專利名稱：基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置及其調(diào)度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布式能源發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置及 其調(diào)度控制方法。
背景技術(shù)：
分布式能源發(fā)電裝置是分散的小功率電源，可由化石能源或可再生能源發(fā)電，目 前主要利用可再生能源發(fā)電，例如風(fēng)力、光伏、水力等資源。將分布式電源、負(fù)荷、儲能裝置 及控制單元等集成為一個可控的單元，使之既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可在電網(wǎng)故障或 任何需要時與主網(wǎng)斷開單獨(dú)運(yùn)行，則稱該可控單元為微電網(wǎng)，亦稱微型電網(wǎng)或微網(wǎng)。完善的 微型電網(wǎng)需要設(shè)計(jì)靈活的控制策略，可以單獨(dú)運(yùn)行，也可并網(wǎng)運(yùn)行，并且并網(wǎng)運(yùn)行時與電網(wǎng) 的功率交換可控，并服從電網(wǎng)調(diào)度。現(xiàn)有技術(shù)中的分布式電源的應(yīng)用方式分為三種大功率并網(wǎng)、小功率并網(wǎng)和獨(dú)立 運(yùn)行。我國大功率的分布式電源發(fā)展迅速，如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和水力發(fā)電、垃圾發(fā)電等。 大功率分布式電源以可再生能源電源為主，功率較大，運(yùn)行投資費(fèi)用很高，一般以最大功率 輸出方式并網(wǎng)運(yùn)行，給電網(wǎng)調(diào)度帶來一定難度。一些小功率并網(wǎng)運(yùn)行分布式電源，其運(yùn)行不受電網(wǎng)調(diào)度控制，給配電網(wǎng)運(yùn)行方式、 保護(hù)配置、電量計(jì)量等帶來很多不便，所以不為供電部門支持，應(yīng)用也受到限制。獨(dú)立運(yùn)行或戶用的分布式能源發(fā)電裝置一般功率較小。以風(fēng)光水等可再生能源 發(fā)電為例，電能利用方式采用單獨(dú)的風(fēng)電控制器、光伏控制器、微水發(fā)電控制器或風(fēng)光互補(bǔ) 控制器。這類裝置配置儲能系統(tǒng)，一般采用蓄電池儲能，單機(jī)運(yùn)行，常用于電網(wǎng)沒有到達(dá)或 者可再生能源非常豐富的區(qū)域。在電網(wǎng)供電區(qū)域，雖然有儲能裝置，但是由于能源的不確定 性，無法保證供電的可靠性和持續(xù)性，只能用于特定負(fù)載，應(yīng)用也受到限制。不間斷電源設(shè)備(Uninterruptible Power Supply, UPS)是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而 發(fā)展起來的一種電源系統(tǒng)，目前已應(yīng)用到醫(yī)療、通信、網(wǎng)絡(luò)中心等多個領(lǐng)域，而且越來越多 的尖端設(shè)備依賴于UPS的保護(hù)。UPS的基本功能是當(dāng)市電電源發(fā)生故障時，不間斷地為用戶 設(shè)備提供符合規(guī)定的交流電源。當(dāng)市電電源停電時，UPS轉(zhuǎn)換為由蓄電池供電的工作方式， 在規(guī)定時間內(nèi)向用戶設(shè)備供電。當(dāng)市電正常時，UPS采用電力電子技術(shù)，將市電電源進(jìn)行適 當(dāng)?shù)淖儞Q和調(diào)節(jié)，從而抑制市電電源的各種干擾，為負(fù)載提供高質(zhì)量的交流電源。根據(jù)國際 標(biāo)準(zhǔn)IEC62040-3和國標(biāo)GB7260，單機(jī)UPS可分為雙變換UPS(doubleconversion UPS)、冷備 用 UPS (passive standby UPS)和市電交互 UPS (line interactive UPS)三種類型。UPS 由 整流、儲能、逆變和切換開關(guān)等幾部分組成。市電通過整流后變?yōu)橹绷麟姙閮δ懿糠止╇姡?市電異常時，通過逆變將儲能部分的電能轉(zhuǎn)換為交流電向負(fù)荷供電；根據(jù)UPS的工作類型， 負(fù)荷供電在逆變輸出和市電之間通過切換開關(guān)切換。小功率分布式電源采用電力電子技術(shù)，一般包括整流、儲能、逆變和開關(guān)切換等部 分，與UPS結(jié)構(gòu)類似。如果將分布式電源、微電網(wǎng)和UPS三種技術(shù)結(jié)合起來，在微電網(wǎng)的統(tǒng) 一調(diào)度下，將分布式電源所發(fā)電能，按照UPS的工作方式向負(fù)荷供電，必將提高小功率分布
5式電源的可用性，也不會影響電網(wǎng)調(diào)度?，F(xiàn)有技術(shù)提出了一種由光伏電源、儲能、逆變、切換開關(guān)及控制回路組成的供電系 統(tǒng)，其特點(diǎn)是僅利用光伏電源向儲能系統(tǒng)供電或通過逆變向負(fù)載供電或通過逆變并入配電 網(wǎng)發(fā)電，沒有涉及分布電源調(diào)度問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提高分布式電源的可用性，增強(qiáng)用戶供電可靠性，節(jié) 約能耗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，包括至少一組儲能組件，與直流母線和調(diào)度控制母線相連接；分布電源組件，與所述直流母線和調(diào)度控制母線相連接，用于將能源轉(zhuǎn)化為電能， 將所述電能轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直流電并輸出至直流母線；至少一個逆變模塊，與所述直流母線、交流母線以及調(diào)度控制母線相連接，用于將 所述直流母線的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鲋两涣髂妇€，逆變模塊將直流母線承載的直流 電逆變輸出為交流電；交直流負(fù)荷模塊，包括若干與所述直流母線連接的直流負(fù)荷單元和/或與交流母 線連接的交流負(fù)荷單元；調(diào)度控制模塊，與所述調(diào)度控制母線相連接，用于接收所述儲能組件、分布電源組 件和逆變模塊發(fā)送的工作狀態(tài)報告，對所述儲能組件、分布電源組件和逆變模塊的工作狀 態(tài)進(jìn)行控制；其中，所述儲能組件包括相連接的儲能載體和儲能功率單元，所述儲能載體包括鉛酸蓄電池、鋰電池或飛 輪儲能；所述儲能功率單元用于對儲能載體進(jìn)行充放電管理，與直流母線和調(diào)度控制母線 相連接。所述分布電源組件包括分布式電源單元，用于將能源轉(zhuǎn)換為電能；電源功率單元，其連接于所述分布式電源單元，用于將轉(zhuǎn)換的所述電能轉(zhuǎn)化為電 壓、電流和功率可控的直流電，并將所述電壓、電流和功率可控的直流電輸出至直流母線。所述交直流負(fù)荷模塊還包括連接所述交流負(fù)荷單元的交流負(fù)荷控制單元，連接所 述直流負(fù)荷單元的直流負(fù)荷控制單元，交流母線和市電母線。還包括市電充電模塊，與所述直流母線和市電母線相連接，用于當(dāng)所述分布式電 源組件供電不足且所述儲能組件的荷電不足時，將市電轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直 流電。還包括同步信號發(fā)生器，與市電母線相連接所述市電充電模塊包括功率單元，用于將市電進(jìn)行降壓處理并輸出電壓功率可控的直流電。所述調(diào)度控制模塊包括
