СИСТЕМА И СПОСОБ ПЛАВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ МИКРОЭНЕРГОСИСТЕМЫ Российский патент 2017 года по МПК H02J9/06 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данное раскрытие сущности изобретения испрашивает приоритет заявки на патент Китайской Народной Республики № 201310722452.6, озаглавленной “SEAMLESS SWITCHING METHOD AND SYSTEM FOR MICRO-GRID SYSTEM”, поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности Китайской Народной Республики 24 декабря, 2013, полное содержание которой включено в данный документ в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное раскрытие сущности изобретения относится к области техники управления переключением питания, и, в частности, к системе и способу плавного переключения для микроэнергосистемы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В интеллектуальной энергосистеме, микроэнергосистему подключают к энергосистеме через переключающее устройство. Переключающее устройство включает в себя контроллер и устройство системы преобразования энергии (Power Conversion System - PCS).

[0003] Во время функционирования, в случае появления какой-либо проблемы в энергосистеме, источник питания для нагрузочного устройства должен быть вовремя переключен от энергосистемы к некоторой микроэнергосистеме посредством микроэнергосистемы, для питания нагрузочного устройства через источник питания микроэнергосистемы.

[0004] Со ссылкой на фиг. 1, которая показывает блок-схему сетевой структуры в предшествующем уровне техники, существующий процесс переключения включает в себя:

[0005] обнаружение, посредством контроллера микроэнергосистемы, электрического сигнала энергосистемы;

[0006] отправку, посредством контроллера, уведомления к PCS в случае, когда обнаруженный сигнал является меньшим, чем порог при неисправности в энергосистеме, отправку, посредством PCS, электрического сигнала, обнаруженного перед неисправностью в энергосистеме, к микроэнергосистеме, и выключение переключателя PCC; и

[0007] синхронизацию, посредством микроэнергосистемы, напряжений, амплитуд, и т.д., на основе этого электрического сигнала, и обеспечение питания.

[0008] В процессе переключения, имеются, обычно, два алгоритма управления для V/F-переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы. Первый алгоритм управления реализуют посредством пуска с линейным изменением амплитуды и управления с PI-регулированием, а второй алгоритм управления реализуют посредством установления точно заданной амплитуды и управления с PI-регулированием. Блок-схема второго алгоритма управления показана на фиг. 2. Первый алгоритм управления имеет относительно низкую скорость управления, что может привести к сообщению от распределенного источника генерации энергии об отказе вследствие снижения напряжения и частоты на стороне энергосистемы и, вследствие этого, прекращению функционирования. Второй алгоритм управления, т.е., способ обеспечения заданной амплитуды напряжения, может привести к импульсу тока в процессе переключения, что может привести к сообщению от устройства преобразования аккумулированной энергии PCS об отказе вследствие перегрузки по току и, вследствие этого, прекращению функционирования PCS.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Ввиду этого, в данном раскрытии сущности изобретения необходимо обеспечить систему и способ плавного переключения для микроэнергосистемы для решения проблемы, такой как низкая скорость и большой импульс тока в процессе переключения.

[0010] Для решения вышеупомянутых проблем, данное раскрытие сущности изобретения обеспечивает способ плавного переключения для микроэнергосистемы, который включает в себя:

[0011] сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, причем первый модуль сбора напряжений подключен к стороне энергосистемы;

[0012] определение, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения, на основе значения фазного напряжения, собранного посредством первого модуля сбора напряжений, и подсчет суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение, причем стандартное значение является известным значением; и

[0013] оценку, посредством PCS, является ли это суммарное количество случаев большим, чем первый порог, и, в случае, когда суммарное количество случаев является большим, чем первый порог, выполнение V/F-переключения и запуска выключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

[0014] Предпочтительно, коэффициент потерь является:

[0015] отношением разности между текущим значением напряжения и стандартным значением напряжения, к стандартному значению;

[0016] причем предварительно заданное значение изменяется в диапазоне от 12% до 18%, а количество случаев изменяется в диапазоне от 4 до 8.

[0017] Предпочтительно, предварительно заданное значение равно 15%, и количество случаев равно 5.

