CN104037774A - 基于优先级的微电网内设备调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，该方法包括：对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置生成设备优先级列表；实时获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对微电网中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序进行投入、退出以及功率调节推演计算，然后付诸实施。本发明根据微电网内的设备优先级，模拟出负载设备和分布式电源的投退和功率调节情况，模拟推演成功后直接调控设备，在限制与大电网的功率交互额度同时，使重要的用电设备得到保障，使能源得到合理利用。

Description

基于优先级的微电网内设备调控方法及系统

技术领域

本发明涉及电网控制技术领域，特别是涉及一种基于优先级的微电网内设备调控方法及系统。

背景技术

微电网是一种微型的电力系统，由分布式电源、储能装置、配电网（大电网）、负载设备、控制系统和电力电子接口等构成。微电网即可以独立运行，给微电网内的负载供电；也可以并网模式运行，向电网逆向送电或接收电网的供能，补充自身能源的不足。在并网模式运行的时候，大电网在错峰用电的时候有限电的要求，所以在非常时期自动协调微电网内设备的供电和用电，使网络稳定而且有序，就变得很重要。

在孤岛模式运行的时候，分布式电源提供的能量非常有限，还常受到时间、资源、不可预知因数的影响，如何合理利用微电网能源，也是尤为的重要。

因此现有技术中，如何在限制与大电网的功率交互额度同时，使重要的用电设备得到保障，并保持电力系统的稳定运行是个很难解决的问题。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，基于优先级的电源和负载投切及调节控制，使微电网内重要的负载保证供电，有经济效益的分布式电源得到充分利用，增加了微电网协调控制的措施。

本发明提供的一种基于优先级的微电网内设备调控方法，所述调控方法包括下述步骤：

根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述设备信息包括分布式电源、负载设备、储能设备的功率信息、当前运行状态及可控性信息；

所述设备优先级包括分布式电源、负载设备、储能设备并统一按优先级混合排序，并不区分设备类型。

较佳地，作为一种可实施方式，所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算，直至系统功率推算达到平衡，包括如下步骤：

判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡。

较佳地，作为一种可实施方式，所述判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况，包括如下步骤：

预设微电网与大电网之间允许功率交换上下限值、孤岛时微电网主电源功率上下限值及功率调整裕度，并实时获取并网时微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率，比较微电网与大电网功率交换或孤岛时微电网主电源实际功率值与限值之间的大小关系；

判断当前微电网的运行模式，根据数值比较分析出当前运行模式下的配电情况；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电过载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电不足；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电欠载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电过多；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超上限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超下限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

较佳地，作为一种可实施方式，在所述预先设置生成设备优先级列表之后，还包括如下步骤：

接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级列表的指令，并更新保存优先级列表。

较佳地，作为一种可实施方式，在所述判断当前微电网的运行模式之后，还包括如下步骤：

若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

较佳地，作为一种可实施方式，在所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况之后，还包括如下步骤：

若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；

若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。

相应地，本发明还提供了一种基于优先级的微电网内设备调控系统，包括一个或多个分布式电源、负载设备、储能设备、控制中心，所述调控系统还包括主控制器，所述主控制器包括优先级处理模块和调控处理模块，其中：

所述优先级处理模块，用于根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

所述调控处理模块，用于实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述调控处理模块包括分析处理子模块、调控推演子模块和调控执行子模块，其中：

所述分析处理子模块，用于判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

所述调控推演子模块，用于进行调控策略推演计算：

若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

所述调控执行子模块，用于依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述分析处理子模块包括预设子模块、检测子模块和判断子模块，其中：

所述预设子模块，用于预设微电网与大电网之间允许功率交换上下限值、孤岛时微电网主电源功率上下限值及功率调整裕度；

所述检测子模块，用于实时获取并网时微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率；

所述判断子模块，用于判断当前微电网的运行模式，比较微电网与大电网功率交换或孤岛时微电网主电源实际功率与限值之间的大小关系，根据数值比较分析出当前运行模式下的配电情况；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电过载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电不足；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电欠载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电过多；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超上限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超下限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

