发明专利｜微电网控制装置及电力系统

摘要：本发明实施例提供了一种微电网控制装置及电力系统，包括风力发电单元、风电充电控制器、光伏发电单元、光伏充电控制器、储能单元、控制单元以及执行单元。风电充电控制器分别与风力发电单元和储能单元连接，光伏充电控制器分别与光伏发电单元和储能单元连接，控制单元分别与储能单元和执行单元连接。该微电网控制装置通过检测风力发电单元以及光伏发电单元产生电量的状态，以及时调节运行模式，从而维持功率平衡，避免风力发电单元以及光伏发电单元的异常对电网产生的不良影响。并且，通过设置储能单元，可在微电网进行孤岛运行时，抑制功率波动，保持供电功率的稳定性，提高了微电网的电能质量。

申请人：国网河南省电力公司内黄县供电公司

发明人：王俊 王忠森 肖松 王玮 孙群鹏 宗肖闪 王延泽 王继勇 连芳

1 .一种微电网控制装置，其特征在于，包括风力发电单元、风电充电控制器、光伏发电单元、光伏充电控制器、储能单元、控制单元以及执行单元，所述风电充电控制器分别与所述风力发电单元和所述储能单元连接，所述光伏充电控制器分别与所述光伏发电单元和所述储能单元连接，所述控制单元分别与所述储能单元和所述执行单元连接;所述风力发电单元用于产生风电能源，并将产生的风电能源通过所述风电充电控制器

输送至所述储能单元;所述光伏发电单元用于产生光电能源，并将产生的光电能源通过所述光伏充电控制器输送至所述储能单元;所述控制单元用于检测所述储能单元的电压值，并将检测得到的电压值与额定电压值

进行比较，以计算出所述储能单元的电量值，将计算出的电量值与预设电量下限值进行比较，若计算出的电量值低于所述预设电量下限值，则控制所述执行单元断开所述储能单元与负载之间的连接且控制所述执行单元连通市网系统与负载之间的连接，以进入并网模式;若计算出的电量值高于所述预设电量下限值，则控制所述执行单元断开市网系统与负载之间的连接且控制所述执行单元连通所述储能单元与负载之间的连接，以进入孤网模式。

2.根据权利要求1所述的微电网控制装置，其特征在于，所述微电网控制装置还包括触控单元，所述触控单元与所述控制单元连接，所述触控单元用于接收用户输入的控制信息并传递至所述控制单元，以及接收所述控制单元的处理结果并进行显示。

3.根据权利要求2所述的微电网控制装置，其特征在于，所述风力发电单元包括异步电机以及风力发电机，所述异步电机分别与所述风力发电机和所述控制单元连接，所述风力发电机在所述异步电机的带动下而同步转动。

4.根据权利要求3所述的微电网控制装置，其特征在于，所述风力发电单元还包括变频器，所述变频器分别与所述异步电机和所述控制单元连接;所述触控单元接收用户输入的所述风力发电机的最高转速和变速周期，并发送至所述控制单元;

所述变频器通过所述控制单元根据所述控制单元接收到的模拟量改变所述异步电机的转速，所述风力发电机在所述异步电机的带动下而同步转动。

5.根据权利要求4所述的微电网控制装置，其特征在于，所述风力发电单元还包括由互感器和整流电路组成的自制元件;

所述自制元件分别与所述风力发电机和所述控制单元连接，所述控制单元可采集所述自制元件两端的电压值和电流值，并根据采集到的电压值和电流值计算得到所述风力发电单元的瞬时电压、瞬时电流以及瞬时输出功率，并将计算得到的瞬时电压、瞬时电流以及瞬时输出功率发送至所述触控单元以进行实时显示。

6.根据权利要求4所述的微电网控制装置，其特征在于，所述光伏发电单元包括步进电机、导轨、皮带、射灯以及限位开关;

所述皮带设置于所述导轨上且与所述步进电机连接，所述射灯设置于所述皮带上，所述限位开关设置于所述导轨的两端，所述步进电机与所述控制单元连接;所述触控单元接收用户输入的所述射灯的移动速度，并发送至所述控制单元，所述控制单元控制所述步进电机转动，所述射灯可随所述皮带在所述步进电机的转动下而移动，当所述射灯接触所述限位开关时，所述控制单元则控制所述步进电机反转。

7.根据权利要求6所述的微电网控制装置，其特征在于，所述光伏发电单元还包括太阳能电池板、光敏电阻、伺服放大器以及伺服电机，所述光敏电阻设置于所述太阳能电池板，所述伺服放大器分别与所述伺服电机和所述控制单元连接，所述伺服电机与所述太阳能电池板连接;