[0018] Предпочтительно, способ дополнительно включает в себя переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме, причем переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме включает в себя:

[0019] сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений напряжений, частот и фаз на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений; сбор, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений, частот и фаз на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений;

[0020] регулирование, посредством PCS, напряжений на стороне микроэнергосистемы на основе напряжений на стороне энергосистемы и регулирование частот на стороне микроэнергосистемы на основе частот на стороне энергосистемы;

[0021] сравнение, посредством PCS, абсолютного значения разности фаз между фазами на стороне энергосистемы и фазами на стороне микроэнергосистемы, со вторым порогом;

[0022] управление фазами на стороне микроэнергосистемы для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий первому диапазону регулирования, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является большим, чем второй порог;

[0023] управление фазами на стороне микроэнергосистемы для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий второму диапазону регулирования, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем второй порог; и

[0024] переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем третий порог.

[0025] Вариант осуществления данного раскрытия сущности изобретения дополнительно обеспечивает систему плавного переключения для микроэнергосистемы, которая включает в себя:

[0026] первый блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений;

[0027] блок сравнения, выполненный с возможностью определения, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения, и подсчета суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение; и

[0028] первый блок управления, выполненный с возможностью оценки, посредством PCS, является ли это суммарное количество большим, чем порог, и, в случае, когда суммарное количество является большим, чем порог, выполнения V/F-переключения и запуска выключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

[0029] Предпочтительно, система дополнительно включает в себя:

[0030] второй блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений; и

[0031] второй блок управления, выполненный с возможностью управления PCS для запуска, на основе значений электрических сигналов, собранных посредством первого модуля сбора напряжений и второго модуля сбора напряжений, включения PCC-переключателя, подключенного к PCS.

[0032] С использованием способа и системы согласно данному раскрытию сущности изобретения, управляют включением или выключением PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой на основе сравнения напряжений на стороне энергосистемы. Скорость управления является высокой, а импульс тока является малым.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0033] Фиг. 1 является блок-схемой сетевой структуры, включающей в себя большую энергосистему и микроэнергосистему, согласно известному уровню техники;

[0034] Фиг. 2 является блок-схемой алгоритма управления для переключения к микроэнергосистеме в случае неисправности большой энергосистемы, согласно известному уровню техники;

[0035] Фиг. 3 является блок-схемой сетевой структуры, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0036] Фиг. 4 является схематичной структурной схемой модуля сбора напряжений, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0037] Фиг. 5 является схематичной структурной схемой устройства преобразования аккумулированной энергии PCS, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0038] Фиг. 6 является последовательностью операций процесса отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0039] Фиг. 7 является последовательностью операций алгоритма управления для переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0040] Фиг. 8 является блок-схемой алгоритма управления для переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0041] Фиг. 9 является графиком моделирования переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения;

[0042] Фиг. 10 является процессом переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения; и

[0043] Фиг. 11 является последовательностью операций алгоритма управления для переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0044] Для более ясной иллюстрации вышеупомянутых объектов, признаков и преимуществ данного раскрытия сущности изобретения, далее будут подробно описаны варианты осуществления данного раскрытия сущности изобретения в сочетании с чертежами.

[0045] Со ссылкой на фиг. 3, которая показывает структуру микроэнергосистемы согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения, микроэнергосистема включает в себя интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS, PCC-переключатель, модуль сбора напряжений V1 и модуль сбора напряжений V2.

[0046] PCC-переключатель расположен между большой коммерческой энергосистемой и микроэнергосистемой. Модуль сбора напряжений V1 подключен между большой коммерческой энергосистемой и интеллектуальным устройством преобразования аккумулированной энергии PCS. Модуль сбора напряжений V2 подключен между микроэнергосистемой и интеллектуальным устройством преобразования аккумулированной энергии PCS.

[0047] Интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS определяет линейные напряжения большой энергосистемы в режиме реального времени посредством модуля сбора напряжений V1, и вычисляет амплитуды Ugrid, фазы ϕminigrid и частоты fgrid напряжений большой энергосистемы в режиме реального времени; и определяет линейные напряжения микроэнергосистемы в режиме реального времени посредством модуля сбора напряжений V2, и вычисляет амплитуды Uminigrid, фазы ϕminigrid и частоты fminigrid напряжений микроэнергосистемы в режиме реального времени.

[0048] Интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS управляет PCC-переключателем на основе вышеупомянутых определенных напряжений и частот.