较佳地，作为一种可实施方式，所述主控制器还包括维护处理模块，其中：

所述维护处理模块，用于接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级的指令，并更新保存优先级列表。

较佳地，作为一种可实施方式，所主控制器还包括黑启动处理模块，其中：

所述黑启动处理模块，用于若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

较佳地，作为一种可实施方式，所述主控制器还包括故障处理模块，其中：

所述故障处理模块，用于若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；

若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，系统将重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的一种基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，其中该方法包括：对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置生成设备优先级列表；实时获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对微电网中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序进行投入、退出以及功率调节推演计算，然后付诸实施。

本发明提供的基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，根据微电网内的设备优先级，模拟出负载设备和分布式电源的投退和功率调节情况，模拟推演成功后直接调控设备，在限制与大电网的功率交互额度同时，使重要的用电设备得到保障，使能源得到合理利用。通过研究基于优先级的电源和负载投切及调节控制，使微电网内重要的负载保证供电，有经济效益的分布式电源得到充分利用，增加了微电网协调控制的措施。

附图说明

图1为本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例一的流程示意图；

图2为图1中本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例一中设备优先级列表的示意图；

图3为本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例二的流程示意图；

图4为本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例三的流程示意图；

图5为本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例四的流程示意图；

图6为本发明基于优先级的微电网内设备调控方法的实施例五的流程示意图；

图7为本发明基于优先级的微电网内设备调控系统的实施例六的结构示意图；

图8为本发明基于优先级的微电网内设备调控系统的实施例六中主控制器的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明基于优先级的微电网内设备调控方法及系统的具体实施方式进行说明。

实施例一

本发明实施例提供了一种基于优先级的微电网内设备调控方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S100、根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

S200、实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

S300、依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述设备信息包括分布式电源、负载设备、储能设备的功率信息、当前运行状态及可控性信息；

所述设备优先级包括分布式电源、负载设备、储能设备并统一按优先级混合排序，并不区分设备类型。

本发明实施例一提供调控方法其实质是通过这种基于优先级算法的有序协调控制及轮询的方式，在最大程度地保证重要负载设备的供电，光能、风能等新能源的充分利用的同时，有效保障电网的平衡和稳定。

其中：运行人员根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度（或是根据成本效益、经营安排等因素进行设定）进行优先级排序，在系统中预先设置设备优先级列表。运行人员可以根据重要程度或是成本效益等因素综合考虑后，人工对系统中的参数进行配置。

本发明实施例一是通过以下技术方案来实现的：

用优先级列表（例如，如图2所示）表征微电网内的设备重要程度。微电网内的设备根据重要程度设置优先等级，优先级的高低在反应了设备重要程度的同时，也是设备协调控制的重要参考指标。

所述设备重要程度，可以通过主控制器通过分析计算得到设备的重要程度或是通过用户直接设置；

举例说明：预先人工设置设备的重要程度，可以由运行人员在线实时人工进行调整。比如根据负荷重要性：如通信机房高，景观照明重要性最低；再如根据电源成本效益，如优先用太阳能光伏，其次市电、最次柴油发电。上述信息为本领域公知常识，因此本发明实施例对此不再一一赘述。

较佳地，在步骤S200中，所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算，直至系统功率推算达到平衡，包括如下步骤：

S201、判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

S202、若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡。

其中：按照设备的优先等级从高到低的顺序，逐个判断设备的投入或退出以及功率调节。优先级高的分布式电源优先投入或者功率调高，较后切除。优先级高的负载设备优先切除或者功率调低，较后投入或者功率调高。

需要说明说的是：微电网内的用电设备和分布式电源可以根据设备的特点来设置可控特性，包括是否允许主控制器控制、是否允许智能电网协调控制中心控制、是否远程锁定、是否异常处理等。