6
與所述調(diào)度控制母線相連接的調(diào)度控制器和備用控制器。為此，本發(fā)明還提供了一種不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，包括儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊、逆變模塊以及調(diào)度控制模塊上電初始 化，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊和 逆變模塊的工作狀態(tài)，收到開機(jī)指令后，若所述工作狀態(tài)滿足逆變條件至少一個分布電源 組件或市電充電模塊正常、至少一個儲能組件正常且至少一個逆變模塊正常，則所述調(diào)度 控制模塊控制分布電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)滿 足儲能條件至少一個分布電源組件或市電充電模塊正常、至少一個儲能組件正常且所有 逆變模塊不正常，則所述調(diào)度控制模塊控制分布電源組件、儲能組件進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)，同 時將所述逆變模塊停止運(yùn)行。所述控制分布電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)包括控制啟動 就緒分布電源組件，就緒儲能組件，啟動逆變模塊，將所述逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母 線?？刂品植茧娫唇M件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)包括啟動就緒分布 電源組件，就緒儲能組件，將所述逆變模塊停止運(yùn)行，將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至市 電，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)。所述進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組 件、分布電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)仍滿足逆變條 件，則判斷直流母線電壓是否越限，是則依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)所述分布電源組件 的發(fā)電功率；若所述工作狀態(tài)不滿足逆變條件但滿足儲能運(yùn)行條件，則停機(jī)運(yùn)行的逆變模 塊，將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至市電。若所述直流母線電壓越限，則還包括依既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)所述儲能組件 的充電功率，根據(jù)所述既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度交直流負(fù)荷模塊，根據(jù)所述既定優(yōu)先級調(diào) 度策略調(diào)度逆變模塊的輸出功率。所述進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢并記錄 所述儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)滿足 逆變條件，則依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依照既定調(diào)度策略 調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率，根據(jù)優(yōu)先級調(diào)度交直流負(fù)荷模塊，根據(jù)優(yōu)先級調(diào)度逆變模塊的 輸出功率，啟動逆變模塊，將逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若所 述工作狀態(tài)不滿足逆變條件，則判斷直流母線電壓是否越限，是則依既定優(yōu)先級調(diào)度策略 調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率；若收到 停機(jī)指令，則停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件和儲能組件，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)異常， 則停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件和儲能組件，進(jìn)入故障狀態(tài)。還包括若所述工作狀態(tài)滿足分布電源組件或市電充電組件、儲能組件以及逆 變模塊都不正常，則所述調(diào)度控制模塊控制分布電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入故障 狀態(tài)。所述進(jìn)入故障狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、 分布電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若收到停機(jī)指令，則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；
7若所述工作狀態(tài)滿足逆變條件，則啟動就緒分布電源組件，啟動就緒儲能組件，啟動就緒逆 變模塊，將逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若滿足儲能運(yùn)行條件， 則啟動就緒分布電源組件，啟動就緒儲能組件，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)。