一種基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括清潔能源發(fā)電系統(tǒng)(100)、微電網(wǎng)、及位于供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)。所述微電網(wǎng)包括多個VF源儲能變流器(200)、及與所述VF源儲能變流器(200)并聯(lián)并受控于所述VF源儲能變流器(200)的多個PQ源儲能變流器(300)。所述VF源儲能變流器(200)用于在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率不超過其實際最大輸出功率時，為接入微電網(wǎng)的交流負(fù)載(400)供電。所述多個PQ源儲能變流器分別由所述VF源儲能變流器(200)在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率超過其實際最大輸出功率時選擇開啟，以構(gòu)建擴容的微電網(wǎng)為交流負(fù)載(400)供電。本發(fā)明可提高供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，延長PQ源儲能變流器的使用壽命。
【專利說明】—種基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，為有效解決無電地區(qū)的用戶供電問題，業(yè)內(nèi)慣用的解決方案是在無電地區(qū)，通過多個VF源儲能變流器并聯(lián)的方法構(gòu)建微型電網(wǎng)，并通過構(gòu)建的微型電網(wǎng)為無電地區(qū)用戶供電。
[0003]上述由VF源儲能變流器并聯(lián)方式構(gòu)建的微型電網(wǎng)，在容量需求越來越大時，只有通過不斷增加并聯(lián)的臺數(shù)或者增加單機VF源儲能變流器的容量來滿足。然而，通過單方面增加并聯(lián)的VF源儲能變流器的數(shù)量或容量對微電網(wǎng)進行擴容的方式受到技術(shù)限制(就目前而言增加并機臺數(shù)或者增加容量都受到一定的限制)，即微電網(wǎng)設(shè)計容量有限，無法滿足無電地區(qū)大用戶群(例如偏遠(yuǎn)縣城、海島)的集中式供電的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種基于微電網(wǎng)的供電方法，所述微電網(wǎng)包括并聯(lián)的多個VF源儲能變流器以及多個PQ源儲能變流器；該方法包括如下步驟:
[0006]SI)啟動微電網(wǎng)中的所有VF源儲能變流器，并通過所述VF源儲能變流器為接入該微電網(wǎng)的交流負(fù)載供電；
[0007]S2)在所述交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率超出所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率時，通過所述VF源儲能變流器開啟微電網(wǎng)中的一個或多個PQ源儲能變流器對微電網(wǎng)進行擴容，并通過擴容的微電網(wǎng)為供電區(qū)域的交流負(fù)載集中供電。
[0008]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，每一所述PQ源儲能變流器具有至少一個第二 PCS單元，且每一 VF源儲能變流器具有至少一個第一 PCS單元；在所述步驟SI之前還包括如下步驟:
[0009]S0)將所有PQ源儲能變流器的所有第二 PCS單元的ID號預(yù)存于所述VF源儲能變流器的每一個第一 PCS單元，并在所有第一 PCS單元中指定一個作為主PCS單元；所述主PCS單元用于在該主PCS單元所在的VF源儲能變流器與所述多個PQ源儲能變流器之間進行功率分配，及根據(jù)功率分配結(jié)果對所述多個PQ源儲能變流器進行開關(guān)機控制。
[0010]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，所述步驟S2還包括:所述主PCS單元先計算所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率，再將所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率與供電區(qū)域的交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率進行比較；
[0011 ] 其中，Pvpoutput = W*PVF ；PVFoutput為所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率，W為所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率與額定輸出功率的百分比，Pvf為所述VF源儲能變流器的額定輸出功率；
[0012]如所述主PCS單元判斷交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率不超過所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率，則返回步驟SI。