[0049] Модуль сбора напряжений имеет аппаратную структуру, показанную на фиг. 4, а модуль сбора напряжений V1 и модуль сбора напряжений V2 имеют одинаковую внутреннюю структуру. Со ссылкой на фиг. 4, модуль сбора напряжений состоит из резистора R1, резистора R2, датчика 1 напряжения и датчика 2 напряжения.

[0050] Интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS имеет структуру, показанную на фиг. 5. Со ссылкой на фиг. 5, интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS включает в себя центральный обрабатывающий блок интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS (такой как DSP) и модуль выпрямителя/ инвертора трехфазной цепи. Центральный обрабатывающий блок интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS включает в себя модуль сбора данных, контроллер определения напряжений энергосистемы, контроллер определения разности фаз, контроллер PCC-переключателя и систему управления аккумуляторной батареей.

[0051] Способ согласно данному раскрытию сущности изобретения реализует процессы подключения и отключения для переключения между микроэнергосистемой и энергосистемой посредством микроэнергосистемы, показанной на фиг. 3-5.

[0052] Сначала, описан процесс отключения для переключения между микроэнергосистемой и энергосистемой. Со ссылкой на фиг. 6, процесс отключения включает в себя следующие этапы S61-S63.

[0053] На этапе S61, первый модуль сбора напряжений собирает значения соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений, причем первый модуль сбора напряжений является модулем сбора напряжений V1 на фиг. 3.

[0054] На этапе S62, PCS определяет коэффициент потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения, и подсчитывает суммарное количество случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение.

[0055] На этапе S63, PCS оценивает, является ли суммарное количество случаев большим, чем порог, и, в случае, когда суммарное количество случаев является большим, чем порог, обеспечивает режим управления напряжением-частотой V/F, т.е., режим с использованием амплитуд напряжений и частот в качестве объектов управления, и запускают выключение PCC-переключателя для реализации состояния отключения между микроэнергосистемой и энергосистемой.

[0056] В способе согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения, выходной коэффициент заполнения PWM вычисляют посредством способа, в котором модулирующий сигнал точно задан, что может обеспечить то, что интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS быстро создаст амплитуды опорного напряжения и частоты во время V/F-управления, и что распределенный источник электропитания микроэнергосистемы будет работать надежно в процессе переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы.

[0057] Со ссылкой на фиг. 7, которая показывает последовательность операций переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, эта последовательность операций включает в себя:

[0058] сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений;

[0059] определение, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения, и подсчет суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение; и

[0060] оценку, посредством PCS, является ли суммарное количество случаев большим, чем первый порог, и, в случае, когда суммарное количество случаев является большим, чем первый порог, выполнение V/F-переключения и запуска отключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

[0061] Коэффициент потерь является отношением разности между текущим значением напряжения и стандартным значением напряжения, к стандартному значению.

[0062] Предпочтительно, предварительно заданное значение изменяется от 12% до 18%, а количество случаев изменяется от 4 до 8.

[0063] Предпочтительно, предварительно заданное значение равно 15%, и количество случаев равно 5.

[0064] Подробный процесс функционирования включает в себя следующие этапы S11-S12.

[0065] На этапе S11, первый модуль сбора напряжений собирает линейные напряжения большой энергосистемы в режиме реального времени, причем отсчет N равен 0 в этот момент.

[0066] На этапе S12, значения действующих напряжений большой энергосистемы, т.е., UA, UB и UC, вычисляют в режиме реального времени.

[0067] На этапе S13, определяют, имеет ли любое из трех фазных напряжений, т.е., UA, UB и UC, падение амплитуды, большее, чем 15%, и, в случае, когда любое из трех фазных напряжений, т.е., UA, UB и UC, имеет падение амплитуды, большее, чем 15%, отсчет N увеличивают с размером шага, равным 1.

[0068] На этапе S14, в случае, когда N является большим, чем 5 (что является первым порогом), интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS выполняет управление переключением от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, т.е., начинает V/F-управление и выдает управляющий сигнал открывания PCC-переключателя, для реализации плавного переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы. В случае, когда N является меньшим, чем 5, интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS не выполняет переключение от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, и остается функционирующим в режиме подключения к энергосистеме. В случае, когда ни одно из трех фазных напряжений, т.е., UA, UB и UC, не имеет падения амплитуды, большего, чем 15%, начинают повторное обнаружение.

