一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器，三相電路中每一相均包括一個調(diào)理電路模塊、一個一階抗混疊濾波差分運算模塊、一個一階低通濾波器、一個檢波器、一個比較器、一個D觸發(fā)器；所述同步檢測控制器還包括一個或非邏輯運算模塊；應用在微電網(wǎng)到公用電網(wǎng)的并網(wǎng)控制，能有效的保證同步并網(wǎng)，不同步率限制在可接受的范圍內(nèi)，避免了微電網(wǎng)大的暫態(tài)發(fā)生及繼電保護系統(tǒng)的誤動，增強了微電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，提高了微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。并且檢測精度高、接線簡單、體積和重量小、能耗低、成本低，具有很強的靈活性，適用于微電網(wǎng)的并網(wǎng)控制。
【專利說明】—種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)并網(wǎng)控制，尤其涉及的是一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電網(wǎng)同步檢測及控制技術(shù)中，常用的有變壓器式檢測方式、并網(wǎng)繼電器等，主要用于高壓大電網(wǎng)或大型發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)控制，這些設(shè)備體積大、成本高、靈活性差，不適用于微電網(wǎng)并網(wǎng)控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器及控制方法，能有效的保證同步并網(wǎng)，避免微電網(wǎng)大的暫態(tài)發(fā)生及繼電保護系統(tǒng)的誤動，增強微電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)微電網(wǎng)的快速平滑并網(wǎng)的自動投切。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器，三相電路中每一相均包括一個調(diào)理電路模塊、一個一階抗混疊濾波差分運算模塊、一個一階低通濾波器、一個檢波器、一個比較器、一個D觸發(fā)器；所述同步檢測控制器還包括一個或非邏輯運算模塊；
[0006]主電路為三相交流電路，調(diào)理電路模塊對并網(wǎng)控制開關(guān)兩側(cè)即微電網(wǎng)側(cè)和公共電網(wǎng)側(cè)的電壓互感器PTl和PT2的測量得到的三相電壓信號Vgabc和三相電壓信號Vmabc進行調(diào)理，輸出Vga、Vma> Vgb、Vmb、Vgc、Vmc ；Vga, Vgb, Vgc為主電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PTl測得的三相電壓信號Vgabc經(jīng)調(diào)理電路模塊調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vga為A相電壓信號，Vgb為B相電壓信號，Vgc為C相電壓信號；Vma，Vmb, Vmc為微電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PT2測得的三相電壓信號Vmabc經(jīng)調(diào)理電路調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vma為A相電壓信號，Vmb為B相電壓信號，Vmc為C相電壓信號；以A相為例:
[0007]所述一階抗混疊濾波差分運算模塊對相電壓的兩個輸入信號Vga、Vma進行差分運算，輸出包括頻率、相位、幅值信息的差分調(diào)制信號Vgma+ ；
[0008]所述一階低通濾波器，對輸入的差分調(diào)制信號Vgma+進行低通濾波處理后輸出Vgma ；
[0009]所述檢波器，對差分調(diào)制信號Vgma檢波，輸出有效的差值信號Tgma;
[0010]所述比較器，用于差值信號與設(shè)置的閾值信號的進行比較，輸出邏輯值；
[0011]所述D觸發(fā)器，用于信號轉(zhuǎn)換及驅(qū)動；
[0012]所述或非邏輯運算模塊，對三個D觸發(fā)器的輸入信號進行或非邏輯運算，輸出并網(wǎng)開關(guān)控制信號；
[0013]B相、C相與A相同步檢測相同。
[0014]基于權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器的控制方法，由D觸發(fā)器和或非邏輯運算組成，D觸發(fā)器的輸出信號低電平表示同步，高電平表示不同步；只有當三相同步都滿足時，并網(wǎng)開關(guān)才能合閘并網(wǎng)，即三個D觸發(fā)器輸出同時為低電平；并網(wǎng)開關(guān)控制信號要求高電平有效，因此必須對三相同步信號進行或非邏輯運算。D觸發(fā)器和或非邏輯運算均由TTL集成電路實現(xiàn)。
[0015]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn):
[0016]本發(fā)明應用在微電網(wǎng)到公用電網(wǎng)的并網(wǎng)控制，能有效的保證同步并網(wǎng)，不同步率限制在可接受的范圍內(nèi)，避免了微電網(wǎng)大的暫態(tài)發(fā)生及繼電保護系統(tǒng)的誤動，增強了微電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，提高了微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。并且檢測精度高、接線簡單、體積和重量小、能耗低、成本低，具有很強的靈活性，適用于微電網(wǎng)的并網(wǎng)控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測及控制框圖；
[0018]圖2微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測及控制應用實例；
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020]參考圖1，一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器，三相電路中每一相均包括一個調(diào)理電路模塊、一個一階抗混疊濾波差分運算模塊、一個一階低通濾波器、一個檢波器、一個比較器、一個D觸發(fā)器；所述同步檢測控制器還包括一個或非邏輯運算模塊；
