一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统.pdf

本发明提供了一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统，其包括：微电网母线、一次系统、二次系统；其中，微电网母线通过接触器和断路器与380V电网相连接；一次系统包括光伏发电系统、储能系统、负荷设备；光伏发电系统和储能系统通过接触器和断路器与微电网母线相连接；负荷设备通过接触器和断路器与光伏发电系统、或储能系统、或电网相连接；二次系统为主控硬件可编程的微电网孤岛检测系统，其包括：中央处理器模块，其接收光伏发电系统和储能系统发送的孤岛报警信号，根据接收的信号触发指令；通信模块，其将光伏发电系统和储能系统发出的孤岛报警信号传输至中央处理器模块并下达通信控制指令；数字量输入模块；数字量输出模块；模拟量输入模块；模拟量输出模块。

权利要求书1.  一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统，所述用户侧微电网系统包括：微电网母线、一次系统、二次系统；其特征在于，所述微电网母线通过接触器和断路器与380V电网相连接；所述一次系统包括光伏发电系统、储能系统、负荷设备；所述光伏发电系统和所述储能系统通过接触器和断路器与所述微电网母线相连接；所述负荷设备通过接触器和断路器与所述光伏发电系统、或所述储能系统、或电网相连接；所述二次系统为主控硬件可编程的微电网孤岛检测系统，其包括：中央处理器模块，其接收光伏发电系统和储能系统发送的孤岛报警信号，根据接收的信号触发指令；通信模块，其将光伏发电系统和储能系统发出的孤岛报警信号传输至中央处理器模块并下达通信控制指令；数字量输入模块，其采集所有断路器状态；数字量输出模块，其输出继电器控制信号；模拟量输入模块，其采集光照强度；模拟量输出模块，其为备用输出。2.  根据权利要求1所述的用户侧微电网系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括光伏电池板、光伏直流配电箱、光伏逆变器，所述光伏电池板与所述光伏直流配电箱相连，所述光伏直流配电箱与所述光伏逆变器相连接。3.  根据权利要求1所述的用户侧微电网系统，其特征在于，所述储能系统包括锂电池组与储能双向变流器，串联后的所述锂电池组与所述储能 双向变流器相连接。4.  根据权利要求1-3之一所述的用户侧微电网系统，其特征在于，所述负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载，所述灯泡组、所述负载箱、所述电动机和所述电子负载均各自通过断路器和接触器，与所述光伏电池板、或所述锂电池组、或电网相连接。