(三)有益效果本發(fā)明提供的不間斷電源裝置及其調(diào)度控制方法將分布式電源、微電網(wǎng)和不間斷 電源三種裝置整合在一起，通過微電網(wǎng)調(diào)度分布式電源，能夠提高分布式電源可用性，增加 用戶供電可靠性并節(jié)能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的儲能組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的蓄電池結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的定功率調(diào)節(jié)模式示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的定電壓調(diào)節(jié)模式示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的定電流調(diào)節(jié)模式示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)能分布電源組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的市電充電模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的全控橋式逆變和變壓器升壓結(jié)構(gòu)的逆變模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)度控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的逆變運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的儲能運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的故障狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。圖中，1 儲能組件；11 儲能載體；12 儲能功率單元；2 分布電源組件；21 分布 式電源單元；22 電源功率單元；3 逆變模塊；4 交直流負(fù)荷模塊；41 交流負(fù)荷單元；42 交流負(fù)荷控制單元；43 直流負(fù)荷單元；44 直流負(fù)荷控制單元；5 調(diào)度控制模塊；51 調(diào)度 控制器；52 備用控制器；6 市電充電模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí) 施例包括儲能組件1、分布電源組件2、逆變模塊3，交直流負(fù)荷模塊4和調(diào)度控制模塊5。其中儲能組件1與直流母線和調(diào)度控制母線相連接，用于儲能載體數(shù)據(jù)監(jiān)測，儲 存電能并對該電能進(jìn)行充放電管理；分布電源組件2與直流母線和調(diào)度控制母線相連接， 用于將能源轉(zhuǎn)化為電能，將該電能轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直流電并輸出至直流母 線；逆變模塊3與直流母線、交流母線以及調(diào)度控制母線相連接，用于將直流母線的直流電
8逆變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鲋两涣髂妇€；交直流負(fù)荷模塊包括交流母線，直流母線，調(diào)度控制母 線、交流負(fù)荷控制母線、直流負(fù)荷控制母線，與交流母線和交流負(fù)荷控制母線相連接的交流 負(fù)荷單元41，與交流負(fù)荷控制母線和調(diào)度控制母線相連接的交流負(fù)荷控制單元42，與直流 母線和直流負(fù)荷控制母線相連接的直流負(fù)荷單元43，與直流負(fù)荷控制母線和調(diào)度控制母線 相連接的直流負(fù)荷控制單元44;調(diào)度控制模塊5用于通過調(diào)度控制母線接收儲能組件1、分 布電源組件2和逆變模塊3發(fā)送的工作狀態(tài)報告，對儲能組件1、分布電源組件2和逆變模 塊3的開機(jī)、停機(jī)等工作狀態(tài)進(jìn)行控制。本實(shí)施例還可以包括市電充電模塊6，用于當(dāng)分布電源組件2供電不足且儲能組 件1的荷電不足時，向儲能組件1提供電能。根據(jù)本實(shí)施例基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置的容量要求和單臺儲能組件的設(shè)計(jì) 容量的不同，可以設(shè)置一臺或多臺儲能組件。再如圖1所示，儲能組件1包括儲能載體11和 儲能功率單元12。其中儲能載體11可以選擇合適的儲能介質(zhì)，如鉛酸蓄電池、鋰電池和飛 輪儲能等，用于存儲電能。本實(shí)施例的儲能載體11為蓄電池。儲能功率單元12需要按照本 發(fā)明不間斷電源裝置的性能要求、直流母線電壓幅值和儲能載體的類別來設(shè)計(jì)功率回路拓 撲結(jié)構(gòu)和充放電控制策略，對儲能載體11進(jìn)行充放電管理。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例 的儲能組件結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例以安裝一臺儲能組件為例，包括控制單元121、電容(C)、 電感(L)、二極管⑶、開關(guān)器件⑴以及蓄電池⑶；其中蓄電池⑶作為儲能載體，控制單 元121、電容(C)、電感(L)、二極管(D)以及開關(guān)器件(T)組成儲能功率單元；控制單元121 與調(diào)度控制模塊5相連接，用于與調(diào)度控制模塊5進(jìn)行通信，接收調(diào)度控制模塊5的控制指 令，根據(jù)控制指令執(zhí)行開機(jī)或停機(jī)，還可以上傳儲能組件的工作狀態(tài)至調(diào)度控制模塊5。本 實(shí)施例的儲能組件有定電壓和定電流兩種工作模式，以滿足儲能載體工作特性需要。當(dāng)有 多個儲能組件時，可根據(jù)儲能載體的性質(zhì)，設(shè)計(jì)各路儲能組件的優(yōu)先級調(diào)度策略，盡量使充 放電快、儲能容量大的組件優(yōu)先充放電。本實(shí)施例的儲能組件采用降壓電路，設(shè)計(jì)直流母線電壓額定值與蓄電池⑶的額 定電壓相等，當(dāng)直流母線電壓高于蓄電池⑶的電壓時，可以對蓄電池⑶進(jìn)行充電；當(dāng)直 流母線電壓低于蓄電池⑶的電壓時，蓄電池⑶工作于放電狀態(tài)?？刂茊卧?21檢測蓄 電池⑶的電壓電流，并輸出控制信號G對開關(guān)器件⑴的電壓進(jìn)行調(diào)制，將調(diào)制后的電壓 施加至蓄電池(B)，在開關(guān)器件(T)斷開時經(jīng)二極管(D)續(xù)流，電感(L)儲能繼續(xù)向蓄電池 (B)充電，電容(C)維持電壓恒定；控制單元121根據(jù)蓄電池(B)的荷電狀態(tài)實(shí)現(xiàn)恒流、恒 壓等充電過程控制。本實(shí)施例的蓄電池(B)由單體蓄電池經(jīng)過串并聯(lián)連接達(dá)到合適的端電壓和容量。 如圖3所示，為圖2中的蓄電池結(jié)構(gòu)示意圖，單體蓄電池Bll、B12. .. Bln串聯(lián)后與蓄電池 B21、B22. . .B2n并聯(lián)，再與蓄電池Bml、Bm2. . . Bmn并聯(lián)，串并聯(lián)數(shù)量需要在蓄電池電壓幅 值、容量、直流母線電壓和微電源裝置容量之間進(jìn)行均衡設(shè)計(jì)。再如圖1所示，分布電源組件2包括分布式電源單元21及電源功率單元22。本實(shí) 施例的分布式電源單元21是指分散的小功率電源，通過發(fā)電設(shè)備將一次化石能源和可再 生能源轉(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)分布電源組件2得到功率和電壓可控的直流電源。