[0013]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，所述步驟S2中所述VF源儲能變流器開啟微電網(wǎng)中的一個或多個PQ源儲能變流器對微電網(wǎng)進行擴容的步驟包括:
[0014]S21)所述主PCS單元通過預(yù)置的功率分配算法計算微電網(wǎng)中需開啟的PQ源儲能變流器的數(shù)量X ;
[0015]S22)所述主PCS單元在其預(yù)存的多組第二 PCS單元ID號中隨機選擇X組第二PCS單元ID號，并向?qū)?yīng)于該X組第二 PCS單元ID號的X組第二 PCS單元中的部分或全部第二 PCS單元發(fā)出開機指令，以開啟包含該X組第二 PCS單元的X個PQ源儲能變流器；
[0016]S23)所述X個PQ源儲能變流器以及與之并聯(lián)的所述VF源儲能變流器共同構(gòu)成最大輸出功率可達(dá)到供電區(qū)域的交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率的微電網(wǎng)。
[0017]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，所述步驟S21中用于計算需開啟的PQ源儲能變流器的數(shù)量X的功率分配算法如下所示:
[0018]X= (Pdemandpower- n *m*a*Ppcsl) / ( n *b*Ppcs2);其中，
[0019]Pdemandpower為供電區(qū)域的交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率；
[0020]m為微電網(wǎng)中的VF源儲能變流器的數(shù)量；
[0021]a為VF源儲能變流器所包含的第一 PCS單元的數(shù)量；
[0022]Ppcsi為所述第一 PCS單元的額定輸出功率；
[0023]η為微電網(wǎng)可接受的實際輸出功率與額定輸出功率的百分比區(qū)間范圍；
[0024]b為PQ源儲能變流器所包含的第二 PCS單元的數(shù)量；
[0025]Ppcs2為所述第二 PCS單元的額定輸出功率。
[0026]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，所述步驟S2還包括:判斷所述主PCS單元是否出現(xiàn)故障并在所述主PCS單元出現(xiàn)故障時，在所述VF源儲能變流器所包含的所有第一 PCS單元中選擇除該主PCS單元之外的任意一個第一 PCS單元，并將該第一 PCS單元指定為新的主PCS單元以替代出現(xiàn)故障的原主PCS單元。
[0027]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電方法中，在所述步驟S2之后還包括如下步驟:
[0028]S3)在交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率下降至少一個第二 PCS單元的輸出功率時，根據(jù)功率分配算法計算需關(guān)停的PQ源儲能變流器的數(shù)量V，在已啟動的X個PQ源儲能變流器中隨機選擇X個PQ源儲能變流器，并指令該X'個PQ源儲能變流器的部分或全部第二PCS單元執(zhí)行關(guān)停操作。
[0029]本發(fā)明還構(gòu)造一種基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括清潔能源發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)、以及位于供電區(qū)域的交流負(fù)載，所述微電網(wǎng)包括多個VF源儲能變流器、及與所述VF源儲能變流器并聯(lián)并受控于該VF源儲能變流器的多個PQ源儲能變流器；
[0030]所述VF源儲能變流器用于在交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率不超過其實際最大輸出功率時，為接入微電網(wǎng)的交流負(fù)載供電；
[0031 ] 所述多個PQ源儲能變流器分別由所述VF源儲能變流器在交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率超過VF源儲能變流器實際最大輸出功率時選擇開啟，以組建擴容的微電網(wǎng)為交流負(fù)載供電。
[0032]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，每一所述VF源儲能變流器包括一組并聯(lián)的第一 PCS單元，每一所述PQ源儲能變流器均包括一組并聯(lián)的第二 PCS單元；
[0033]所述第一 PCS單元中包括一個主PCS單元，且該主PCS單元包括主控制器、與所述主控制器分別電連接的第一整流器、第一逆變器及第一蓄電池；
[0034]每一所述第二 PCS單元均包括從控制器、與所述從控制器分別電連接的第二整流器、第二逆變器及第二蓄電池；
[0035]所述主控制器用于在交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率超過所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率時，向至少一個所述從控制器發(fā)送開機指令；
