本實用新型涉及電網技術領域，具體而言，涉及一種微電網控制系統。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，伴隨著能源消耗的日益加劇，能源匱乏、利用率低以及環境污染也愈演愈烈，而微電網以其靈活、高效、經濟、環保以及能源多樣等優勢成為發展電力行業、解決能源問題的主要戰略手段。微電網能夠整合大量分布式新能源發電，有助于解決大電網遇到的各種問題，是未來智能電網中配電網的重要組成部分。

微電網的運行控制必須具有在并網和孤網運行模式下平穩切換的能力，現有的微電網運行，大都是兩種模式的直接切換，切換策略單一，運行不穩定。為了實現微電網的兩種典型的運行模式間的平穩切換，需要一種能夠在微電網多運行模式環境下合理切換平穩過渡的運行策略，從而提高微電網的供電可靠性，打造低碳環保能源與實現可持續發展。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種微電網控制系統，以至少解決相關技術中微電網不能平穩地進行運行模式的切換的問題。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種微電網控制系統，包括：微電網總控制器、多個微電網；其中，所述多個微電網通過輸電線路和聯絡線路連接；所述微電網總控制器與所述多個微電網中每個微電網的微電網控制器電連接；所述微電網控制器用于監視微電網的運行狀態并將運行狀態發送給所述微電網總控制器，以及接收所述微電網總控制器的控制指令，以控制微電網以并網運行模式、風險運行模式、孤網運行模式、恢復并網運行模式之一的運行模式運行。

可選地，所述微電網總控制器包括風險運行模式控制模塊，所述風險運行模式控制模塊包括以下至少之一：第一控制模塊，用于控制所述多個微電網之間的功率流向；第二控制模塊，用于控制輸電線路和發電站的負荷和出力。

可選地，在所述多個微電網包括第一微電網和第二微電網，所述第一微電網與主電網聯絡，所述第二微電網與所述第一微電網聯絡的情況下，所述第一控制模塊包括以下之一：第一控制單元，用于控制所述主電網與所述第二微電網分別向所述第一微電網傳輸功率；第二控制單元，用于控制所述主電網向所述第一微電網傳輸功率，所述第一微電網向所述第二微電網傳輸功率；第三控制單元，用于控制所述第一微電網分別向所述主電網和所述第二微電網傳輸功率；第四控制單元，用于控制所述第二微電網向所述第一微電網傳輸功率，所述第一微電網向所述主電網傳輸功率。

可選地，所述微電網總控制器還包括：孤網運行模式控制模塊，用于在所述多個微電網中的一個或者多個微電網出現故障的情況下，控制所述多個微電網由風險運行模式轉為孤網運行模式。

可選地，所述孤網運行模式控制模塊包括：第三控制模塊，用于在微電網中出現機組故障退出運行的情況下，相對應地切除該微電網的負荷，以維持功率平衡；第四控制模塊，用于在微電網中出現線路故障跳開負荷的情況下，相對應地減少該微電網的出力，以維持功率平衡。

可選地，所述微電網總控制器還包括：恢復并網運行模式控制模塊，用于在所述多個微電網的故障都已經被排除的情況下，控制所述多個微電網由孤網運行模式轉為恢復并網運行模式。

可選地，所述恢復并網運行模式控制模塊包括：第五控制模塊，用于減少所述多個微電網中每個微電網與主電網之間的電壓差；第六控制模塊，用于調整所述多個微電網中每個微電網的頻率，使得每個微電網的頻率低于主電網的頻率；第七控制模塊，用于調整所述多個微電網中每個微電網的電壓，使得主電網的電壓的相位超前與每個微電網的電壓的相位。

可選地，所述微電網總控制器還包括：并網運行模式控制模塊，用于控制所述多個微電網由恢復并網運行模式轉為并網運行模式。

通過本實用新型，采用的微電網控制系統，包括：微電網總控制器、多個微電網；其中，多個微電網通過輸電線路和聯絡線路連接；微電網總控制器與多個微電網中每個微電網的微電網控制器電連接；微電網控制器用于監視微電網的運行狀態并將運行狀態發送給微電網總控制器，以及接收微電網總控制器的控制指令，以控制微電網以并網運行模式、風險運行模式、孤網運行模式、恢復并網運行模式之一的運行模式運行。解決了相關技術中微電網不能平穩地進行運行模式的切換的問題，實現了微電網運行模式的平穩切換。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例的微電網控制系統的結構示意圖；

圖2是根據本實用新型實施例的微電網總控制器的結構示意圖；

圖3是根據本實用新型實施例的微電網運行模式控制方法的流程圖。

具體實施方式

下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實施例中提供了一種微電網控制系統，圖1是根據本實用新型實施例的微電網控制系統的結構示意圖，如圖1所示，該系統包括：微電網總控制器1、多個微電網2；其中，多個微電網2通過輸電線路21和聯絡線路22連接；微電網總控制器1與多個微電網2中每個微電網2的微電網控制器23電連接；微電網控制器23用于監視微電網2的運行狀態并將運行狀態發送給微電網總控制器1，以及接收微電網總控制器1的控制指令，以控制微電網2以并網運行模式、風險運行模式、孤網運行模式、恢復并網運行模式之一的運行模式運行。