以風(fēng)能為例，利 用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力機(jī)接收到的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。電源功率單元22將分布式電源發(fā)出的 電能轉(zhuǎn)化為輸出電壓、電流和功率可控的直流電，并送至直流母線。本實(shí)施例的分布電源組件有定功率、定電壓和定電流三種工作模式，一般設(shè)置為定功率模式，以滿足調(diào)度控制策略 的需要。根據(jù)分布式電源的功率、容量和運(yùn)行成本，設(shè)計(jì)分布電源的優(yōu)先級調(diào)度策略，在投 入電源或增加電源功率時，優(yōu)先考慮發(fā)電功率大、容量大且運(yùn)行成本低的電源，切除或減小 電源功率時正好相反。電源的優(yōu)先級可以動態(tài)調(diào)整。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例的定功率調(diào)節(jié)模式示意圖；Pg為給定功率，對于分布 電源組件，相當(dāng)于調(diào)度控制模塊期望該分布電源組件發(fā)出的功率，Pf為實(shí)際輸出功率反饋 值，可由分布電源組件輸出端測量得到的輸出電壓u和輸出電流i相乘得到，Pg和Pf經(jīng)PI 調(diào)節(jié)器運(yùn)算后得到給定電流Ig，給定電流Ig與分布電源組件輸出端測量的輸出電流If經(jīng) 第二個PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后得到占空比D，其中輸出電流If由測量瞬時值i經(jīng)運(yùn)算得到，PWM 控制模塊根據(jù)D調(diào)節(jié)開關(guān)器件的開關(guān)，使組件輸出功率達(dá)到給定功率要求。市電充電模塊 的定功率調(diào)節(jié)模式與分布電源組件相同。如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例的定電壓調(diào)節(jié)模式示意圖，其中Ug為給定功率，對于 分布電源組件，相當(dāng)于調(diào)度控制模塊期望該分布電源組件輸出的電壓，Uf為實(shí)際輸出電壓 反饋值，可由分布電源組件輸出端測量得到的的輸出電壓u得到，Uf和u經(jīng)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算 后得到給定電流Ig，給定電流Ig再與分布電源組件輸出端測量得到的輸出電流If經(jīng)第二 個PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后得到占空比D，其中If由測量瞬時值i經(jīng)運(yùn)算得到，PWM控制模塊根據(jù) D調(diào)節(jié)開關(guān)器件的開關(guān)，使組件輸出電壓達(dá)到給定電壓要求。一般分布電源組件不工作于定 電壓調(diào)節(jié)模式。儲能組件經(jīng)常工作于定電壓調(diào)節(jié)模式，以蓄電池為例，當(dāng)蓄電池電壓高于恒 壓充電限值時應(yīng)工作于定電壓調(diào)節(jié)模式，以維持蓄電池電壓在安全范圍內(nèi)。由于常用負(fù)載 都是定電壓工作，所以逆變模塊一般采用定電壓調(diào)節(jié)模式。如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例的定電流調(diào)節(jié)模式示意圖，以分布電源組件為例，給 定電流Ig和分布電源組件輸出端測量得到的輸出電流If經(jīng)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后得到占空比 D，其中If由測量瞬時值i經(jīng)運(yùn)算得到，PWM控制模塊根據(jù)D調(diào)節(jié)開關(guān)器件的開關(guān)，使組件 輸出電流達(dá)到給定電流要求。分布電源組件一般不工作于定電流調(diào)節(jié)模式，逆變模塊也不 工作于定電流調(diào)節(jié)模式。儲能組件經(jīng)常使用定電流調(diào)節(jié)模式，以蓄電池為例，當(dāng)蓄電池電壓 低于恒壓充電限值時應(yīng)工作于定電流調(diào)節(jié)模式，加速蓄電池充電過程。以小型風(fēng)能電源組件為例，如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)能分布電源組件結(jié) 構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的分布電源組件包括風(fēng)力機(jī)(W)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(G)、整流電路(BR)、開關(guān) 器件(T)、二極管(D)、電感(L)、電容(C)和控制單元221 ；其中開關(guān)器件(T)、二極管(D)、 電感(L)和電容(C)構(gòu)成斬波電路；風(fēng)力機(jī)(W)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)(G)組成分布式電源單元，整 流電路(BR)、開關(guān)器件(T)、二極管(D)、電感(L)、電容(C)和控制單元221組成電源功率 單元。在本實(shí)施例中設(shè)計(jì)風(fēng)力電源電壓高于直流母線電壓，采用降壓電路將風(fēng)力電源電 壓降壓后，再將降壓后的風(fēng)力電源輸出至直流母線。風(fēng)力機(jī)(W)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能 并將其施加至風(fēng)力發(fā)電機(jī)(G)軸上，發(fā)出幅值、頻率變化的三相交流電，該三相交流電經(jīng)整 流電路(BR)轉(zhuǎn)化為波動的直流電，再經(jīng)由斬波電路處理，得到電壓、電流和功率可控的直 流電，經(jīng)開關(guān)KP輸出至直流母線?？刂茊卧?21根據(jù)調(diào)度控制模塊5的調(diào)度控制目標(biāo)，控 制本組件按給定的電壓、電流或功率輸出。由于分布式電源種類很多，所以電源功率單元的