[0036]所述主控制器還用于判斷擴容后的微電網(wǎng)的最大輸出功率與交流負(fù)載的當(dāng)前總需求功率之間的功率差值達(dá)到或超過至少一個所述第二 PCS單元的輸出功率時，向至少一個所述從控制器發(fā)送關(guān)機指令；
[0037]所述從控制器用于接收到所述主控制器的開機/關(guān)機指令時，開啟/關(guān)停該從控制器所在的第二 PCS單元。
[0038]在本發(fā)明上述基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，所述VF源儲能變流器與每一所述PQ源儲能變流器之間的通信方式包括RS485、以太網(wǎng)、CAN總線、PLC、以及ZigBee。
[0039]由于本發(fā)明基于微電網(wǎng)的供電方法及供電系統(tǒng)采用了通過增加與VF源儲能變流器并聯(lián)及受控于VF源儲能變流器的PQ源儲能變流器的數(shù)量對微電網(wǎng)進行無限擴容的技術(shù)方案，所以克服了現(xiàn)有技術(shù)中單方面增加VF源儲能變流器的臺數(shù)或容量對微電網(wǎng)進行擴容的方式受到限制的缺陷，實現(xiàn)了微電網(wǎng)容量的無限擴容，微電網(wǎng)輸出功率的自動調(diào)節(jié)，以及提高供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，降低供電系統(tǒng)的功耗，延長PQ源儲能變流器的使用壽命的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0041]圖1是本發(fā)明較佳實施例提供的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是本發(fā)明較佳實施例提供的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3是圖1或圖2所示的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的主PCS單元/任意一個第一PCS單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0044]圖4是圖1或圖2所示的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的任意一個第二 PCS單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0045]圖5是本發(fā)明較佳實施例提供的基于微電網(wǎng)的供電方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0046]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的單方面增加VF源儲能變流器200的臺數(shù)或容量對微電網(wǎng)進行擴容的方式受到限制的缺陷，本發(fā)明的主要創(chuàng)新點在于:1)通過增加與VF源儲能變流器200并聯(lián)及受控于VF源儲能變流器200的PQ源儲能變流器300的數(shù)量對微電網(wǎng)進行無限擴容；2)VF源儲能變流器200中的主PCS單元201可根據(jù)供電區(qū)域的交流負(fù)載400的總需求功率的變化在該PCS單元201所在的VF源儲能變流器200與多個PQ源儲能變流器300之間進行靈活的功率分配調(diào)節(jié)，根據(jù)PQ源儲能變流器300的輸出功率分配額度相應(yīng)地開啟或關(guān)停部分PQ源儲能變流器300，以降低系統(tǒng)功耗，實現(xiàn)系統(tǒng)資源的最大化利用。
[0047]由于本發(fā)明采用了通過增加與VF源儲能變流器200并聯(lián)及受控于VF源儲能變流器200的PQ源儲能變流器300的數(shù)量對微電網(wǎng)進行無限擴容的設(shè)計，所以解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過單方面增加VF源儲能變流器200的臺數(shù)或容量對微電網(wǎng)進行擴容的方式受到限制的技術(shù)問題，實現(xiàn)了微電網(wǎng)容量的無限擴容，微電網(wǎng)輸出功率的自動調(diào)節(jié)，以及提高供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，降低供電系統(tǒng)的功耗，延長PQ源儲能變流器300的使用壽命的目的。