[0021]主電路為三相(A相、B相與C相)交流電路，調(diào)理電路模塊對并網(wǎng)控制開關(guān)兩側(cè)即微電網(wǎng)側(cè)和公共電網(wǎng)側(cè)的電壓互感器PTl和PT2的測量三相電壓信號Vgabc和三相電壓信號Vmabc進行調(diào)理,輸出信號幅值(Vga、Vma> Vgb> Vmb> Vgc、Vmc)。Vga, Vgb, Vgc為主電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PTl測得的三相電壓信號Vgabc經(jīng)調(diào)理電路模塊調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vga為A相電壓信號，Vgb為B相電壓信號，Vgc為C相電壓信號。Vma, Vmb, Vmc為微電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PT2測得的三相電壓信號Vmabc經(jīng)調(diào)理電路調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vma為A相電壓信號，Vmb為B相電壓信號，Vmc為C相電壓信號。
[0022]所述一階抗混疊濾波差分運算模塊，由集成差分運算放大器組成，其兩輸入端的串聯(lián)電阻等值，且兩條反饋通路由分別等值的電阻和電容并聯(lián)構(gòu)成；對相電壓的兩個輸入信號(Vga、Vma)進行差分運算，輸出包括頻率、相位、幅值信息的差分調(diào)制信號(Vgma+)，該信號的幅值大小反映快速靜態(tài)并網(wǎng)開關(guān)兩側(cè)電壓的同步情況，即幅值越大，同步越差，幅值越小，同步越好。
[0023]所述一階低通濾波器，對輸入的差分調(diào)制信號(Vgma+)進行低通濾波處理后輸出(Vgma)0
[0024]所述檢波器，對差分調(diào)制信號(Vgma)檢波，輸出有效的差值信號(％ma)。
[0025]所述比較器，用于差值信號與設(shè)置的閾值信號的進行比較，輸出邏輯值。
[0026]所述D觸發(fā)器，用于信號轉(zhuǎn)換及驅(qū)動。
[0027]所述或非邏輯運算模塊，對三個D觸發(fā)器的輸入信號進行或非邏輯運算，輸出并網(wǎng)開關(guān)控制信號。[0028]B相、C相與A相同步檢測相同。
[0029]所述微電網(wǎng)同步并網(wǎng)控制方法，由D觸發(fā)器和或非邏輯運算組成，D觸發(fā)器的輸出信號低電平表示同步，高電平表示不同步；只有當三相同步都滿足時，并網(wǎng)開關(guān)才能合閘并網(wǎng)，即三個D觸發(fā)器輸出同時為低電平；并網(wǎng)開關(guān)控制信號要求高電平有效，因此必須對三相同步信號進行或非邏輯運算。D觸發(fā)器和或非邏輯運算均由TTL集成電路實現(xiàn)。
[0030]本實施例是以將這種同步檢測及控制方法應用于公共電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間為例。如圖2，微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測及控制應用實例，當靜態(tài)并網(wǎng)開關(guān)兩側(cè)電壓同步時，同步檢測控制器輸出高電平控制靜態(tài)開關(guān)接通，實現(xiàn)微電網(wǎng)向公共電網(wǎng)的并網(wǎng)。當檢測到靜態(tài)并網(wǎng)開關(guān)兩側(cè)電壓不同步時，同步檢測控制器輸出低電平，控制靜態(tài)開關(guān)斷開，微電網(wǎng)斷開連接，實現(xiàn)平滑自動切換。
[0031]名詞解釋:DG是指連接在終端用戶附近的低壓發(fā)電裝置。
[0032]應當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器，其特征在于，三相電路中每一相均包括一個調(diào)理電路模塊、一個一階抗混疊濾波差分運算模塊、一個一階低通濾波器、一個檢波器、一個比較器、一個D觸發(fā)器；所述同步檢測控制器還包括一個或非邏輯運算模塊； 主電路為三相交流電路，調(diào)理電路模塊對并網(wǎng)控制開關(guān)兩側(cè)即微電網(wǎng)側(cè)和公共電網(wǎng)側(cè)的電壓互感器PTl和PT2的測量得到的三相電壓信號Vgabc和三相電壓信號Vmabc進行調(diào)理，輸出Vga、Vma> Vgb> Vmb> Vgc、Vmc ；Vga, Vgb, Vgc為主電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PTl測得的三相電壓信號Vgabc經(jīng)調(diào)理電路模塊調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vga為A相電壓信號,Vgb為B相電壓信號,Vgc為C相電壓信號；Vma, Vmb, Vmc為微電網(wǎng)側(cè)電壓互感器PT2測得的三相電壓信號Vmabc經(jīng)調(diào)理電路調(diào)理成為適合一階抗混疊濾波差分運算模塊接收的每一相的電壓信號；其中Vma為A相電壓信號，Vmb為B相電壓信號，Vmc為C相電壓信號；以A相為例: 所述一階抗混疊濾波差分運算模塊對相電壓的兩個輸入信號Vga、Vma進行差分運算，輸出包括頻率、相位、幅值信息的差分調(diào)制信號Vgma+ ； 所述一階低通濾波器，對輸入的差分調(diào)制信號Vgma+進行低通濾波處理后輸出Vgma ； 所述檢波器，對差分調(diào)制信號Vgma檢波，輸出有效的差值信號Tgma; 所述比較器，用于差值信號與設(shè)置的閾值信號的進行比較，輸出邏輯值； 所述D觸發(fā)器，用于信號轉(zhuǎn)換及驅(qū)動； 所述或非邏輯運算模塊，對三個D觸發(fā)器的輸入信號進行或非邏輯運算，輸出并網(wǎng)開關(guān)控制信號； B相、C相與A相同步檢測相同。
2.基于權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)并網(wǎng)同步檢測控制器的控制方法，其特征在于，由D觸發(fā)器和或非邏輯運算組成，D觸發(fā)器的輸出信號低電平表示同步，高電平表示不同步；只有當三相同步都滿足時，并網(wǎng)開關(guān)才能合閘并網(wǎng)，即三個D觸發(fā)器輸出同時為低電平；并網(wǎng)開關(guān)控制信號要求高電平有效，因此必須對三相同步信號進行或非邏輯運算；D觸發(fā)器和或非邏輯運算均由TTL集成電路實現(xiàn)。
【文檔編號】H02J3/38GK103501019SQ201310430371
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】蘇海濱, 高孟澤, 蘇丹, 劉江偉, 張璐, 陳振華 申請人:華北水利水電大學