可控制微網與電網快速並離網的變流器的製作方法

2023-09-19 02:36:45

專利名稱：可控制微網與電網快速並離網的變流器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微網系統控制裝置，尤其涉及一種可控制微網與電網快速並離網的變流器。
技術背景近年來，隨著智能電網建設的提出，分布式發電獲得了越來越多的重視與應用，微網系統為分布式發電的管理和應用提出了更好的解決方案，其中儲能系統的應用是微網系統解決方案中最重要的組成部分。微網存在兩種典型的運行模式，正常情況下微網與常規配電電網併網運行，稱為聯網模式；當檢測到電網故障或電能質量不能滿足要求時，微電網將及時與電網脫離而獨立運行，稱為孤島模式。微網在實際運行中需要解決的關鍵問題之一就是控制問題，即在電網失電後，微網系統如何快速安全的與主電網脫開，形成微電網獨立運行，當電網恢復供電時,如何使微網供電系統與電網同步,無縫將微網系統併入電網。目前由儲能系統構成的微網系統應用中，系統主要由微網監控系統和儲能變流器配合實現微網的控制功能，在此種應用中微網系統的控制主要由微網監控系統完成，只有在控制器的主動控制下完成微網系統的並離網切換，這樣使得微網系統併網轉離網運行的時間較長；在微網系統離網轉併網時，由於控制器與變流器間沒有有效的信息通道，雖然控制器可以檢測到電網和微網的狀態，但變流器無法得到電網信息，使得微網開關兩側電壓的頻率、相位存在差異，無法實現同步併網，如果控制器強制閉合微網開關，因微網內電壓的相位和幅值與電網不同，給微網系統內用電設備的安全運行帶來重大危害。

實用新型內容為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種微網與電網快速併網切換控制裝置，可自動完成併網和離網之間的轉換。本實用新型採用的技術方案一種可控制微網與電網快速並離網的變流器，包括中央處理模塊、用於檢測電網電壓信號的電網電壓信號檢測模塊、用於檢測微網電壓信號的微網電壓信號檢測模塊和微網開關控制信號輸出模塊，所述電網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的電網電壓信號輸入端，所述微網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的微網電壓信號輸入端，所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端連接所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸入端，所述微網開關控制信號輸出模塊設有用於連接微網開關的信號輸出端。所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括用於調整變流器工作狀態的變流控制信號輸出模塊，所述變流控制信號輸出模塊的信號輸入端可以連接所述中央處理模塊的變流控制信號輸出端。所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括用於檢測微網開關狀態信號的微網開關回饋信號檢測模塊，所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號輸出端可以連接所述中央處理模塊的微網開關狀態信號輸入端。優選地，所述微網開關控制信號輸出模塊和微網開關回饋信號檢測模塊為集成為一體的一個模塊。所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸出端和所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號檢測端優選採用同一個具有檢測和雙向傳輸信號功能的端子。所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端和微網開關狀態信號輸入端優選米用同一個具有雙向傳輸信號功能的端子。所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括電源模塊，所述電源模塊可以設有用於連接蓄電池或電源的輸入端，所述電源模塊的輸出端可以連接所述中央處理模塊的電源輸入端。本實用新型的有益效果本實用新型的變流器可以直接檢測電網與微網的運行狀態和微網開關的狀態，並根據檢測結果直接控制微網開關的斷開，轉入離網獨立供電模式，或者在獨立供電模式下自動調整微網內電壓幅值和頻率與電網同步，直接控制微網開關的閉合，進入併網運行模式，有效地解決了併網到離網轉換速度慢和離網到併網無法同步併網的問題，實現了微網系統與電網間快速、安全的並離網切換，提高了分布式放電裝置及儲能系統的使用效率和供電質量，為用電負荷提供了「不間斷電源」。

圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型接入微網系統的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型提供了一種可控制微網與電網快速並離網的變流器，包括中央處理模塊、用於檢測電網電壓信號的電網電壓信號檢測模塊、用於檢測微網電壓信號的微網電壓信號檢測模塊和微網開關控制信號輸出模塊，所述電網電壓信號檢測模塊設有用於檢測電網電壓信號的檢測端子，用於檢測電網電壓信號並輸入所述變流器，所述電網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的電網電壓信號輸入端，用於將檢測到的電壓信號傳輸給所述中央處理模塊，所述微網電壓信號檢測模塊設有用於檢測微網電壓信號的檢測端子，用於檢測微網電壓信號並輸入所述控制器，所述微網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的微網電壓信號輸入端，用於將檢測到的微網電壓信號傳輸給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端連接所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸入端，所述微網開關控制信號輸出模塊設有用於連接微網開關的信號輸出端。所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括用於調整變流器工作狀態的變流控制信號輸出模塊，所述變流控制信號輸出模塊的信號輸入端可以連接所述中央處理模塊的變流控制信號輸出端。所述變流控制信號輸出模塊在接收到所述中央處理模塊的變流控制信號後，調整所述變流器的工作狀態使微網電壓的幅值和頻率與電網同步。所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括用於檢測微網開關狀態信號的微網開關回饋信號檢測模塊，用於檢測所述微網開關的狀態信息，所述微網開關回饋信號檢測模塊可以設有用於檢測微網開關狀態信號的檢測端子，所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號輸出端可以連接所述中央處理模塊的微網開關狀態信號輸入端，用於將檢測到的微網開關狀態信息傳輸給所述中央處理模塊。所述中央處理模塊內設有用於對檢測到的電網電壓信號和微網電壓信號進行比較運算，並生成微網開關控制信號和變流控制信號的程序。參見圖2，當所述可控制微網與電網快速並離網的變流器I接入微網系統進行工作時，所述電網電壓信號檢測模塊的檢測端子通過電線連接所述微網開關4電網側的電網2，對電網的電壓信號進行測量，所述微網電壓信號檢測模塊的檢測端子通過電線連接所述微網開關微網側的微網3，對微網的電壓信號進行測量，所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸出端連接所述微網開關的控制信號的輸入端，用於將微網開關控制信號傳輸給所述微網開關控制其動作，所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號輸入端連接所述微網開關的回饋信號輸出端。所述中央處理模塊對測量到的電網電壓信號和微網電壓信號進行運算比 較，當檢測出電網電壓出現異常時，所述中央處理模塊生成微網開關控制信號，通過所述微網開關控制信號輸出模塊傳輸給所述微網開關，控制所述微網開關自動斷開，系統轉入離網獨立供電模式。在離網獨立供電模式下，當檢測到電網電壓恢復正常,所述中央處理模塊生成變流控制信號並傳輸給所述變流器控制信號輸出模塊，調整所述變流器工作狀態使微網內電壓的幅值和頻率與電網同步，所述中央處理模塊生成微網開關控制信號並通過所述微網開關控制信號輸出模塊輸出給所述微網開關，控制所述微網開關自動閉合，進入併網運行模式。優選地，所述微網開關控制信號輸出模塊和微網開關回饋信號檢測模塊為集成為一體的一個模塊。所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸出端和所述微網開關回饋信號檢測模塊的檢測端優選採用同一個具有檢測和雙向傳輸信號功能的端子，通過一條電線實現對微網開關控制信號和回饋信號的傳輸；所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端和微網開關狀態信號輸入端優選採用同一個具有雙向傳輸信號功能的端子，實現所述中央處理模塊與所述微網開關控制信號輸出模塊和微網開關回饋信號檢測模塊集成為一體的模塊的信號的雙向傳輸。 所述可控制微網與電網快速並離網的變流器還可以包括電源模塊，所述電源模塊可以設有用於連接蓄電池或電源的輸入端，所述電源模塊的輸出端可以連接所述中央處理模塊的電源輸入端。 在系統的運行過程中，由於本實用新型直接對微網開關進行控制，不需要使用控制器，可以直接獲得電網信息，有效地解決了併網到離網轉換速度慢和離網到併網無法同步併網的問題。
權利要求1.一種可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於包括中央處理模塊、用於檢測電網電壓信號的電網電壓信號檢測模塊、用於檢測微網電壓信號的微網電壓信號檢測模塊和微網開關控制信號輸出模塊，所述電網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的電網電壓信號輸入端，所述微網電壓信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的微網電壓信號輸入端，所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端連接所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸入端，所述微網開關控制信號輸出模塊設有用於連接微網開關的信號輸出端。
2.如權利要求I所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於還包括用於調整變流器工作狀態的變流控制信號輸出模塊，所述變流控制信號輸出模塊的信號輸入端連接所述中央處理模塊的變流控制信號輸出端。
3.如權利要求2所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於還包括電源模塊，所述電源模塊設有用於連接蓄電池或電源的輸入端，所述電源模塊的輸出端連接所述中央處理模塊的電源輸入端。
4.如權利要求1、2或3所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於還包括用於檢測微網開關狀態信號的微網開關回饋信號檢測模塊，所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號輸出端連接所述中央處理模塊的微網開關狀態信號輸入端。
5.如權利要求4所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於所述微網開關控制信號輸出模塊和微網開關回饋信號檢測模塊為集成為一體的一個模塊。
6.如權利要求5所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸出端和所述微網開關回饋信號檢測模塊的信號檢測端採用同一個具有檢測和雙向傳輸信號功能的端子。
7.如權利要求5所述的可控制微網與電網快速並離網的變流器，其特徵在於所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端和微網開關狀態信號輸入端米用同一個具有雙向傳輸信號功能的端子。
專利摘要本實用新型涉及一種可控制微網與電網快速並離網的變流器，包括中央處理模塊、用於檢測電網電壓信號的電網電壓信號檢測模塊、用於檢測微網電壓信號的微網電壓信號檢測模塊和微網開關控制信號輸出模塊，所述電網電壓信號檢測模塊和微網電壓信號檢測模塊的信號輸出端分別連接中央處理模塊對應的輸入端，所述中央處理模塊的微網開關控制信號輸出端連接所述微網開關控制信號輸出模塊的信號輸入端，微網開關控制信號輸出模塊設有輸出端。本實用新型可自動檢測電網與微網的運行狀態，並根據檢測結果自動斷開微網開關轉入離網獨立供電模式，或在獨立供電模式下自動調整微網內電壓幅值和頻率與電網同步，閉合微網開關，進入併網運行模式。
文檔編號H02J3/40GK202616804SQ20122018882
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者楊寶生 申請人:北京索英電氣技術有限公司