[0069] В переключении от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, чрезмерно низкое предварительно заданное значение и порог могут увеличить чувствительность системы, но уменьшить стабильность системы. Чрезмерно высокое предварительно заданное значение и порог могут увеличить стабильность системы, но уменьшить динамическую реакцию системы.

[0070] В экспериментальных процессах, в случае, когда порог устанавливают равным менее, чем 12%, микроэнергосистема является очень чувствительной при обнаружении изменений параметров любого из трех фазных напряжений, т.е., UA, UB и UC. Другие случаи, такие как увеличение количества нагрузок и включение емкостных устройств могут привести к повторению временных падений напряжений энергосистемы, что может привести к частому переключению переключателя подключения к энергосистеме/отключения от энергосистемы для микроэнергосистемы, ненормальной электрической эксплуатации нагрузок, снижению отказоустойчивости системы и уменьшению стабильности микроэнергосистемы.

[0071] В экспериментальных процессах, в случае, когда порог установлен большим, чем 18%, стабильность микроэнергосистемы увеличивается, но чувствительность к изменениям системных параметров уменьшается. Это может привести к запаздыванию системы в обнаружении изменений напряжений энергосистемы и неисправности в инверторах устройств микроэнергосистемы, что может привести к неисправности в микроэнергосистеме.

[0072] Таким образом, предварительно заданное значение устанавливают равным 15% согласно экспериментальным данным и всестороннему анализу, и оно может удовлетворить требование чувствительности микроэнергосистемы к изменениям параметров и обеспечивать динамическую реакцию на изменения параметров. Также, оно может удовлетворить требование стабильности микроэнергосистемы.

[0073] Далее необходимо сделать ссылку на фиг. 8, которая показывает блок-схему алгоритма управления для переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения. В вышеупомянутом варианте осуществления, выходной коэффициент заполнения PWM вычисляют посредством способа, в котором модулирующий сигнал точно задан, что обеспечивает то, что интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS быстро создает амплитуды опорного напряжения и частоты во время V/F-управления, и что распределенный источник электропитания работает надежно в процессе переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы. Далее необходимо сделать ссылку на фиг. 9, которая показывает график моделирования переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы, согласно варианту осуществления данного раскрытия сущности изобретения. Из модулирующих экспериментов можно увидеть, что импульс тока является малым при переключении у точки перехода через ноль, что обеспечивает, таким образом, плавное переключение от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы.

[0074] Вышеупомянутые варианты осуществления подробно описывают процесс переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы. Нижеследующие варианты осуществления описывают процесс переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме. Со ссылкой на фиг. 10, которая показывает процесс переключения микроэнергосистемы от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, процесс переключения включает в себя следующие этапы S101-S106.

[0075] На этапе S101, первый модуль сбора напряжений собирает значения напряжений, частот и фаз на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений, а второй модуль сбора напряжений собирает значения напряжений, частот и фаз на стороне микроэнергосистемы, подключенной к второму модулю сбора напряжений.

[0076] Следует отметить, что вышеупомянутые значения фаз относятся к значениям фаз напряжений.

[0077] На этапе S102, PCS регулирует напряжения на стороне микроэнергосистемы, на основе напряжений на стороне энергосистемы, и регулирует частоты на стороне микроэнергосистемы, на основе частот на стороне энергосистемы.

[0078] На этапе S103, PCS сравнивает абсолютное значение разности фаз между фазами на стороне энергосистемы и фазами на стороне микроэнергосистемы, со вторым порогом.

[0079] На этапе S104, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является большим, чем второй порог, фазами на стороне микроэнергосистемы управляют для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий первому диапазону регулирования.

[0080] На этапе S105, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем второй порог, фазами на стороне микроэнергосистемы управляют для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий второму диапазону регулирования.

[0081] На этапе S106, микроэнергосистему переключают в состояние подключения к энергосистеме в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем третий порог.

[0082] Посредством вышеупомянутых этапов регулирования, может быть обеспечено плавное переключение от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме. Вышеупомянутый процесс подробно описан в нижеследующих вариантах осуществления со ссылкой на фиг. 11.

[0083] Во время переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, напряжения, фазы и частоты шины переменного тока микроэнергосистемы должны совпадать с напряжениями, фазами и частотами шины переменного тока большой энергосистемы. Данное раскрытие сущности изобретения реализует быстрые регулирования напряжений, фаз и частот микроэнергосистемы и реализует переключение микроэнергосистемы от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме.

