CN102347620A

CN102347620A - 一种微电网的控制方法

Info

Publication number: CN102347620A
Application number: CN2010102424876A
Authority: CN
Inventors: 朱长林; 郭炬; 王罡; 范国平; 黄宇
Original assignee: Beijing Electric Power Corp; Beijing Huashang Sanyou New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Electric Power Corp; Beijing Huashang Sanyou New Energy Technology Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-08

Abstract

本发明公开了一种微电网的控制方法，以解决现有技术中微电网系统的控制效果欠佳的问题。其包括：在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，若微电网的功率输出不小于负载所需功率，则由太阳能发电装置单独向负载供电；若微电网的功率大于设定值，则由太阳能发电装置向公用电网输出电能。本发明所提供的方法能够较大限度地利用太阳能，降低用户的用电成本，并且可以通过向公用电网输出富余电能的方式，使用户获得一定的经济收益，既经济环保，又能够满足用电需求。

Description

一种微电网的控制方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别地涉及一种微电网的控制方法。

背景技术

随着包括风电、光伏等可再生能源在内的新型发电技术的发展，分布式发电系统DGS(Distributed Generation System)日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径。

为整合分布式发电的优势，削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响，充分发挥DGS的效益和价值，最好的方法是把DG单元组成微型电网。

微型电网是由多个DG单元和负载组成的系统，微电网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换，并提供必须的控制；微电网相对外部大电网表现为单一的可控单元，同时满足用户对电能质量和供电可靠性、安全性的要求。

目前多种分布式能源组合接入的微电网系统的技术还不成熟，不同种类、容量的电源在同一系统中融合，会带来许多新的问题。如：系统的稳定性和可靠性问题、电能质量问题和经济性问题。稳定性和可靠性要求多种能源接入时，系统不会发生大的扰动或故障。电能质量要求微电网系统的电压、频率、谐波等参数能够符合要求。经济性问题要求最大效地利用可再生能源，节约资源，减少污染，同时使用户获得最大的经济回报。但目前微电网系统的控制效果欠佳。

发明内容

本发明提供了一种微电网的控制方法，以解决现有技术中微电网系统的控制效果欠佳的问题。

为此，本发明提供了微电网的控制方法，其包括：在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，若微电网的功率输出不小于负载所需功率，则由太阳能发电装置单独向负载供电；若微电网的功率大于设定值，则太阳能发电装置向公用电网输出电能。

进一步地，在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，还可以包括：若公用电网的电价高于第一预设值，则由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电；若公用电网的电价低于第二预设值，则由公用电网向微电网中的储能装置充电。

进一步地，本发明所提供的微电网的控制方法，还可以包括：若公用电网的电价低于第二预设值，则由公用电网向微电网中的负载内的储能元件充电。进一步地，本发明所提供的微电网的控制方法，还可以包括：若公用电网停止供电，则由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电，并且此时：若微电网中的储能装置和发电装置并网供电不能满足负载用电需要，则减载预先指定的负荷；若储能装置不能继续供电，则启动微电网中以燃煤、油或天然气的发电机。

进一步地，本发明所提供的微电网的控制方法，还可以包括：在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，由并网逆变器将太阳能发电装置的电能向负载输出；在由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电时，由双向逆变器将太阳能发电装置、储能装置的电能向负载输出。

本发明具有以下有益效果：

能够有效地控制采用太阳能发电的微电网与公用电网的并网或离网，在满足用户负荷的用电需求的情况下，最大限度地利用自然能源，降低公用电网的负荷量，减少用户的用电支出。同时，采用太阳能发电装置发电的用户可以将获得的富余电能输送给公用电网，增加一定的经济收益。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的流程示意图；

图2是本发明优选实施例的微电网结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例的流程示意图，如图1所示，本发明提供了一种微电网的控制方法，其包括下列步骤：在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，若微电网的功率输出不小于负载所需功率，则由太阳能发电装置单独向负载供电；若微电网的功率大于设定值，则由太阳能发电装置向公用电网输出电能。

通过本方法，不但可以充分利用太阳能，并通过向公用电网输出电能，使用户还能够获得一定的经济收益。

在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，还可以包括：若公用电网的电价高于第一预设值，则可以由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电；若公用电网的电价低于第二预设值，则可以由公用电网向微电网中的储能装置充电。这样，当公用电网的电价较贵时，就可以采用微电网进行单独供电，减低用户的用电支出，当公用电网的电价较低时，就可以利用公用电网的电能向微电网中的蓄电池等储能装置充电，以备在必要时候使用。

同样地，若公用电网的电价低于第二预设值，则可以由公用电网向微电网中的负载内的储能元件充电。

为了保证本地微电网中的重要负荷的正常运行，若公用电网停止供电，则可以由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电，并且此时：若微电网中的储能装置和发电装置并网供电不能满足负载用电需要，则可以减载预先指定的负荷；若所述储能装置不能继续供电，则可以启动微电网中以燃煤、油或天然气为能源的发电机。这样，无论公用电网是否能够供电，都能够保证微电网中的重要负荷的正常运行。

实际上，在执行上述微电网的控制方法的过程中，还可以包括下列步骤：在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，由并网逆变器将太阳能发电装置的电能向负载输出；在由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电时，由双向逆变器将太阳能发电装置、储能装置的电能向负载输出。