所述控制单元与所述光敏电阻连接以获取所述光敏电阻两端的电压值，并对获取到的电压值进行分析对比以判断所述射灯的位置，并根据所述射灯的位置通过所述伺服放大器驱动所述伺服电机以改变所述太阳能电池板的位置以实现随光功能。

8.根据权利要求1所述的微电网控制装置，其特征在于，所述储能单元包括风能蓄电池和光能蓄电池;

所述风能蓄电池分别与所述风电充电控制器和所述控制单元连接，所述光能蓄电池分别与所述光伏充电控制器和所述控制单元连接。

9.根据权利要求1所述的微电网控制装置，其特征在于，所述微电网控制装置还包括保护单元，所述保护单元与控制单元连接，以用于过电压和过电流保护，并且根据所述控制单元的控制指令确定是否断开当前连接电路。

10.一种电力系统，其特征在于，包括市网系统以及权利要求1-9任意一项所述的微电网控制装置，所述市网系统通过继电器与所述微电网控制装置连接。

微电网控制装置及电力系统

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体而言，涉及一种微电网控制装置及电力系统。

背景技术

微电网系统是一种包括分布式发电装置、储能装置及负载，且具有一定调节和控制能力的小型配电子网。微电网系统既可接入市网系统进行并网模式，也可以以孤岛模式运行。微电网技术的发展推动了可再生能源的利用以及分布式发电的发展，是对大电网的有益补充。但如何实现微电网的安全稳定运行以及如何降低微电网在并网模式和孤岛模式之间转换时的稳定性，一直以来是本技术领域技术人员关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于，提供一种微电网控制装置及电力系统以解决上述问题。

本发明实施例提供一种微电网控制装置，包括风力发电单元、风电充电控制器、光伏发电单元、光伏充电控制器、储能单元、控制单元以及执行单元，所述风电充电控制器分别与所述风力发电单元和所述储能单元连接，所述光伏充电控制器分别与所述光伏发电单元和所述储能单元连接，所述控制单元分别与所述储能单元和所述执行单元连接;

所述风力发电单元用于产生风电能源，并将产生的风电能源通过所述风电充电控制器输送至所述储能单元;

所述光伏发电单元用于产生光电能源，并将产生的光电能源通过所述光伏充电控制器输送至所述储能单元;

所述控制单元用于检测所述储能单元的电压值，并将检测得到的电压值与额定电压值进行比较，以计算出所述储能单元的电量值，将计算出的电量值与预设电量下限值进行比较，若计算出的电量值低于所述预设电量下限值，则控制所述执行单元断开所述储能单元与负载之间的连接且控制所述执行单元连通市网系统与负载之间的连接，以进入并网模式;若计算出的电量值高于所述预设电量下限值，则控制所述执行单元断开市网系统与负载之间的连接且控制所述执行单元连通所述储能单元与负载之间的连接，以进入孤网模式。

进一步地，所述微电网控制装置还包括触控单元，所述触控单元与所述控制单元连接，所述触控单元用于接收用户输入的控制信息并传递至所述控制单元，以及接收所述控制单元的处理结果并进行显示。

进一步地，所述风力发电单元包括异步电机以及风力发电机，所述异步电机分别与所述风力发电机和所述控制单元连接，所述风力发电机在所述异步电机的带动下而同步转动。

进一步地，所述风力发电单元还包括变频器，所述变频器分别与所述异步电机和所述控制单元连接;

所述触控单元接收用户输入的所述风力发电机的最高转速和变速周期，并发送至所述控制单元;

所述变频器通过所述控制单元根据所述控制单元接收到的模拟量改变所述异步电机的转速，所述风力发电机在所述异步电机的带动下而同步转动。

进一步地，所述风力发电单元还包括由互感器和整流电路组成的自制元件;

所述自制元件分别与所述风力发电机和所述控制单元连接，所述控制单元可采集所述自制元件两端的电压值和电流值，并根据采集到的电压值和电流值计算得到所述风力发电单元的瞬时电压、瞬时电流以及瞬时输出功率，并将计算得到的瞬时电压、瞬时电流以及瞬时输出功率发送至所述触控单元以进行实时显示。

进一步地，所述光伏发电单元包括步进电机、导轨、皮带、射灯以及限位开关;

所述皮带设置于所述导轨上且与所述步进电机连接，所述射灯设置于所述皮带上，所述限位开关设置于所述导轨的两端，所述步进电机与所述控制单元连接;

所述触控单元接收用户输入的所述射灯的移动速度，并发送至所述控制单元，所述控制单元控制所述步进电机转动，所述射灯可随所述皮带在所述步进电机的转动下而移动，当所述射灯接触所述限位开关时，所述控制单元则控制所述步进电机反转。