[0084] Перед переключением от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, процесс дополнительно включает в себя: сбор, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений и частот на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений; оценку, посредством PCS, является ли абсолютное значение разности напряжений между напряжениями на стороне энергосистемы и напряжениями на стороне микроэнергосистемы меньшим, чем порог, и является ли абсолютное значение разности частот между частотами на стороне энергосистемы и частотами на стороне микроэнергосистемы меньшим, чем порог, и выполнение операции переключения от состояния подключения к энергосистеме к состоянию отключения от энергосистемы в случае, когда эти абсолютные значения являются меньшими, чем соответствующие пороги. Конкретно, в случае, когда микроэнергосистема функционирует в режиме отключения от энергосистемы, интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS микроэнергосистемы функционирует в режиме управления источника напряжения V/F. Интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS микроэнергосистемы может определять амплитуды Uminigrid, фазы ϕminigrid и частоты fminigrid напряжений микроэнергосистемы в режиме реального времени посредством модуля сбора напряжений V2. В случае, когда большая энергосистема возобновляет обслуживание после нарушения электроснабжения, интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS определяет амплитуды Ugrid, фазы ϕgrid и частоты fgrid напряжений большой энергосистемы.

[0085] Поскольку различия в амплитудах и различия в частотах между микроэнергосистемой и большой энергосистемой являются, относительно, малыми при управлении посредством интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS, напряжения и частоты микроэнергосистемы можно устанавливать точно. Сначала, опорное напряжение Uref V/F-управления интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS микроэнергосистемы устанавливают равным Ugrid, а амплитуды напряжений Uminigrid микроэнергосистемы устанавливают равными Ugrid. Затем, опорное напряжение fref V/F-управления интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS микроэнергосистемы устанавливают равным fgrid, а частоты напряжений fminigrid микроэнергосистемы устанавливают равными fgrid. Поскольку разность фаз между микроэнергосистемой и большой энергосистемой является относительно большой, фазы микроэнергосистемы регулируют.

[0086] Предпочтительно, второй порог равен 0,5235, первый диапазон регулирования находится в пределах от 0,1 до 0,2, а второй диапазон регулирования находится в пределах от 0,01 до 0,02.

[0087] Процесс переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме дополнительно включает в себя переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме в случае, когда оценено, что абсолютное значение удовлетворяет этому требованию. Процесс переключения микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме включает в себя: отправку управляющего сигнала к PCC-переключателю и переключение на PCC-переключателе для соединения энергосистемы с микроэнергосистемой посредством PCC-переключателя, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является меньшим, чем третий порог, равный 0,087.

[0088] Конкретно, вычисляют разность фаз Δϕ между микроэнергосистемой и большой энергосистемой. Случай, когда Δϕ является большей, чем 0, указывает на то, что микроэнергосистема отстает от большой энергосистемы, и значение ϕminigrid должно быть уменьшено посредством интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS. Случай, когда Δϕ является меньшей, чем 0, указывает на то, что микроэнергосистема опережает большую энергосистему, и значение ϕminigrid должно быть увеличено посредством интеллектуального устройства преобразования аккумулированной энергии PCS. Поскольку значение ошибки Δϕ может быть большим, точное регулирование значения Δϕ может привести к импульсу тока. В случае, когда │Δϕ│ является большим, чем 0,5235 (что соответствует углу, равному 30 градусам), соответствующее значение микроэнергосистемы равно ϕminigrid±γ₁│Δϕ│. В случае, когда │Δϕ│ является меньшим, чем 0,5235 (что соответствует углу, равному 30 градусам), соответствующее значение микроэнергосистемы равно ϕminigrid±γ₂│Δϕ│, где γ₁>γ₂, γ₁ обычно изменяется от 0,1 до 0,2, а γ₂ обычно изменяется от 0,01 до 0,02. В случае, когда │Δϕ│ является меньшим, чем 0,087 (что соответствует углу, равному 5 градусам), фазы микроэнергосистемы не регулируют, и интеллектуальное устройство преобразования аккумулированной энергии PCS выдает управляющий сигнал закрывания PCC-переключателя для реализации переключения микроэнергосистемы от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме.

[0089] Предпочтительно, второй порог равен 0,5235, первый диапазон регулирования находится в пределах от 0,1 до 0,2, а второй диапазон регулирования находится в пределах от 0,01 до 0,02.