通過上述系統，本實用新型實施例實現了并網運行模式、風險運行模式、孤網運行模式、恢復并網運行模式這四種運行模式的循環切換，由于風險運行模式和恢復并網運行模式的加入，保證了微電網的平穩切換，提高了微電網運行的穩定性。

圖2是根據本實用新型實施例的微電網總控制器的結構示意圖，如圖2所示，微電網總控制器包括：并網運行模式控制模塊210、風險運行模式控制模塊220、孤網運行模式控制模塊230、恢復并網運行模式控制模塊240。

可選地，微電網總控制器包括風險運行模式控制模塊，風險運行模式控制模塊包括以下至少之一：第一控制模塊，用于控制多個微電網之間的功率流向；第二控制模塊，用于控制輸電線路和發電站的負荷和出力。

可選地，在多個微電網包括第一微電網和第二微電網，第一微電網與主電網聯絡，第二微電網與第一微電網聯絡的情況下，第一控制模塊包括以下之一：第一控制單元，用于控制主電網與第二微電網分別向第一微電網傳輸功率；第二控制單元，用于控制主電網向第一微電網傳輸功率，第一微電網向第二微電網傳輸功率；第三控制單元，用于控制第一微電網分別向主電網和第二微電網傳輸功率；第四控制單元，用于控制第二微電網向第一微電網傳輸功率，第一微電網向主電網傳輸功率。

可選地，孤網運行模式控制模塊，用于在多個微電網中的一個或者多個微電網出現故障的情況下，控制多個微電網由風險運行模式轉為孤網運行模式。

可選地，孤網運行模式控制模塊包括：第三控制模塊，用于在微電網中出現機組故障退出運行的情況下，相對應地切除該微電網的負荷，以維持功率平衡；第四控制模塊，用于在微電網中出現線路故障跳開負荷的情況下，相對應地減少該微電網的出力，以維持功率平衡。

可選地，恢復并網運行模式控制模塊，用于在多個微電網的故障都已經被排除的情況下，控制多個微電網由孤網運行模式轉為恢復并網運行模式。

可選地，恢復并網運行模式控制模塊包括：第五控制模塊，用于減少多個微電網中每個微電網與主電網之間的電壓差；第六控制模塊，用于調整多個微電網中每個微電網的頻率，使得每個微電網的頻率低于主電網的頻率；第七控制模塊，用于調整多個微電網中每個微電網的電壓，使得主電網的電壓的相位超前與每個微電網的電壓的相位。

可選地，并網運行模式控制模塊，用于控制多個微電網由恢復并網運行模式轉為并網運行模式。

基于上述的微電網控制系統，在本實施例中提供了一種微電網運行模式控制方法，圖3是根據本實用新型實施例的微電網運行模式控制方法的流程圖，如圖3所示，該流程包括如下步驟：

步驟S301，控制多個微電網在并網運行模式下運行，并等待微電網總控制器下發的風險運行模式切換指令，其中，多個微電網是按照區域電網的拓撲結構劃分而成的；

步驟S302，在接收到風險運行模式切換指令的情況下，控制多個微電網由并網運行模式轉為風險運行模式；

其中，在風險運行模式下，多個微電網執行風險運行控制策略并進行孤網運行判據，以為平穩過渡到孤網運行模式做準備。風險運行模式是在臺風等極端惡劣天氣來臨前，為防止大風大雨導致停電而事先進入的一種應急模式。風險運行模式下，微電網總控制器(相當于微電網調度輔助決策系統)監視各條輸電線路的運行狀態、監視各個電站的負荷水平和出力水平，運行孤網判據和相關穩定控制策略，投入跳閘出口壓板，為平穩過渡到孤網運行狀態做準備。

在極端天氣來臨前，根據氣象預警信息和風險預警級別，調度員下令投入功能出口壓板，并在微電網總控制器中將運行模式設置為“風險運行模式”，將系統轉到風險模式下運行。在充分分析和調研電網在臺風預警時水電出力與負荷特性的基礎上，運用理論構建風險模式下電網優化調度、在線安全預警等應用功能，微電網總控制器將為運行人員提供運行策略及建議，控制部分線路和廠站負荷及出力，以保證電網穩定運行以及在聯絡線跳閘后平穩進入孤網運行模式。

通過上述步驟，在將微電網從并網運行模式切換到孤網運行模式之前，通過風險運行模式進行過渡，以為平穩過渡到孤網運行模式做準備，從而解決了相關技術中微電網不能平穩地進行運行模式的切換的問題，實現了微電網運行模式的平穩切換。