较佳地，作为一种可实施方式，在步骤S201中，所述判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况，包括如下步骤：

S2011、预设微电网与大电网之间允许功率交换限值或孤岛时微电网主电源功率限值Plimits及功率裕度Pmargin，并实时获取微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率Preal，计算微电网与大电网功率交换或孤岛时微电网主电源实际功率与限值之间的差值△P；

△P=Plimits–Preal–Pmargin；

其中，Plimits为微电网与大电网之间允许功率限值或孤岛时微电网主电源功率限值；Preal为微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实际功率；Pmargin为功率裕度；

举例说明，微电网与大电网之间允许的功率交换限值Plimits可以通过上级主站或维护设备远程修改，也可以就地（控制中心）修改。

需要说明的是：微电网与大电网并网运行模式下，主控制器接以功率限值为控制目标，计算微电网与大电网功率交换与限值之间的差值△P：

其中，Plimits功率限值以及Pmargin为功率裕度是预设的（定值）；

Preal为微电网与大电网交换的实时功率通过采集的（变量）；

S2012、判断当前微电网在运行模式，根据△P数值分析出当前运行模式下的配电情况；

S2013、若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且△P小于0，则判定大电网向微电网供电过载；若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且△P大于0，则判定微电网向大电网逆送电不足；

在上述步骤S2013后，继续执行步骤S202，针对步骤S2013的检测结果（即并网运行模式，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足），应按照设备优先级列表，执行顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备的操作；

S2014、若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且△P大于0，则判定大电网向微电网供电欠载（即微电网用电欠载）；若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且△P小于0，则判定微电网向大电网逆送电过多；

在上述步骤S2014后，继续执行步骤S202，针对步骤S2014的检测结果（即并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多），应按照设备优先级列表，执行顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源的操作；

S2015、若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出△P小于0时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

在上述步骤S2015后，继续执行步骤S202，针对步骤S2015的检测结果（即当前微电网能源供给小于需求），应按照设备优先级列表，执行顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备的操作；

S2016、若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出△P大于0时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

在上述步骤S2016后，继续执行步骤S202，针对步骤S2016的检测结果（即当前微电网能源供给大于需求），应按照设备优先级列表，执行顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备的操作；

需要说明的是：在并网模式下，如果大电网向微电网供电且△P小于0，说明微电网用电过载；如果微电网向大电网逆送电且△P大于0，说明逆送电不足；这两种情况，主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级高的分布式电源，切除（或功率调低）优先级高的负载设备。

另外，在并网模式下，如果大电网向微电网供电且△P大于0，说明微电网用电欠载；如果微电网向大电网逆送电且△P小于0，说明逆送电过多；这两种情况，主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级低的负载设备，切除（或功率调低）优先级低的电源。

同时，在孤岛模式下，微电网能源供给小于需求时，此时微电网主电源按功率限值输出，△P小于0；主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级高的分布式电源，切除（或功率调低）优先级高的负载设备；

在孤岛模式下，微电网能源供给大于需求时，此时微电网主电源低于功率限值输出，主控制器按照优先级列表，顺序切除（或功率调低）优先级低的电源，投入（或功率调高）优先级高的负载设备。

较佳地，所述调控方法在步骤S100和步骤S200之间，即所述预先设置生成设备优先级列表之后，还包括如下步骤：

S110、接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级列表的指令，并更新保存优先级列表。

较佳地，在步骤S200中，在所述判断当前微电网的运行模式之后，还包括如下步骤：

S210、若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

较佳地，在步骤S200中，在所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况之后，还包括如下步骤：

S220、若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；

S230、若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态（该设备将不再参与调控直至故障排除后解锁）并执行报警警告操作，重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

S240、在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。

异常处理：当大电网故障或停电时，切换到孤岛运行模式；如果在协调控制过程出现设备拒动或异常，将设备锁定并向控制中心告警；当在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作，从而起到提示作用。