[0090] В процессе переключения от состояния отключения от энергосистемы к состоянию подключения к энергосистеме, чрезмерно большие шаги поиска в пределах диапазонов порогов могут уменьшить точность системы, но увеличить скорость реакции системы. Чрезмерно малые шаги поиска в пределах диапазонов порогов могут уменьшить скорость реакции системы, но увеличить точность системы.

[0091] В экспериментальных процессах, в случае, когда разность фаз является большей, чем второй порог 0,5235 (что соответствует углу, равному 30 градусов), шаг поиска γ₁ выбирают в диапазоне от 0,1 до 0,2 (что соответствует углу от 5,7 до 11,4 градусов). В случае, когда разность фаз является большей, чем 30 градусов, обеспечивают быструю реакцию системы. В случае, когда γ₁ является меньшим, чем 0,1, скорость уменьшения разности фаз уменьшается, и соответствующая скорость отслеживания микроэнергосистемой фазы большой энергосистемы уменьшается. Таким образом, скорость реакции микроэнергосистемы уменьшается. В случае, когда γ₁ является большим, чем 0,2, скорость уменьшения разности фаз увеличивается, и соответствующая скорость отслеживания микроэнергосистемой фазы большой энергосистемы увеличивается. Таким образом, скорость реакции микроэнергосистемы уменьшается. Однако, точность отслеживания уменьшается, что может легко привести к превышению диапазона порога и шоковому воздействию на систему. В случае, когда разность фаз является меньшей, чем 30 градусов, целью является обеспечение точности отслеживания системой. В случае, когда γ₂ является большим, чем 0,02, скорость уменьшения разности фаз увеличивается, и соответствующая скорость отслеживания микроэнергосистемой фазы большой энергосистемы увеличивается. Таким образом, скорость реакции микроэнергосистемы увеличивается, но точность отслеживания уменьшается. В случае, когда γ₂ является меньшим, чем 0,01, скорость уменьшения разности фаз уменьшается, и соответствующая скорость отслеживания микроэнергосистемой фазы большой энергосистемы уменьшается. Таким образом, точность отслеживания увеличивается, для обеспечения стабильного функционирования системы.

[0092] Таким образом, предварительно заданный порог устанавливают равным 0,5235 согласно экспериментальным данным и всестороннему анализу. В случае, когда предварительно заданный порог является большим, чем 0,5235, γ₁ изменяется от 0,1 до 0,2, а γ₂ изменяется от 0,01 до 0,02, что может удовлетворять требованию по чувствительности микроэнергосистемы к изменениям параметров и по обеспечению динамической реакции на изменения параметров. Также, это может удовлетворять требованию по стабильности микроэнергосистемы.

[0093] PCS запускает выключение PCC-переключателя на основе количества коэффициентов потерь соответствующих фазных напряжений, собранных посредством первого модуля сбора напряжений, на стороне энергосистемы.

[0094] Данное раскрытие сущности изобретения дополнительно обеспечивает систему плавного переключения для микроэнергосистемы, которая включает в себя:

[0095] первый блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений;

[0096] блок сравнения, выполненный с возможностью определения, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения, и подсчета суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение; и

[0097] первый блок управления, выполненный с возможностью оценки, посредством PCS, является ли это суммарное количество большим, чем порог, и, в случае, когда суммарное количество является большим, чем порог, выполнения V/F-переключения и запуска выключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

[0098] Предпочтительно, система дополнительно включает в себя:

[0099] второй блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений; и

[00100] второй блок управления, выполненный с возможностью управления PCS для запуска, на основе значений электрических сигналов, собранных посредством первого модуля сбора напряжений и второго модуля сбора напряжений, включения PCC-переключателя, подключенного к PCS.

[00101] С использованием способа и системы согласно данному раскрытию сущности изобретения, PCC-переключателем между энергосистемой и микроэнергосистемой управляют посредством выключения или включения, на основе сравнения напряжений на стороне энергосистемы. Скорость управления является высокой, а импульс тока является малым.

