CN103378604A - 智能微电网 - Google Patents
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Abstract
一种智能微电网，涉及一种利用可再生能源的微电网技术。目前大电网存在一些明显的弊端，例如不能灵活跟踪负荷的变化，对偏远地区不能进行理想的供电，大型电网中局部事故极易扩散，导致大面积停电。智能微电网是一个独立可控的系统，由发电单元、发电管理系统、储能单元、储能管理系统、用户端配电线路、用户端监控系统、中央控制单元、远程监控系统以及外部接入控制器组成。在发电端来说，智能微电网能接入多种形式的可再能能源发电单元，更多的是采用用户端发电，输送过程中损耗更小，在用户端来说，能在短时间内反应以满足智能微电网内部负荷的需求，同时满足用户对电能质量的要求。
Description
技术领域
本发明属于新能源领域，特别涉及一种利用可再生能源的微电网技术。。
背景技术
随着世界范围内能源供应持续紧张和对环境问题的日益重视，合理开发利用绿色能源已经成为一个重要课题，可再生能源是解决未来能源问题的主要出路。现在普遍采用集中式输电的方式，就是通过大型火力发电或者水利发电，然后通过特高压、高压输电，存在一些明显的弊端，例如不能灵活跟踪负荷的变化，对偏远地区不能进行理想的供电，大型电网中局部事故极易扩散，导致大面积停电。而新能源发电一般是分布式发电形式，非常接近终端用户，通常容量很小，可以孤立供电也可以并网，同时分布式发电发电单元和储能源的组合，和传统电网有着显著的不同，在目前大电网的主体架构下，有必要发展一种适合新能源发电的智能微电网。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种智能微电网，这种智能微电网是一个独立可控的系统，在发电端来说，智能微电网能接入多种形式的可再能能源发电单元，更多的是采用用户端发电，输送过程中损耗更小，在用户端来说，能在短时间内反应以满足智能微电网内部负荷的需求，同时满足用户对电能质量的要求。智能微电网虽然也是分散供电形式，但它不是对电力系统发展初期的孤立小系统的简单回归，而是采用大量先进的现代电力技术，如快速的电力电子开关和先进的逆变技术，高效的储能装置等，因此本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
智能微电网由发电单元、发电管理系统、储能单元、储能管理系统、用户端配电线路、用户端监控系统、中央控制单元、远程监控系统以及外部接入控制器组成。
1、所述的发电单元由太阳能光伏发电、小型风机发电、微型燃气轮机发电以及逆变器组成。发电单元接入用户端配电线路，与发电管理系统相连，发电单元各发电设备受发电管理系统监控和控制。
2、所述的发电管理系统发电监控设备、供电自动调节设备组成。发电管理系统连接发电单元，与中央控制单元相连，接受中央控制单元指令对控制发电单元处于运行或卸载状态，并将发电设备运行状态信息发送回中央控制单元，同时自动调节控制发电设备处于最佳运行状态。
3、所述的储能单元由高性能蓄电池组和双向逆变器组成。储能单元接入用户端配电线路，通过储能管理系统连接发电管理系统和中央控制器相连，储能单元利用双向逆变器可以储存发电设备的能量，可以向用户端负载提供能量。
4、所述的储能管理系统由储能监控设备、储能信息评估以及储能安全隔离设备组成。储能管理系统连接发电管理系统和中央控制单元，储能监控设备显示储能单元的状态，储能信息评估系统实时评估储能单元的运行状态，对存在问题的高性能蓄电池组进行警示，并启用储能安全隔离设备对存在问题的高性能蓄电池组进行隔离，防止出现储能单元整体损耗。储能管理系统将储能单元运行状态送回中央控制单元，接受中央控制单元指令控制能量在储能单元与用户端负载之间流动。
5、所述的用户端配电线路连接用户端各种用电设备。
6、所述的用户端监控系统实时监控用户端配电线路电能变化，将相关信息传送给中央控制单元，并对用户端设备提供紧急安全保护功能。