本发明所提供的微电网的控制方法主要基于以下原则：

(1)通过并网、离网运行模式的相互切换实现微电网系统的稳定可靠运行。市电存在时，太阳能、风能等分布式电源并网运行，并网运行时，通过现有逆变器自身的调节功能跟随市网的运行参数；当市电消失时，系统切换到离网运行方式，利用双向正弦波逆变器与储能蓄电池，产生符合国家电网标准的三相交流电。其他分布式电源通过并网逆变器接入系统必须以交流母线的三相电为基准，输出符合交流母线系统的三相电。当电源能力小于负荷时，系统自动减载甩次要负荷，保证重要负荷。根据蓄电池情况，系统在适当情况下启动发电机。满足了微电网系统稳定性和可靠性要求。

(2)能源的选择：当可再生能源足够满足负荷时，优先选可再生能源发电。若出力大于负载，可向系统反送电；当出力不足时，市电或储能电池提供补充，必要时启动燃气发电机。例如：白天可尽可能多的利用太阳能和风能发电，晚上用电高峰期可利用蓄电池经双向逆变器为负载供电，亏电时由公共电网或燃气发电机补充。

(3)利用充电、储能(蓄电池组)和控制元件，实现市电网谷值计费时段充电、储能，峰值计费时段并网逆变输出，达到“削峰填谷”、降低成本的目的。市电网正常处于峰值计费时段且蓄电池组处于满容量时，由控制系统控制离网逆变器接通放电端口，控制并网逆变器投入电网，由蓄电池和分布式电源供给负荷和向电网售电。当市电处于谷值计费时段，可通过控制系统控制离网逆变器接通充电端口，为储能蓄电池或其他其他设备的蓄电池充电以及供给负荷。

图2是本发明优选实施例的微电网结构示意图，在该示意图中，包括：双向离网逆变器1、并网逆变器2、市电3、燃气热泵4、双向并网逆变器5、重要负荷6、普通负荷7、太阳能8、储能蓄电池9，以及太阳能蓄电池10，其中，市电3，燃气热泵4、太阳能8，以及储能蓄电池9可以作为接入微电网的四种主要能源。

下面，结合图2所示的微电网结构，对本发明所述的微电网的控制方法进行具体的描述：

A模式：市电3和太阳能8同时作为供电电源：

在此种模式下，微电网系统中的市电3、太阳能8和太阳能蓄电池10可以并网向小区母线供电，此时，太阳能8可以通过并网逆变器2与小区的母线连接。

如果太阳能8出力较多，其供电优先级高于市电3，当太阳能8出力大于负载时，太阳能8向系统返送有功。

微电网系统还可以根据峰谷电价情况，判断是否给储能蓄电池9和太阳能蓄电池10充电，如果电价较低则充电，如果电价较高，则将这些蓄电池并网向公用电网输送电能，缓解公用电网的负荷，并可以在一定程度上增加用户的经济收入；如果普通负载7中具有有储能元件(例如电动汽车)，则可以根据峰谷电价情况，判断是否给电动汽车充电。

此外，为了进一步节约电能，则可以采用燃气热泵4根据温度启动发电机，来实施制冷或供热。

B模式：市电突然消失后，蓄电池和太阳能为供电电源：

在此种模式下，微电网系统中的市电3突然消失时，微电网系统将迅速完成小区母线由市电3到储能蓄电池9双向逆变供电的转换，微电网系统改为由储能蓄电池9和太阳能8并网供电，此时：

小区母线的电源可以由储能蓄电池9和太阳能8提供。如果夜间没有太阳，则可以只由储能蓄电池9供电。

在此种工作模式下，需要保证的原则是：

(1)当电源能力小于负荷时，系统自动减载甩掉次要负荷，保证重要负荷的正常运行。

(2)由于储能蓄电池9不能深放，根据储能蓄电池9的报警情况，微电网系统可以在适当情况下启动4燃气热泵发电机。

市电恢复后，微电网系统可以迅速恢复市电供应，即恢复至A模式。

本发明所述的微电网的控制方法主要完成了以下功能：

可以实现对市电电源、发电机、太阳能等分布式电源的控制，根据不同电源特点和状态协调其工作，在最大程度上保证小区微电网的稳定工作。

根据电源负载情况，调节负载，并在必要时进行甩负荷操作。

微电网系统可以根据各类电源的成本来调节供电分配，保证微电网系统始终在较低成本下运行。优先使用太阳能等绿色能源，在需要时可以实现微电网的太阳能电源向市电的反向供电，以达到降低成本、节能减排的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种微电网的控制方法，其特征在于，包括：

在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，

若所述微电网的功率输出不小于负载所需功率，则由太阳能发电装置单独向负载供电；

若所述微电网的功率大于设定值，则由太阳能发电装置向公用电网输出电能。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

若公用电网的电价高于第一预设值，则由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电；

若公用电网的电价低于第二预设值，则由公用电网向微电网中的储能装置充电。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：若公用电网的电价低于第二预设值，则由公用电网向微电网中的负载内的储能元件充电。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

若公用电网停止供电，则由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电，并且此时：

若微电网中的储能装置和发电装置并网供电不能满足负载用电需要，则减载预先指定的负荷；若所述储能装置不能继续供电，则启动微电网中以燃煤、油或天然气为能源的发电机。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在微电网中的太阳能发电装置和公用电网并网向负载供电时，由并网逆变器将太阳能发电装置的电能向负载输出；

在由微电网中的储能装置和太阳能发电装置并网向负载供电时，由双向逆变器将太阳能发电装置、储能装置的电能向负载输出。