为了更加清楚的阐述本发明实施例基于微电网内设备调控的具体步骤的实现方案，作为本发明实施例一关于并网模式下调控步骤的另一种可实施方式：

实施例二

具体地，以并网模式下调控步骤加以说明：

在并网模式下，如果大电网向微电网供电且△P小于0，说明微电网用电过载；如果微电网向大电网逆送电且△P大于0，说明逆送电不足；这两种情况，主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级高的分布式电源，切除（或功率调低）优先级高的负载设备。

如图3，所述控制方法如下：

步骤A1、开始；

步骤A2、计算大电网与微电网的交换功率与功率限值间的差值△P；

步骤A3、获取最新的设备优先级列表；

步骤A4、按设备优先级列表中从优先级高到低的顺序轮询设备，判断设备的类别，开始计算设备投切控制产生的结果；

步骤A5、若当前轮询设备为分布式电源，判断当前分布式电源是否可以投入；如果可投，计算分布式电源可以输出的功率；

步骤A6、若当前轮询设备为负载设备，判断当前负载设备是否可以切除，如果可切，计算负载设备可以释放的功率；

步骤A7、计算当前设备投切或调控控制后，判断微电网内的功率供需是否满足需求，即根据模拟控制后△P的结果值判断是否依然过载或逆送电不足，若是返回步骤A4；否则进入步骤A8。

步骤A8、得到最终控制策略，协调处理结束，按照所述最终控制策略执行调控操作；

实施例三

在并网模式下，如果大电网向微电网供电且△P大于0，说明微电网用电欠载；如果微电网向大电网逆送电且△P小于0，说明逆送电过多；这两种情况，主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级低的负载设备，切除（或功率调低）优先级低的分布式电源。

如图4，所述控制方法如下：

步骤B1、开始；

步骤B2、计算大电网与微电网的交换功率与功率限值间的差值△P；

步骤B3、获取最新的设备优先级列表；

步骤B4、按设备优先级列表中从优先级高到低的顺序轮询设备，判断设备的类别，开始计算设备投切控制产生的结果；

步骤B5、若当前轮询设备为负载设备，判断当前负载设备是否可以投入，如果可投，计算负载设备以额定功率运行是否可行；

步骤B6、如果当前轮询设备为分布式电源，判断当前分布式电源是否可以切除；如果切除，计算系统能否保证负载设备用电；

步骤B7、当前设备投切或调控控制后，判断微电网内的功率供需是否满足需求；即根据模拟控制后△P的结果值判断是否依然欠载或逆送电过多，若是返回步骤B4；否则进入步骤B8；

步骤B8、得到最终控制策略，协调处理结束，按照所述最终控制策略执行调控操作；

为了更加清楚的阐述本发明实施例基于优先级的微电网内设备调控的具体步骤的实现方案，作为本发明实施例一关于孤岛模式下调控步骤的另一种可实施方式：

实施例四

具体地，以孤岛模式下调控步骤加以说明：

在孤岛模式下，微电网能源供给小于需求时，此时微电网主电源按功率限值输出，△P小于0；主控制器按照优先级列表，顺序投入（或功率调高）优先级高的分布式电源，切除（或功率调低）优先级高的负载设备；

如图5，所述控制方法如下：

步骤C1、开始；

步骤C2、计算大电网与微电网的交换功率与功率限值间的差值△P；

步骤C3、获取最新的设备优先级列表；

步骤C4、按设备优先级列表中从优先级高到低的顺序轮询设备，判断设备的类别，开始计算设备投切控制产生的结果；

步骤C5、若当前轮询设备为分布式电源，判断当前分布式电源是否可以投入；如果可投，计算分布式电源可以输出的功率；

步骤C6、若当前轮询设备为负载设备，判断当前负载设备是否可以切除，如果可切，计算负载设备可以释放的功率；

步骤C7、计算当前设备投切或调控控制后，判断微电网内的功率供需是否满足需求，且模拟结果控制后△P的值是否依然小于0，若是，返回步骤C4；否则进入步骤C8；

步骤C8、得到最终控制策略，协调处理结束，按照所述最终控制策略执行调控操作；

实施例五

在孤岛模式下，微电网能源供给大于需求时，此时微电网主电源低于功率限值输出，主控制器按照优先级列表，顺序切除（或功率调低）优先级低的分布式电源，投入（或功率调高）优先级高的负载设备。