10結(jié)構(gòu)和容量也不相同。即便同一種分布式電源也會根據(jù)本發(fā)明不間斷電源裝置的需要安裝 一臺或多臺，并且容量也不盡相同。當(dāng)分布電源組件供電不足且儲能組件的儲能載體荷電不足時，可由市電充電模塊 提供電能，以維持直流母線電壓的穩(wěn)定，如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例的市電充電模塊結(jié)構(gòu) 示意圖；本實(shí)施例包括降壓變壓器(TR)、整流電路(BR)、開關(guān)器件(T)、二極管(D)、電感 (L)、電容(C)和控制單元61 ；其中降壓變壓器(TR)、整流電路(BR)、開關(guān)器件(T)、二極管 (D)、電感(L)、電容(C)和控制單元61組成市電充電功率單元。在本實(shí)施例中，市電經(jīng)變壓器(TR)降壓后，將電壓降至稍高于直流母線電壓，然 后由降壓電路經(jīng)開關(guān)KCO輸出至直流母線，控制單元61根據(jù)調(diào)度控制模塊的調(diào)度控制目 標(biāo)，控制本組件按給定的電壓、電流或功率輸出。根據(jù)本發(fā)明的不間斷電源裝置容量變化的 需要，可以設(shè)置一臺或多臺市電充電模塊。本實(shí)施例的市電充電模塊有定功率、定電壓和定 電流三種工作模式，以滿足調(diào)度控制策略的需要。本實(shí)施例的逆變模塊用于將直流母線承載的直流電逆變輸出交流電，根據(jù)本發(fā)明 不間斷電源裝置容量需求和逆變單元設(shè)計(jì)容量，可以將多臺逆變模塊并聯(lián)工作。根據(jù)實(shí)際需要，有多種逆變電路選擇，圖9為本發(fā)明實(shí)施例的全控橋式逆變和變 壓器升壓結(jié)構(gòu)的逆變模塊結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的逆變模塊包括開關(guān)器件T1、T2、T3和Τ4 構(gòu)成的全控橋式逆變單元、電感(L)和電容(C)、變壓器(TR)和控制單元31。其中全控橋式 逆變單元的直流側(cè)經(jīng)開關(guān)KNI連接至直流母線，其輸出側(cè)經(jīng)電感(L)和電容(C)構(gòu)成的濾 波器，濾除高頻分量，再經(jīng)變壓器(TR)升壓后，輸出穩(wěn)定的交流電壓，再通過開關(guān)KNO輸出 至交流母線。當(dāng)逆變模塊工作正常時，開關(guān)KNO閉合，否則開關(guān)KNO斷開。控制單元31根據(jù) 交流輸出電流i、交流輸出電壓U、直流電壓Ud等采樣信號，控制切換開關(guān)KNO、KNI和橋式 逆變電路的開關(guān)器件正常工作，并向調(diào)度控制模塊5上傳工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。同步信號發(fā)生器 7產(chǎn)生與市電電壓同相位的方波信號，送至本實(shí)施例逆變控制單元，可使逆變模塊的輸出電 壓與市電同步，避免電源切換對負(fù)荷的沖擊。用于當(dāng)多個逆變模塊同時工作時，維持所有逆 變模塊同步運(yùn)行。本實(shí)施例的逆變模塊有定功率、定電壓和定電流三種工作模式，一般設(shè)置 為定電壓模式，以滿足交流負(fù)荷大多為定電壓工作的要求。當(dāng)有多個逆變模塊時，可根據(jù)逆變模塊的工作時間，設(shè)計(jì)各路逆變模塊的優(yōu)先級 調(diào)度策略，盡量使所有逆變模塊利用率相同，延長使用壽命。再如圖1所示，本實(shí)施例的交直流負(fù)荷模塊包括交流負(fù)荷單元41、交流負(fù)荷控制 單元42、直流負(fù)荷單元43、直流負(fù)荷控制單元44、交流母線、市電母線、直流母線以及調(diào)度 控制母線。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中電源一般使用交流負(fù)荷，市電母線和交流母線經(jīng)接觸器KLl至 KLr接至交流負(fù)荷單元。接觸器KL可由逆變模塊控制投切，當(dāng)交流負(fù)荷較多、需要進(jìn)行負(fù) 荷控制時可設(shè)置交流負(fù)荷控制單元，由交流負(fù)荷控制單元42控制接觸器KL投切。設(shè)存在 r個交流負(fù)荷單元41，每個交流負(fù)荷單元通過接觸器KL接至交流母線和市電母線，接觸器 KL由交流負(fù)荷控制器通過交流負(fù)荷控制母線傳送投切信號。根據(jù)電源功率與負(fù)荷功率平 衡原則，微網(wǎng)調(diào)度控制器通過交流負(fù)荷控制單元實(shí)施負(fù)荷控制。當(dāng)微網(wǎng)功率不足時，接觸器 KL將負(fù)荷切換至市電母線，當(dāng)微網(wǎng)功率充足時，接觸器KL將負(fù)荷切換至交流母線。若存在 直流負(fù)荷單元時，可將直流負(fù)荷單元直接接至直流母線，當(dāng)直流負(fù)荷較多、需要進(jìn)行負(fù)荷控制時可設(shè)置直流負(fù)荷控制單元，其工作原理與交流負(fù)荷相同。根據(jù)負(fù)荷的功率、容量和緊急 程度，設(shè)計(jì)各路負(fù)荷的優(yōu)先級調(diào)度策略，盡量使重要負(fù)荷由本系統(tǒng)供電，并使本裝置供電利 用率最大。負(fù)荷的優(yōu)先級可以動態(tài)調(diào)整。如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)度控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；本實(shí)施例的調(diào)度控制 模塊包括人機(jī)接口回路511、微處理器及外圍電路512和通信接口回路513。調(diào)度控制模塊 5的微處理器一般選擇高檔微控制器如ARM微處理器，并采用實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)管理微 處理器及外圍電路512 ；人機(jī)接口回路511根據(jù)本發(fā)明的不間斷電源裝置復(fù)雜程度可選擇 簡單或復(fù)雜人機(jī)界面，簡單界面如發(fā)光二極管和幾個按鍵，復(fù)雜設(shè)計(jì)可采用觸摸屏。通信接 口回路513作為調(diào)度控制母線與微處理器之間的接口，根據(jù)實(shí)際通信介質(zhì)和通信協(xié)議來設(shè) 計(jì)。調(diào)度控制模塊5是本發(fā)明不間斷電源裝置的核心部件。根據(jù)實(shí)際需要，可設(shè)置兩 臺調(diào)度控制模塊互為熱備用，分別稱為調(diào)度控制器51和備用控制器52。調(diào)度控制器51用 于接收儲能組件1、分布電源組件2、市電充電模塊6、交流負(fù)荷控制單元42、直流負(fù)荷控制 單元44和逆變模塊3發(fā)送的數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制指令至儲能組件1、分布電源組件2、市電充 電模塊6、交流負(fù)荷控制單元42、直流負(fù)荷控制單元44和逆變模塊3等；當(dāng)出現(xiàn)異常時發(fā)送 故障通知至備用控制器52開始工作；備用控制器52，正常運(yùn)行時與調(diào)度控制器51同時接 收儲能組件1、分布電源組件2、市電充電模塊6、交流負(fù)荷控制單元42、直流負(fù)荷控制單元 41和逆變模塊3發(fā)送的數(shù)據(jù)，當(dāng)調(diào)度控制器51異常時接管其控制工作。而且當(dāng)正常工作 時，兩臺控制器都接收儲能組件1、分布電源組件2以及逆變模塊3等傳來的數(shù)據(jù)，但只有調(diào) 度控制器51能夠發(fā)出調(diào)度指令，對儲能組件1、分布電源組件2和逆變模塊3進(jìn)行控制；當(dāng) 調(diào)度控制器51出現(xiàn)異常不能正常工作時，停止發(fā)出控制調(diào)度指令，發(fā)出故障通知至備用控 制器52 ；備用控制器52接收到調(diào)度控制器51的故障通知后轉(zhuǎn)為調(diào)度控制器，執(zhí)行調(diào)度控 制器的功能，這時故障調(diào)度控制器可拆下檢修，使得本發(fā)明的不間斷電源可以不受影響的 持續(xù)工作。