说明书一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统
技术领域
本发明属于微电网孤岛检测技术领域，具体涉及一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统。
背景技术
微电网有并网运行和孤岛运行两种状态。孤岛的发生不仅会导致电力系统设备损坏，严重时还会出现威胁电力系统维修人员的生命安全等一系列问题。因此，光伏并网发电系统必须具备孤岛检测功能，以保证电网的安全运行。
到目前为止，已经发展了多种基于分布式电源的孤岛检测法。在电网侧使用数据采集与监视控制系统或载波通信的方式检测配网各个继电器的工作状态最直接，此法没有检测盲区，但经济代价过高，实用性差。因此，绝大部分研究都集中在逆变器侧的主动和被动检测法。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统，该系统对开展微电网系统监测和控制方面的研究具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明提供了一种能进行孤岛检测的用户侧微电网系统，该用户侧微电网系统包括：微电网母线、一次系统、二次系统；
其中，微电网母线通过接触器和断路器与380V电网相连接；
一次系统包括光伏发电系统、储能系统、负荷设备；光伏发电系统和储能系统通过接触器和断路器与所述微电网母线相连接；负荷设备通过接 触器和断路器与光伏发电系统、或储能系统、或电网相连接；
二次系统为主控硬件可编程的微电网孤岛检测系统，其包括：
中央处理器模块，其接收光伏发电系统和储能系统发送的孤岛报警信号，根据接收的信号触发指令；
通信模块，其将光伏发电系统和储能系统发出的孤岛报警信号传输至中央处理器模块并下达通信控制指令；
数字量输入模块，其采集所有断路器状态；
数字量输出模块，其输出继电器控制信号；
模拟量输入模块，其采集光照强度；
模拟量输出模块，其为备用输出。
本发明的工作原理如下：光伏发电系统和储能系统具有孤岛检测能力，在孤岛运行时会产生报警信号。微电网孤岛检测系统通过通信模块实时采集光伏系统和储能系统运行状态，并通过CPU模块对报警信号进行分析。若无报警信号，则证明系统运行正常，无孤岛发生；若有孤岛信号，则确定孤岛发生的具体位置，并采取相应的控制策略。
本发明建立适用于用户侧微电网的孤岛检测系统，可实时监控光伏发电系统、储能系统和负荷设备的实时运行状态；同时，CPU模块通过分析报警信号，能够迅速确定孤岛发生的位置，并采取相应的控制策略。因而对开展微电网系统安全、稳定地运行有重要工程应用价值。
根据本发明另一具体实施方式，光伏发电系统包括光伏电池板、光伏直流配电箱、光伏逆变器，光伏电池板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱与光伏逆变器相连接。
根据本发明另一具体实施方式，储能系统包括锂电池组与储能双向变流器，串联后的锂电池组与储能双向变流器相连接。
根据本发明另一具体实施方式，负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动 机和电子负载，灯泡组、负载箱、电动机和电子负载均各自通过断路器和接触器，与光伏电池板、或锂电池组、或电网相连接。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明建立适用于用户侧微电网的孤岛检测系统，可实时监控光伏发电系统、储能系统和负荷设备的实时运行状态；同时，CPU模块通过分析报警信号，能够迅速确定孤岛发生的位置，并采取相应的控制策略。因而对开展微电网系统安全、稳定地运行有重要工程应用价值。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是实施例1的用户侧微电网系统结构图；
图2是实施例1中，二次系统的架构图。
具体实施方式
实施例1
图1是本实施例中能进行孤岛检测的用户侧微电网系统的结构图。参照图1所示，本实施例的用户侧微电网系统包括微电网母线、一次系统、与二次系统。
其中，微电网母线通过接触器和断路器与380V电网相连接；
一次系统包括：光伏发电系统、储能系统和负荷设备。
光伏发电系统和储能系统通过接触器和断路器与微电网母线相连接；微电网母线通过接触器和断路器380V电网相连接；负荷设备通过接触器和断路器与光伏发电系统或储能系统相连接。
光伏发电系统中光伏电池板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱与光伏逆变器相连接；储能系统中串联后的锂电池组与储能双向变流器相连接；负荷设备中灯泡组、负载箱、电动机和电子负载均各自通过一个断 路器和一个接触器与光伏板或锂电池组或电网相连接。
二次系统是主控硬件可编程的微电网孤岛检测系统，包括具有数据处理能力的中央处理器模块、通信模块、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出。
图2是本实施例中，二次系统的架构图。
参照图2所示，二次系统是主控硬件可编程的微电网孤岛检测系统，包括中央处理器CPU模块、通信模块、数字量输入DI模块、数字量输出DO模块、模拟量输入AI模块、模拟量输出AO模块。
CPU模块接收光伏发电系统和储能系统发送的孤岛报警信号，根据接收的信号触发指令；通信模块从光伏发电系统和储能系统采集数据并下达通信控制指令；数字量输入DI模块采集所有断路器状态；数字量输出DO模块输出继电器控制信号；模拟量输入AI模块采集光照强度信号；模拟量输出AO模块为备用输出。
本实施例中，相关配置如下：
CPU模块：例如PC3486(PLC型号)：含串行通讯标准RS232接口，程序配置Modbus RTU(Remote Terminal Unit)从站，接收光伏发电系统和储能系统发送的孤岛报警信号，根据接收的信号触发指令。
通信模块：例如型号IF1030，串行通讯标准RS485接口，程序配置Modbus RTU主站，将光伏发电系统和储能系统发出的孤岛报警信号传输至CPU模块并下达通信控制指令。
数字量输入DI模块2个：例如型号DI9371，12路数字输入，24Vdc，采集所有断路器状态。
数字量输出DO模块2个：例如型号DO9322，12路数字输出，24Vdc\0.5A，输出继电器控制信号。
模拟量输入AI模块：例如型号AI4622，4路模拟输入，可自定义为±10V或0-20mA，采集光照强度。
模拟量输出AO模块：例如型号AO4622，4路模拟输出，可自定义为±10V或0-20mA，备用输出。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。