[00102] Приведенное выше является только предпочтительными вариантами осуществления данного раскрытия сущности изобретения и никоим образом не должно быть интерпретировано в качестве ограничения формы данного раскрытия сущности изобретения. Хотя данное раскрытие сущности изобретения описано посредством приведенных выше предпочтительных вариантов осуществления, предпочтительные варианты осуществления не должны быть использованы для ограничения данного раскрытия сущности изобретения. Специалистами в данной области техники могут быть выполнены различные изменения и модификации технических решений данного раскрытия сущности изобретения, согласно приведенному выше способу и техническому содержанию, в пределах принципа и объема данного раскрытия сущности изобретения. Альтернативно, технические решения данного раскрытия сущности изобретения могут быть модифицированы в эквивалентных вариантах осуществления. Таким образом, любые простые изменения, эквиваленты и модификации, которые не выходят за рамки технических решений данного раскрытия сущности изобретения, также считаются попадающими в пределы объема правовой охраны технических решений данного раскрытия сущности изобретения.

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение плавного переключения с малыми импульсами тока при отключении от энергосистемы. Представлены система и способ плавного переключения для микроэнергосистемы. Способ включает в себя этапы: сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений различных фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к нему; определение, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения и подсчет суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь различных фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение; и если PCS оценивает, что значение этого суммарного количества является большим, чем пороговое значение, то выполнение V/F-переключения и одновременно запуск разъединения PCC-переключателя между энергосистемой, подключенной к нему, и микроэнергосистемой. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ плавного переключения для микроэнергосистемы, включающий в себя:

сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, причем первый модуль сбора напряжений подключен к стороне энергосистемы;

определение, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения на основе значения фазного напряжения, собранного посредством первого модуля сбора напряжений, и подсчет суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение, причем стандартное значение является известным значением; и

оценку, посредством PCS, является ли это суммарное количество случаев большим, чем первый порог, и в случае, когда суммарное количество случаев является большим, чем первый порог, выполнение V/F-переключения и запуска выключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

2. Способ по п. 1, в котором коэффициент потерь является

отношением разности между текущим значением напряжения и стандартным значением к стандартному значению,

причем предварительно заданное значение изменяется в диапазоне от 12 до 18%, а количество случаев изменяется в диапазоне от 4 до 8.

3. Способ по п. 2, в котором предварительно заданное значение равно 15% и количество случаев равно 5.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме, причем переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме включает в себя:

сбор, посредством первого модуля сбора напряжений, значений напряжений, частот и фаз на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений; сбор, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений, частот и фаз на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений;

регулирование, посредством PCS, напряжений на стороне микроэнергосистемы на основе напряжений на стороне энергосистемы и регулирование частот на стороне микроэнергосистемы на основе частот на стороне энергосистемы;

сравнение, посредством PCS, абсолютного значения разности фаз между фазами на стороне энергосистемы и фазами на стороне микроэнергосистемы со вторым порогом;

управление фазами на стороне микроэнергосистемы для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий первому диапазону регулирования, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является большим, чем второй порог;

управление фазами на стороне микроэнергосистемы для обеспечения опережения или отставания по фазе на угол, соответствующий второму диапазону регулирования, в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем второй порог, и

переключение микроэнергосистемы в состояние подключения к энергосистеме в случае, когда оценено, что абсолютное значение является равным или меньшим, чем третий порог.

5. Система плавного переключения для микроэнергосистемы, содержащая:

первый блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством первого модуля сбора напряжений, значений соответствующих фазных напряжений на стороне энергосистемы, подключенной к первому модулю сбора напряжений;

блок сравнения, выполненный с возможностью определения, посредством PCS, коэффициента потерь текущего значения напряжения каждого из фазных напряжений относительно стандартного значения и подсчета суммарного количества случаев, когда коэффициенты потерь соответствующих фазных напряжений являются меньшими, чем предварительно заданное значение; и

первый блок управления, выполненный с возможностью оценки, посредством PCS, является ли это суммарное количество большим, чем порог, и в случае, когда суммарное количество является большим, чем порог, выполнения V/F-переключения и запуска выключения PCC-переключателя между энергосистемой и микроэнергосистемой.

6. Система по п. 5, дополнительно содержащая:

второй блок сбора, выполненный с возможностью сбора, посредством второго модуля сбора напряжений, значений напряжений на стороне микроэнергосистемы, подключенной ко второму модулю сбора напряжений, и

второй блок управления, выполненный с возможностью управления PCS для запуска, на основе значений электрических сигналов, собранных посредством первого модуля сбора напряжений и второго модуля сбора напряжений, включения PCC-переключателя, подключенного к PCS.