調(diào)度控制模塊5與其它各個模塊之間的通信線路也是關(guān)鍵部件，出現(xiàn)故障將導(dǎo)致 整個不間斷裝置不能正常工作。根據(jù)需要，調(diào)度控制母線也可設(shè)置雙線互為熱備用。調(diào)度 控制通信介質(zhì)可以采用光纖、雙絞線等，通信協(xié)議至少支持半雙工，也可運(yùn)行全雙工、一主 多從和多主工作模式等。本發(fā)明提供的不間斷電源裝置將分布式電源、微電網(wǎng)和不間斷電源三種裝置整合 在一起，通過微電網(wǎng)調(diào)度分布式電源，能夠提高分布式電源可用性，增加用戶供電可靠性并 節(jié)能。本發(fā)明還提出了多個逆變單元的并聯(lián)接入交流母線方法。如圖11所示，為本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖， 本實(shí)施例的調(diào)度控制方法包括以下步驟步驟10、儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊、逆變模塊以及調(diào)度控制模塊上 電初始化，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；本實(shí)施例的調(diào)度控制方法由調(diào)度控制模塊控制運(yùn)行，調(diào)度控制模塊通過與各組件 通信獲取各組件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過通信下發(fā)控制指令，維持不間斷電源裝置的正常運(yùn)行。調(diào) 度控制模塊共存在四種工作狀態(tài)待機(jī)狀態(tài)、故障狀態(tài)、逆變運(yùn)行狀態(tài)和儲能運(yùn)行狀態(tài)。步驟20、調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；步驟30、若上述四個組件的工作狀態(tài)滿足逆變條件，則執(zhí)行步驟31 ；本實(shí)施例的逆變條件是指至少一個分布電源組件或市電充電模塊正常，且至少一 個儲能組件正常，且至少一個逆變模塊正常。步驟40、若上述四個組件的工作狀態(tài)滿足儲能條件，則執(zhí)行步驟41 ；本實(shí)施例的儲能運(yùn)行條件是指至少一個分布電源組件或市電充電模塊正常，且至 少一個儲能組件正常，且逆變模塊都不正常。步驟50、若上述四個組件的工作狀態(tài)異常，則執(zhí)行步驟51 ；步驟31、啟動就緒分布電源組件，就緒儲能組件，啟動逆變模塊，將逆變模塊的切 換開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；步驟41、啟動就緒分布電源組件和就緒儲能組件，將逆變模塊停止運(yùn)行，將交流負(fù) 荷單元的切換開關(guān)切至市電，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)；步驟51、將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至市電，進(jìn)入故障狀態(tài)。如圖12所示，為本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的逆變運(yùn)行狀 態(tài)轉(zhuǎn)移圖，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)之后還包括步驟32、調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊 和逆變模塊的工作狀態(tài)；步驟321、若上述四個組件的工作狀態(tài)仍滿足逆變條件且直流母線電壓越限，則執(zhí) 行步驟3211 ；在逆變和充電狀態(tài)時，直流母線電壓和蓄電池電流是系統(tǒng)調(diào)度的重要判據(jù)。當(dāng)直 流母線電壓超出上限時，表示電源功率大于負(fù)荷功率，需要減小電源輸出功率；當(dāng)直流母線 電壓超出下限或蓄電池放電電流超越上限時，表示電源功率小于負(fù)荷功率，需要增加電源 輸出功率；若電源給定功率已到最大值，直流母線電壓仍然超出下限，說明電源輸出不足以 滿足全部負(fù)荷，則依次將部分負(fù)荷切換至市電供電。在上述調(diào)節(jié)過程中，雖然直流母線電壓 存在波動，由于逆變模塊自身的閉環(huán)控制使得輸出交流電壓仍滿足穩(wěn)定指標(biāo)。步驟322、若工作狀態(tài)滿足儲能條件，則執(zhí)行步驟3221 ；步驟323、若收到停機(jī)指令，則執(zhí)行步驟3231 ；步驟324、若工作狀態(tài)異常，則執(zhí)行步驟3241 ；步驟3211、依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依照既定優(yōu) 先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率，依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度交直流負(fù)荷模塊， 依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度逆變模塊的輸出功率；步驟3221、將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至市電，停機(jī)運(yùn)行的逆變模塊，進(jìn)入儲能 運(yùn)行狀態(tài)；步驟3231、停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件、儲能組件，停機(jī)運(yùn)行的逆變模塊，進(jìn)入待機(jī) 狀態(tài)；步驟3241、停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件、儲能組件，將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至 市電，停機(jī)運(yùn)行的逆變模塊，進(jìn)入故障狀態(tài)。如圖13所示，為本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的儲能運(yùn)行狀 態(tài)轉(zhuǎn)移圖，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)之后還包括
13