[0048]為了使本發(fā)明的目的更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0049]如圖1所示，本發(fā)明基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)包括清潔能源發(fā)電系統(tǒng)100、通過交流母線連接清潔能源發(fā)電系統(tǒng)100的微電網(wǎng)、以及位于供電區(qū)域的交流負(fù)載400。該微電網(wǎng)包括多個VF源儲能變流器200、及與該多個VF源儲能變流器并聯(lián)并受控于其中一個VF源儲能變流器的多個PQ源儲能變流器300。每一個VF源儲能變流器200均包括若干個規(guī)格(蓄電池容量、輸出功率)相同的第一 PCS (Power Conversion System)單元,每一個PQ源儲能變流器300均包括若干個規(guī)格(蓄電池容量、輸出功率)相同的第二PCS (Power ConversionSystem)單元。該多個VF源儲能變流器200與該多個PQ源儲能變流器300之間的通信方式包 RS485、以太網(wǎng)、CAN 總線以及 PLC (Power Line Communication)。
[0050]該清潔能源發(fā)電系統(tǒng)100用于為微電網(wǎng)中的VF源儲能變流器200及多個PQ源儲能變流器300進行充電。
[0051]該VF源儲能變流器200用于在交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率不超過其實際最大輸出功率時，為接入微電網(wǎng)的交流負(fù)載400供電；
[0052]該多個PQ源儲能變流器300分別由該VF源儲能變流器200在交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率達(dá)到或超過其實際最大輸出功率時選擇開啟，以構(gòu)建擴容的微電網(wǎng)為交流負(fù)載400供電。
[0053]其中，Pwwtput = w*PVF ；PVFoutput =為VF源儲能變流器200的實際最大輸出功率，Pvf為VF源儲能變流器200的額定輸出功率，W為VF源儲能變流器200的實際最大輸出功率與額定輸出功率的百分比。
[0054]本發(fā)明圖2所示的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)與圖1所示的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的區(qū)別在于:VF源儲能變流器200與多個PQ源儲能變流器300之間采用了 ZigBee近距離無線通信技術(shù)，其好處在于:克服了微電網(wǎng)內(nèi)部布線復(fù)雜的問題，大大地減少了電纜的使用，降低了微電網(wǎng)的火災(zāi)事故發(fā)生率。
[0055]如圖3所示，該多個VF源儲能變流器200中的任意一個VF源儲能變流器指定所有第一 PCS單元201中的其中一個PCS單元為主PCS單元201。該主PCS單元201用于在其所在的VF源儲能變流器200與多個PQ源儲能變流器300之間進行功率分配并根據(jù)功率分配結(jié)果對該多個PQ源儲能變流器300進行開關(guān)機控制。
[0056]在本發(fā)明中，如該主PCS單元201的運行出現(xiàn)故障，則該主PCS單元所在的VF源儲能變流器200在所有第一 PCS單元201中隨機選擇除該主PCS單元201之外的任意一個第一 PCS單元201，指定該第一 PCS單元201為新的主PCS單元201以替代出現(xiàn)故障的原主PCS單元201，確保供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
[0057]該主PCS單元201包括主控制器2011、與該主控制器2011電連接的第一整流器2012、第一逆變器2013及第一蓄電池2014。
[0058]如圖4所示，每一個第二 PCS單元301均包括從控制器3011、與該從控制器3011電連接的第二整流器3012、第二逆變器3013及第二蓄電池3014。
[0059]該第一整流器2012/第二整流器3012用于將來自清潔能源發(fā)電系統(tǒng)100的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后將其輸入到第一蓄電池2014/第二蓄電池3014進行存儲。該第一逆變器2013/第二逆變器3013均用于將蓄電池提供的直流電轉(zhuǎn)換為交流電之后將其經(jīng)交流母線輸送至交流負(fù)載400。
[0060]該主控制器2011用于在交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率超過VF源儲能變流器200的最大輸出功率時，通過功率分配算法計算需開啟的PQ源儲能變流器300的數(shù)量，并向等同數(shù)量的第二 PCS單元301的各個從控制器3011發(fā)出開機指令。該多個從控制器3011用于接收到主控制器2011的開機指令時，分別對該多個從控制器3011所在的多個第二 PCS單元301執(zhí)行開機操作。
[0061]該主控制器2011還用于在交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率下降至少一個第二PCS單元301的輸出功率時，通過功率分配算法計算需關(guān)停的PQ源儲能變流器300的數(shù)量，并向等同數(shù)量的第二 PCS單元301的各個從控制器3011發(fā)出關(guān)機指令。該多個從控制器3011用于接收到主控制器2011的關(guān)機指令時，分別對該多個從控制器3011所在的多個第二PCS單元301執(zhí)行關(guān)機操作。
[0062]本發(fā)明上述功率分配算法的推導(dǎo)過程如下所示:
[0063]基于微電網(wǎng)與交流負(fù)載400之間能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，由能量守恒定律可得到如下方程式:
[0064]Pdemandpower = H * (m*a*Ppcsl+X*b*Ppcs2)；
[0065]求解上述方程式可得:X= (Pdemandpmter- n *m*a*Ppcsl) / ( n *b*Ppcs2)，即為本發(fā)明的功率分配算法公式；其中，
[0066]Pdemandpower為供電區(qū)域的交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率；
[0067]m為微電網(wǎng)中的VF源儲能變流器的數(shù)量；
[0068]X為需開啟的PQ源儲能變流器300的數(shù)量；
[0069]a為VF源儲能變流器200所包含的第一 PCS單元201的數(shù)量；
[0070]Ppcsi為第一 PCS單元201的額定輸出功率；
[0071]η為微電網(wǎng)可接受的實際輸出功率與額定輸出功率的百分比區(qū)間；
[0072]b為PQ源儲能變流器300所包含的第一 PCS單元201的數(shù)量；
[0073]Ppcs2為第二 PCS單元301的額定輸出功率。
[0074]在本發(fā)明基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的較佳實施方式中，n取值范圍為(75%,85% )，W取值為80%。微電網(wǎng)中的多個VF源儲能變流器200及多個PQ源儲能變流器300均“預(yù)留”一部分電能的好處在于:應(yīng)對清潔能源供電系統(tǒng)與微電網(wǎng)之間可能發(fā)生的各種電力傳輸故障，確保整個供電系統(tǒng)持續(xù)正常運轉(zhuǎn)。
[0075]下面將以本發(fā)明的較佳實施方式為例，對本發(fā)明基于微電網(wǎng)的供電方法進行說明:
[0076]如圖5所示，在步驟SlOl中，本發(fā)明基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)管理人員預(yù)先將每一個PQ源儲能變流器300所包含的4個第二 PCS單元301 (輸出功率為500KW)的ID號存儲于VF源儲能變流器200的4個第一 PCS單元201 (輸出功率為250KW)，并在該4個第一 PCS單元201中指定一個用于執(zhí)行VF源儲能變流器200與多個PQ源儲能變流器300之間的功率分配任務(wù)及多個PQ源儲能變流器300的開關(guān)機控制的主PCS單元201。
[0077]在步驟S102中，基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)管理人員先開啟VF源儲能變流器200，通過VF源儲能變流器200為接入微電網(wǎng)的交流負(fù)載400供電。
[0078]在步驟S103中，如VF源儲能變流器200中的主PCS單元201判斷交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率未超過VF源儲能變流器200的最大輸出功率(即1MW)，則返回步驟S102 ；如該主PCS單元201判斷交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率已超過VF源儲能變流器200的最大輸出功率，則執(zhí)行下一步驟S104。
[0079]在步驟S104中，主PCS單元201根據(jù)其內(nèi)置的功率分配公式計算需開啟的PQ源儲能變流器300的數(shù)量。
[0080]舉例:假設(shè)η = 80%, Pdemandpower = 10MW, Ppcsi = 250KW, Ppcs2 = 500KW,主 PCS 單元201根據(jù)上述的各個數(shù)據(jù)及功率分配算法公式計算可得X夂6，即需開啟的PQ源儲能變流器300的數(shù)量為6個。
[0081]在步驟S105中，主PCS單元201在其預(yù)存的多組第二 PCS單元ID號中隨機選擇6組第二 PCS單元ID號，向該6組第二 PCS單元ID號所對應(yīng)的6組第二 PCS單元301同時發(fā)出開機指令。該6組第二 PCS單元301通過各自的從控制器3011分別接收上述開機指令及執(zhí)行開機操作。
[0082]在步驟S106中，由上述6組第二 PCS單元301組成的6個PQ源儲能變流器300開機并與其并聯(lián)的VF源儲能變流器200組成擴容的微電網(wǎng)為供電區(qū)域的交流負(fù)載400供電。
[0083]在步驟S107中，如主PCS單元201判斷交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率的下降值不超過500KW時，維持PQ源儲能變流器300的開機數(shù)量，并返回步驟S106 ;如主PCS單元201判斷交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率的下降值超過500KW時，執(zhí)行下一步驟S108。