7、所述的中央控制单元由发电管理系统端口、储能管理系统端口、外部接入控制器端口、远程监控系统端口、信息采集分析器、中央处理器、仿真控制单元组成。中央控制单元各端口对应连接系统，信息采集分析器从各端口获取各系统运行运行状态信息，经中央处理器处理后将分析结果传送至仿真控制单元，仿真控制单元主要进行智能微电网发电量变化趋势以及用户端能耗预测，根据中央处理器传送过来的信息做出智能化决策，控制智能微电网的稳定有效运行。中央控制将通过信息采集分析器将智能微电网运行状态输送至远程监控系统，并接受远程监控系统操作指令。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图为智能微电网结构图：
（1）为发电单元，（2）为发电管理系统，（3）为储能单元，（4）储能管理系统，（5）用户端配电线路，（6）用户端监控系统，（7）中央控制单元，
（8）远程监控系统，（9）外部接入控制器。
具体实施方案
根据附图所示，智能微电网包括发电单元、发电管理系统、储能单元、储能管理系统、用户端监控系统、中央控制单元、远程监控系统、外部接入控制器几个组成部分。现以某小区为例，构建一个大电网下的末端智能微电网。
发电设备为太阳能光伏发电屋顶电站、小型风机和燃气轮组成，经过逆变器与用户端配电线路相连。
储能单元为磷酸铁锂高性能蓄电池组，通过双向逆变器也与用户端配电线路相连。
用户端监控系统监控系统接在用户端配电线路上。
发电管理系统、储能管理系统、用户端监控系统、远程监控系统分别接入中央控制单元对应端口。
外部接入控制器连接用户配电线路和外部公共电网或外部智能微电网，同时接入中央控制单元对应端口，与中央控制单元进行信息和指令互通。
远程监控系统通过现代网络通信技术可以远程实时监控智能微电网的运行状态，对紧急事件进行人工操作。
智能微电网在运行状态下，当发电设备提供的电能高于用户端负载需求时，中央控制器控制外部接入控制器处于断开状态，发电设备向用户配电线路输电，并向磷酸铁锂高性能蓄电池组充电，同时根据情况可以卸载部分发电设备。
当发电设备提供的电能低于用户端负载需求时，中央控制器控制外部接入控制器处于断开状态，同时控制磷酸铁锂高性能蓄电池组向用户配电线路输电，保证用户端负载正常运行，也可以控制外部接入控制器向用户配电线路输电，同时对磷酸铁锂高性能蓄电池组进行充电。
储能单元的磷酸铁锂高性能蓄电池组的充电和发电状态由中央控制器的仿真控制单元根据具体情况智能控制。
Claims (6)
1.一种智能微电网系统,其特征是：由发电单元、发电管理系统、储能单元、储能管理系统、用户端配电线路、用户端监控系统、中央控制单元、远程监控系统以及外部接入控制器组成。
2.根据权利1所述的智能微电网系统，其特征是：发电单元由太阳能光伏发电、小型风机发电、微型燃气轮机发电以及逆变器组成，发电单元接入用户端配电线路，与发电管理系统相连，发电单元各发电设备受发电管理系统监控和控制。
3.根据权利1所述的智能微电网系统，其特征是：发电管理系统发电监控设备、供电自动调节设备组成，发电管理系统连接发电单元，与中央控制单元相连，接受中央控制单元指令对控制发电单元处于运行或卸载状态，并将发电设备运行状态信息发送回中央控制单元。
4.根据权利1所述的智能微电网系统，其特征是：储能单元由高性能蓄电池组和双向逆变器组成，储能单元接入用户端配电线路，通过储能管理系统连接发电管理系统和中央控制器相连。
5.根据权利1所述的智能微电网系统，其特征是：储能管理系统由储能监控设备、储能信息评估以及储能安全隔离设备组成。
6.根据权利1所述的智能微电网系统，其特征是：中央控制单元由发电管理系统端口、储能管理系统端口、外部接入控制器端口、远程监控系统端口、信息采集分析器、中央处理器、仿真控制单元组成。
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