步驟42、調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢并記錄儲能組件、分布電源組件、市電充 電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；步驟421、若工作狀態(tài)滿足逆變條件，則執(zhí)行步驟4211 ；步驟422、若直流母線電壓越限，則執(zhí)行步驟4221 ；步驟423、若收到停機(jī)指令，則執(zhí)行步驟4231 ；步驟424、若工作狀態(tài)都異常，則執(zhí)行步驟4241 ；步驟4211、依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依照既定優(yōu) 先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率，依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度交直流負(fù)荷模塊， 依照優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度逆變模塊的輸出功率，啟動逆變模塊，將逆變模塊的切換開關(guān)合 至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；步驟4221、依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依照既定優(yōu) 先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率；步驟4231、停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件和儲能組件，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；步驟4241、停機(jī)運(yùn)行的分布電源組件和儲能組件，進(jìn)入故障狀態(tài)。如圖14所示，為本發(fā)明實(shí)施例的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法的故障狀態(tài)轉(zhuǎn) 移圖，進(jìn)入故障狀態(tài)之后還包括步驟52、調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢并記錄儲能組件、分布電源組件、市電充 電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；步驟521、若接收到停機(jī)指令，則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；步驟522、若滿足逆變條件，則執(zhí)行步驟5221 ；步驟523、若滿足儲能條件，則執(zhí)行步驟5231 ；步驟5221、啟動就緒分布電源組件、就緒儲能組件和逆變模塊，將逆變模塊的切換 開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；步驟5231、啟動就緒分布電源組件和就緒儲能組件，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)施例中，只要分布電源組件和儲能組件電能充足，則優(yōu)先工作于逆變狀態(tài)，相 當(dāng)于雙變換UPS。當(dāng)逆變模塊及交直流負(fù)荷單元的切換開關(guān)采用固態(tài)開關(guān)時，市電與逆變 輸出切換延時會很小，不會中斷負(fù)荷供電，若采用接觸器或斷路器時，會產(chǎn)生一個周波的斷 電，不會影響一般設(shè)備的運(yùn)行。本實(shí)施例的逆變模塊及交直流負(fù)荷單元的切換開關(guān)優(yōu)選采 用靜態(tài)開關(guān)。本發(fā)明提供的不間斷電源裝置及其調(diào)度控制方法將分布式電源、微電網(wǎng)和不間斷 電源三種裝置整合在一起，通過微電網(wǎng)調(diào)度分布式電源，能夠提高分布式電源可用性，增加 用戶供電可靠性并節(jié)能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
1.一種基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，包括至少一組儲能組件，與直流母線和調(diào)度控制母線相連接；分布電源組件，與所述直流母線和調(diào)度控制母線相連接，用于將能源轉(zhuǎn)化為電能，將所 述電能轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直流電并輸出至直流母線；至少一個逆變模塊，與所述直流母線、交流母線以及調(diào)度控制母線相連接，逆變模塊將 直流母線承載的直流電逆變輸出為交流電；交直流負(fù)荷模塊，包括若干與所述直流母線連接的直流負(fù)荷單元和/或與交流母線連 接的交流負(fù)荷單元；調(diào)度控制模塊，與所述調(diào)度控制母線相連接，用于接收所述儲能組件、分布電源組件和 逆變模塊發(fā)送的工作狀態(tài)報告，對所述儲能組件、分布電源組件和逆變模塊的工作狀態(tài)進(jìn) 行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，所述儲能組件包括相連接的儲能載體和儲能功率單元，所述儲能載體包括鉛酸蓄電池、鋰電池或飛輪儲 能；所述儲能功率單元用于對儲能載體進(jìn)行充放電管理，與直流母線和調(diào)度控制母線相連 接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，所述分布電源組 件包括分布式電源單元，用于將能源轉(zhuǎn)換為電能；電源功率單元，其連接于所述分布式電源單元，用于將轉(zhuǎn)換的所述電能轉(zhuǎn)化為電壓、電 流和功率可控的直流電，并將所述電壓、電流和功率可控的直流電輸出至直流母線。
4.如權(quán)利要求1所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，所述交直流負(fù)荷 模塊還包括連接所述交流負(fù)荷單元的交流負(fù)荷控制單元，連接所述直流負(fù)荷單元的直流負(fù) 荷控制單元，交流母線和市電母線。
5.如權(quán)利要求4所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，還包括市電充電 模塊，與所述直流母線和市電母線相連接，用于當(dāng)所述分布式電源組件供電不足且所述儲 能組件的荷電不足時，將市電轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直流電。
6.如權(quán)利要求4所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，還包括同步信號 發(fā)生器，與市電母線相連接。
7.如權(quán)利要求5所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，所述市電充電模 塊包括功率單元，用于將市電進(jìn)行降壓處理并輸出電壓功率可控的直流電。
8.如權(quán)利要求1所述的基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置，其特征在于，所述調(diào)度控制模 塊包括與所述調(diào)度控制母線相連接的調(diào)度控制器和備用控制器。