[0084]在步驟S108中，主PCS單元201通過功率分配算法計算需要關(guān)停的PQ源儲能變流器300的數(shù)量，以相應(yīng)地降低微電網(wǎng)的輸出功率，減少基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的功耗，確保供電區(qū)域的供電安全，及延長PQ源儲能設(shè)備的使用壽命。
[0085]假設(shè)供電區(qū)域的交流負(fù)載400的當(dāng)前總需求功率下降至8KW，則主PCS單元201根據(jù)本發(fā)明上述功率分配公式可計算出當(dāng)前需要關(guān)停的PQ源儲能變流器300的數(shù)量為I個。
[0086]在步驟S109中，主PCS單元201查找對應(yīng)于上述6個PQ源儲能變流器300的6組第二 PCS單元ID號，在該6組第二 PCS單元ID號中隨機選擇一組第二 PCS單元ID號，向該組第二 PCS單元ID號所對應(yīng)的4個第二 PCS單元301發(fā)送關(guān)機指令，以關(guān)停由該4個第二 PCS單元301組成的PQ源儲能變流器300。待該PQ源儲能變流器300進入關(guān)停狀態(tài)，返回步驟S103。
[0087]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，所述微電網(wǎng)包括并聯(lián)的多個VF源儲能變流器(200)以及多個PQ源儲能變流器(300);該方法包括如下步驟: 51)啟動微電網(wǎng)中的所有VF源儲能變流器(200)，并通過所述VF源儲能變流器(200)為接入該微電網(wǎng)的交流負(fù)載(400)供電； 52)在所述交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率超出所述VF源儲能變流器的實際最大輸出功率時，通過所述VF源儲能變流器(200)開啟微電網(wǎng)中的一個或多個PQ源儲能變流器(300)對微電網(wǎng)進行擴容，并通過擴容的微電網(wǎng)為供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)集中供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，每一所述PQ源儲能變流器(300)具有至少一個第二 PCS單元(301)，且每一 VF源儲能變流器(200)具有至少一個第一 PCS單元(201);在所述步驟SI之前還包括如下步驟: S0)將所有PQ源儲能變流器(300)的所有第二 PCS單元(301)的ID號預(yù)存于所述VF源儲能變流器(200)的每一個第一 PCS單元(201)，并在所有第一 PCS單元(201)中指定一個作為主PCS單元(201);所述主PCS單元用于在該主PCS單元(201)所在的VF源儲能變流器(200)與所述多個PQ源儲能變流器(300)之間進行功率分配，及根據(jù)功率分配結(jié)果對所述多個PQ源儲能變流器(300)進行開關(guān)機控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，所述步驟S2還包括:所述主PCS單元(201)先計算所述VF源儲能變流器(200)的實際最大輸出功率，再將所述VF源儲能變流器(200 )的實際最大輸出功率與供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率進行比較； 其中，PvFoutput = W*PVF ；PVFoutput為所述VF源儲能變流器(200)的實際最大輸出功率，W為所述VF源儲能變流器(200)的實際最大輸出功率與額定輸出功率的百分比，Pvf為所述VF源儲能變流器(200)的額定輸出功率； 如所述主PCS單元(201)判斷交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率不超過所述VF源儲能變流器(200)的實際最大輸出功率，則返回步驟SI。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，所述步驟S2中所述VF源儲能變流器(200)開啟微電網(wǎng)中的一個或多個PQ源儲能變流器(300)對微電網(wǎng)進行擴容的步驟包括: 521)所述主PCS單元(201)通過預(yù)置的功率分配算法計算微電網(wǎng)中需開啟的PQ源儲能變流器(300)的數(shù)量X ； 522)所述主PCS單元(201)在其預(yù)存的多組第二PCS單元ID號中隨機選擇X組第二PCS單元ID號，并向?qū)?yīng)于該X組第二 PCS單元ID號的X組第二 PCS單元(301)中的部分或全部第二 PCS單元(301)發(fā)出開機指令，以開啟包含該X組第二 PCS單元(301)的X個PQ源儲能變流器(300)； 523)所述X個PQ源儲能變流器(300)以及與之并聯(lián)的所述VF源儲能變流器(200)共同構(gòu)成最大輸出功率可達(dá)到供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率的微電網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，所述步驟S21中用于計算需開啟的PQ源儲能變流器(300)的數(shù)量X的功率分配算法如下所示:
X(Pdemandpower

n *m*a*Ppcsl) / ( n *b*Ppcs2);其中， p—為供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率；m為微電網(wǎng)中的VF源儲能變流器的數(shù)量； a為VF源儲能變流器(200)所包含的第一 PCS單元(201)的數(shù)量； Ppcsi為所述第一 PCS單元(201)的額定輸出功率； η為微電網(wǎng)可接受的實際輸出功率與額定輸出功率的百分比區(qū)間范圍； b為PQ源儲能變流器(300)所包含的第二 PCS單元(301)的數(shù)量； Ppcs2為所述第二 PCS單元(301)的額定輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，所述步驟S2還包括:判斷所述主PCS單元(201)是否出現(xiàn)故障并在所述主PCS單元(201)出現(xiàn)故障時，在所述VF源儲能變流器(200)所包含的所有第一 PCS單元(201)中選擇除該主PCS單元(201)之外的任意一個第一 PCS單元(201)，并將該第一 PCS單元(201)指定為新的主PCS單元(201)以替代出現(xiàn)故障的原主PCS單元(201)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于微電網(wǎng)的供電方法，其特征在于，在所述步驟S2之后還包括如下步驟: S3)在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率下降至少一個第二 PCS單元(301)的輸出功率時，根據(jù)功率分配算法計算需關(guān)停的PQ源儲能變流器(300)的數(shù)量X'，在已啟動的X個PQ源儲能變流器(300)中隨機選擇X'個PQ源儲能變流器(300)，并指令該X'個PQ源儲能變流器(300)的部分或全部第二 PCS單元(301)執(zhí)行關(guān)停操作。
8.一種基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括清潔能源發(fā)電系統(tǒng)(100)、微電網(wǎng)、以及位于供電區(qū)域的交流負(fù)載(400)，所述微電網(wǎng)包括多個VF源儲能變流器(200)、及與所述VF源儲能變流器(200)并聯(lián)并受控于該VF源儲能變流器(200)的多個PQ源儲能變流器(300)； 所述VF源儲能變流器(200)用于在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率不超過其實際最大輸出功率時，為接入微電網(wǎng)的交流負(fù)載(400)供電； 所述多個PQ源儲能變流器(300)分別由所述VF源儲能變流器(200)在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率超過VF源儲能變流器(200)實際最大輸出功率時選擇開啟，以組建擴容的微電網(wǎng)為交流負(fù)載(400)供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征在于，每一所述VF源儲能變流器(200)包括一組并聯(lián)的第一 PCS單元(201)，每一所述PQ源儲能變流器(300)均包括一組并聯(lián)的第二 PCS單元(301)； 所述第一 PCS單元(201)中包括一個主PCS單元(201)，且該主PCS單元(201)包括主控制器(2011)、與所述主控制器(2011)分別電連接的第一整流器(2012)、第一逆變器(2013)及第一蓄電池(2014)； 每一所述第二PCS單元(301)均包括從控制器(3011)、與所述從控制器(3011)分別電連接的第二整流器(3012)、第二逆變器(3013)及第二蓄電池(3014)； 所述主控制器(2011)用于在交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率超過所述VF源儲能變流器(200)的實際最大輸出功率時，向至少一個所述從控制器(3011)發(fā)送開機指令；所述主控制器(2011)還用于判斷擴容后的微電網(wǎng)的最大輸出功率與交流負(fù)載(400)的當(dāng)前總需求功率之間的功率差值達(dá)到或超過至少一個所述第二 PCS單元(301)的輸出功率時，向至少一個所述從控制器(3011)發(fā)送關(guān)機指令；所述從控制器(3011)用于接收到所述主控制器(2011)的開機/關(guān)機指令時，開啟/關(guān)停該從控制器所在的第二 PCS單元(301)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述VF源儲能變流器(200)與每一所述PQ源儲能變流器(300)之間的通信方式包括RS485、以太網(wǎng)、CAN總線、PLC、以及 ZigBee。
【文檔編號】H02J3/46GK104079008SQ201410293608
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】羅梅林 申請人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司