可選地，風險運行控制策略包括但不限于以下至少之一：控制多個微電網之間的功率流向；控制輸電線路和發電站的負荷和出力。

可選地，多個微電網包括第一微電網和第二微電網，第一微電網與主電網聯絡，第二微電網與第一微電網聯絡；控制多個微電網之間的功率流向包括以下之一：1、控制主電網與第二微電網分別向第一微電網傳輸功率；2、控制主電網向第一微電網傳輸功率，第一微電網向第二微電網傳輸功率；3、控制第一微電網分別向主電網和第二微電網傳輸功率；4、控制第二微電網向第一微電網傳輸功率，第一微電網向主電網傳輸功率。

本實用新型實施例中例舉了四種功率流向方式，在具體應用中，可以根據各個微電網的負荷和出力情況決策并選用其中一種功率流向。

可選地，在控制多個微電網由并網運行模式轉為風險運行模式之后，在多個微電網中的一個或者多個微電網出現故障的情況下，控制多個微電網由風險運行模式轉為孤網運行模式。例如，在風險模式下，微電網總控制器監視各微電網之間的聯絡線的運行狀態，當滿足孤網判據后，自動將電網分解成兩個小微電網，即轉入孤網運行模式。

可選地，孤網運行模式包括但不限于：在微電網中出現機組故障退出運行的情況下，相對應地切除該微電網的負荷，以維持功率平衡；在微電網中出現線路故障跳開負荷的情況下，相對應地減少該微電網的出力，以維持功率平衡。

在孤網運行模式下，微電網總控制器通過運行孤網穩定控制策略，協調小水電出力和微電網負荷，切除部分負荷，實現源荷平衡，保證微電網的穩定運行和電網重要負荷不停不黑。

孤網運行模式下，網架結構和負荷水平與正常方式大不相同，系統阻抗和短路電流均與正常方式有較大差別。本實用新型提供的孤網運行時的繼電保護方案，微電網總控制器在轉入孤網運行模式后，不需對原有繼電保護裝置做任何修改，通過微電網總控制器執行新的繼電保護方案，為孤網運行的線路提供繼電保護功能。

可選地，在控制多個微電網由風險運行模式轉為孤網運行模式之后，在多個微電網的故障都已經被排除的情況下，控制多個微電網由孤網運行模式轉為恢復并網運行模式。孤網運行可靠性及穩定性不如并網運行，當主網聯絡線路故障排除后，應盡快安排運行中的縣城孤網并入主網。

可選地，恢復并網運行模式包括但不限于：

1、減少多個微電網中每個微電網與主電網之間的電壓差。孤網與主網的電壓差越小越好，電壓差會導致并網時頻率以及功率的波動，造成系統的不穩定。

2、調整多個微電網中每個微電網的頻率，使得每個微電網的頻率低于主電網的頻率。孤網的頻率應當稍低于主網的頻率，因為電網的功率會從頻率高的主網流向頻率低的孤網，減低孤網中小水電的運行壓力。由于兩者最終會在同一頻率運行，頻率低的出現功率缺額，將由頻率高的補上。

3、調整多個微電網中每個微電網的電壓，使得主電網的電壓的相位超前與每個微電網的電壓的相位。并網時主網的電壓必須超前于孤網電壓，因為功率是從相位超前的電壓流向相位滯后的電壓，減小小水電機組并網時的振蕩。

恢復并網運行模式是在極端天氣過后，網架已經恢復正常運行，需要將孤網與主電網并網的一種模式。恢復并網運行過程分為兩個階段：

1、調度員通過微電網總控制器向第一微電網控制器發送并網指令，先將該第一微電網與主電網并網。第一微電網控制器執行并網指令，調節相應電站的勵磁系統和調速系統，使同期點兩端電壓和頻率達到同期要求，通過自身同期功能進行同期合閘；

2、第一微電網與主電網并網成功后，調度員通過微電網總控制器向第二微電網控制器發送并網指令，第二微電網控制器執行并網指令，調節相應電站的勵磁系統和調速系統，使第二微電網兩端電壓和頻率達到同期要求，通過自身同期功能進行同期合閘。

可選地，在控制多個微電網由孤網運行模式轉為恢復并網運行模式之后，達到并網的各項指標要求后，則可以控制多個微電網由恢復并網運行模式轉為并網運行模式。

至此，本實用新型實施例中實現了并網運行模式、風險運行模式、孤網運行模式、恢復并網運行模式這四種運行模式的循環切換，由于風險運行模式和恢復并網運行模式的加入，保證了微電網的平穩切換，提高了微電網運行的穩定性。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到根據上述實施例的方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基于這樣的理解，本實用新型的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質(如ROM/RAM、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本實用新型各個實施例所述的方法。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。