置，包括电池的电池组件，所述电池与所述直流母线相连，与所述直流母线相连的双向换流装置，与所述双向换流装置、电网和至少一个负载相连的开关组件，所述开关组件中具有多个开关，连接在所述双向换流装置与所述开关组件之间的第一开关，所述运行控制方法包括以下步骤:根据所述用户的指令选择所述多个开关中的部分开关导通，并根据所述开关组件的通断状态对所述第一开关进行控制；根据所述开关组件和所述第一开关的通断状态控制所述微网系统的运行模式；其中，当所述微网系统的运行模式为并网模式时，所述双向换流装置获取所述电网的当前功率，并根据预设功率与所述电网的当前功率之间的差值和预先设定的PI控制方式自动对所述双向换流装置的输出功率进行调节。
[0009]根据本发明实施例提出的微网系统的运行控制方法，通过开关组件和第一开关的通断状态控制微网系统的运行模式，从而，负载可并网/离网运行，并且可将负载接入电网，在负载功率大于微网系统的额定输出功率时由电网为负载进行补足供电，保证负载正常运行，并且，当微网系统的运行模式为并网模式时，通过双向换流装置对双向换流装置的交流输出功率进行控制，从而通过双向换流装置可更快地对双向换流装置的交流输出功率进行控制。另外，通过双向换流装置对其输出功率进行调节，可以更快地对其输出功率进行调节，保证微网系统不向电网注入功率，同时保证微网系统从电网获取的电能最少，并且控制算法相对简单。
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明实施例的微网系统的方框示意图；
[0011]图2是根据本发明一个实施例的微网系统中双向换流装置的控制原理示意图；
[0012]图3是根据本发明一个实施例的微网系统的方框示意图；
[0013]图4是根据本发明一个具体实施例的微网系统的示意图；以及
[0014]图5是根据本发明实施例的微网系统的运行控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]下面参考附图对本发明实施例的微网系统和微网系统的运行控制方法进行详细描述。
[0017]图1是根据本发明实施例的微网系统的方框示意图。如图1所示，该微网系统100包括:直流供电装置10、第一 DC/DC变换装置1、电池组件2、双向换流装置3、开关组件4、第一开关Kl和控制器5。
[0018]其中，第一 DC/DC变换装置I的输入端与直流供电装置10相连，第一 DC/DC变换装置I的输出端与直流母线6相连；电池组件2包括电池201，电池201与直流母线6相连；双向换流装置3的直流端与直流母线6相连。
[0019]开关组件4的一端与双向换流装置3的交流端相连，开关组件4的另一端与电网20和至少一个负载30相连，开关组件4中具有多个开关，用于根据用户的指令选择多个开关中的部分开关导通。第一开关Kl的一端与双向换流装置3相连，第一开关Kl的另一端与开关组件4之间，即言，第一开关Kl连接在双向换流装置3与开关组件4之间，其中，双向换流装置3根据开关组件4的通断状态对第一开关Kl进行控制。
[0020]控制器5用于根据开关组件4和第一开关Kl的通断状态控制微网系统100的运行模式，其中，微网系统100的运行模式可包括离网模式和并网模式，也就是说，用户可根据不同的运行需求控制不同的开关导通，这样通过选择多个开关中的部分开关导通，控制器5可控制微网系统100可运行在不同的运行模式，满足用户不同的运行需求。需要进行说明的是，控制器5还用于对微网系统中每个控制单元进行调度控制，具体地，控制器5用于接收微网系统中每个控制单元的运行参数，并将运行参数输出以进行外部显示和控制。
[0021]其中，当微网系统的运行模式为并网模式时，双向换流装置3用于获取电网20的当前功率，并根据预设功率与电网20的当前功率之间的差值和预先设定的PI (Proport1nal-1ntegral,比例-积分)控制方式即PI控制模型33自动对其输出功率进行调节，其中，预设功率为负值。
[0022]具体而言，双向换流装置3可通过图4中的电压检测器31和电流检测器31分别检测电网20的当前电压和当前电流，并根据检测到的当前电压和当前电流计算电网20的当前功率，并将预设功率减去当前功率的差值作为PI控制模型33的输入以控制双向换流装置3的交流输出功率。更具体地，如图2所示，双向换流装置3可根据当前电压和当前电流计算出电网20的当前功率之后，将预设功率与当前功率之间的差值作为PI控制模型33的输入，根据PI控制模型对该差值分别进行比例计算和积分计算，然后将比例计算后得到的值与积分计算后得到的值之和作为PI控制模型33的输出，具体地，PI控制模型33的输出为双向换流装置3需要输出的功率，这样，双向换流装置3根据PI控制模型33的输出调整其交流输出功率。由此，保证微网系统100不会向电网20注入电能。
[0023]其中，需要说明的是，在本发明实施例中，以微网系统100向电网20注入的功率为正,预设功率可为恒定的负值,例如,预设功率可为-400W。具体地，预设功率可根据用户的需求和微网系统100的额定容量确定，预设功率可设置为微网系统容量的1%。并且，预设功率还与微网系统100允许电网注入的能量相关。
[0024]还需进行说明的是，直流供电装置10可为光伏电池等绿色新能源供电装置。第一DC/DC变换装置I可采用BUCK/BOOST拓扑结构，用于对直流供电装置10输出的直流电进行变换，并将变换后的直流电输送给电池201以对电池201充电，并且，第一 DC/DC变换装置I可运行在最大功率追踪模式，以对直流供电装置10进行最大功率追踪。以光伏电池为例，第一 DC/DC变换装置I用于将光伏电池输出的低压直流电转换高压直流电，并对光伏电池输出的低压直流电进行调节以使光伏电池以最大功率输出。
[0025]另外，根据本发明的一个实施例，第一 DC/DC变换装置I可以为一个或多个，直流供电装置10也可以为一个或多个，多个第一 DC/DC变换装置I的输入端分别与多个直流供电装置10对应相连，多个第一 DC/DC变换装置I的输出端均与直流母线6相连。如图3的示例，第