9.一種不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，包括儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊、逆變模塊以及調(diào)度控制模塊上電初始化，進(jìn) 入待機(jī)狀態(tài)；所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)，收到開機(jī)指令后，若所述工作狀態(tài)滿足逆變條件至少一個分布電源組件 或市電充電模塊正常、至少一個儲能組件正常且至少一個逆變模塊正常，則所述調(diào)度控制 模塊控制分布電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)滿足儲 能條件至少一個分布電源組件或市電充電模塊正常、至少一個儲能組件正常且所有逆變 模塊不正常，則所述調(diào)度控制模塊控制分布電源組件、儲能組件進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)，同時將 所述逆變模塊停止運(yùn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，所述控制分布 電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)包括控制啟動就緒分布電源組件，就緒 儲能組件，將所述逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母線，啟動逆變模塊。
11.如權(quán)利要求9所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，控制分布電 源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)包括啟動就緒分布電源組件，就緒儲能組 件，將所述逆變模塊停止運(yùn)行，將交流負(fù)荷單元的切換開關(guān)切至市電，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求9所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，所述進(jìn)入逆變 運(yùn)行狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市電 充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)仍滿足逆變條件，則判斷直流母線電壓 是否越限，是則依照既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)所述分布電源組件的發(fā)電功率；若所述工作 狀態(tài)不滿足逆變條件但滿足儲能運(yùn)行條件，則停機(jī)運(yùn)行的逆變模塊，將交流負(fù)荷單元的切 換開關(guān)切至市電。
13.如權(quán)利要求12所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，若所述直流 母線電壓越限，則還包括依既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)所述儲能組件的充電功率，根據(jù)所述 既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度交直流負(fù)荷模塊，根據(jù)所述既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)度逆變模塊的 輸出功率。
14.如權(quán)利要求12所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，所述進(jìn)入儲 能運(yùn)行狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢并記錄所述儲能組件、分布 電源組件、市電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)滿足逆變條件，則依照既 定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā)電功率，依照既定調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電 功率，根據(jù)優(yōu)先級調(diào)度交直流負(fù)荷模塊，根據(jù)優(yōu)先級調(diào)度逆變模塊的輸出功率，啟動逆變模 塊，將逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)不滿足逆變 條件，則判斷直流母線電壓是否越限，是則依既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)分布電源組件的發(fā) 電功率，依既定優(yōu)先級調(diào)度策略調(diào)節(jié)儲能組件的充電功率；若收到停機(jī)指令，則停機(jī)運(yùn)行的 分布電源組件和儲能組件，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；若所述工作狀態(tài)異常，則停機(jī)運(yùn)行的分布電源組 件和儲能組件，進(jìn)入故障狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求9所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，還包括若所 述工作狀態(tài)滿足分布電源組件或市電充電組件、儲能組件以及逆變模塊都不正常，則所述 調(diào)度控制模塊控制分布電源組件、儲能組件和逆變模塊進(jìn)入故障狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的不間斷電源裝置的調(diào)度控制方法，其特征在于，所述進(jìn) 入故障狀態(tài)之后還包括所述調(diào)度控制模塊通過通信方式巡檢儲能組件、分布電源組件、市 電充電模塊和逆變模塊的工作狀態(tài)；若收到停機(jī)指令，則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；若所述工作狀態(tài) 滿足逆變條件，則啟動就緒分布電源組件，啟動就緒儲能組件，啟動就緒逆變模塊，將逆變模塊的切換開關(guān)合至交流母線，進(jìn)入逆變運(yùn)行狀態(tài)；若滿足儲能運(yùn)行條件，則啟動就緒分布 電源組件，啟動就緒儲能組件，進(jìn)入儲能運(yùn)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微電網(wǎng)的不間斷電源裝置及其調(diào)度控制方法，該裝置包括儲能組件，與直流母線和調(diào)度控制母線相連接；分布電源組件，與所述直流母線和調(diào)度控制母線相連接，用于將能源轉(zhuǎn)化為電能，將電能轉(zhuǎn)化為電壓、電流和功率可控的直流電并輸出至直流母線；至少一個逆變模塊，與直流母線、交流母線以及調(diào)度控制母線相連接；交直流負(fù)荷模塊，包括交流母線，直流母線，調(diào)度控制母線、交流負(fù)荷控制母線、直流負(fù)荷控制母線，與直流母線和交流母線相連接的負(fù)荷單元；調(diào)度控制模塊，與所述調(diào)度控制母線相連接。本發(fā)明能夠提高分布式電源的可用性，增加用戶供電可靠性。
文檔編號H02J9/00GK102005817SQ20101029126
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者井天軍, 杜海江, 楊明皓 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)