如图6，所述控制方法如下：

步骤D1、开始；

步骤D2、计算大电网与微电网的交换功率与功率限值间的差值△P；

步骤D3、获取最新的设备优先级列表；

步骤D4、按设备优先级列表中从优先级高到低的顺序轮询设备，判断设备的类别，开始计算设备投切控制产生的结果；

步骤D5、若当前轮询设备为负载设备，判断负载设备是否可以投入；如果可投，计算负载设备以额定功率运行是否可行；

步骤D6、若当前轮询设备为分布式电源，判断当前分布式电源是否可以切除；如果切除，计算系统能否保证负载设备用电；

步骤D7、计算当前设备投切或调控控制后，判断微电网内的功率供需是否满足需求，且模拟结果控制后△P的值是否还是大于0，若是，返回步骤D4；否则进入步骤D8；

步骤D8、得到最终控制策略，协调处理结束，按照所述最终控制策略执行调控操作；

基于同一发明构思，本发明实施例六还提供了一种基于优先级的微电网内设备调控系统，由于此系统解决问题的原理与前述实施例一中的一种基于优先级的微电网内设备调控方法相似，因此该系统的实施可以参见前述实施例一中的方法的实施，重复之处不再赘述。

实施例六

本发明实施例六提供了一种基于优先级的微电网内设备调控系统1，如图7所示，包括一个或多个分布式电源10、负载设备20、储能设备30、控制中心40，所述调控系统1还包括主控制器50，所述主控制器50包括优先级处理模块501和调控处理模块502，如图8所示，其中：

所述优先级处理模块501，用于根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

所述调控处理模块502，用于实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述调控处理模块502包括分析处理子模块、调控推演子模块和调控执行子模块，其中：

所述分析处理子模块，用于判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

所述调控推演子模块，用于进行调控策略推演计算：

若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡。

所述调控执行子模块，用于依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

较佳地，作为一种可实施方式，所述分析处理子模块包括预设子模块、检测子模块和判断子模块，其中：

所述预设子模块，用于预设微电网与大电网之间允许功率交换限值或孤岛时微电网主电源功率限值Plimits及功率裕度Pmargin；

所述检测子模块，用于实时获取微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率Preal；

所述判断子模块，用于判断当前微电网在运行模式，计算微电网与大电网功率交换与或孤岛时微电网主电源实际功率限值之间的差值△P，根据△P数值分析出当前运行模式下的配电情况；

△P=Plimits–Preal–Pmargin；

其中，Plimits为微电网与大电网之间允许功率限值或孤岛时微电网主电源功率限值；Preal为微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实际功率；Pmargin为功率裕度；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且△P小于0，则判定大电网向微电网供电过载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且△P大于0，则判定微电网向大电网逆送电不足；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且△P大于0，则判定大电网向微电网供电欠载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且△P小于0，则判定微电网向大电网逆送电过多；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出△P小于0时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出△P大于0时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

较佳地，作为一种可实施方式，如图8所示，所述主控制器50还包括维护处理模块503，其中：

所述维护处理模块503，用于接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级的指令，并更新保存优先级列表。

较佳地，作为一种可实施方式，如图8所示，所述主控制器还包括黑启动处理模块504，其中：

所述黑启动处理模块504，用于若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

较佳地，作为一种可实施方式，如图8所示，所述主控制器还包括故障处理模块505，其中：

所述故障处理模块505，用于若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；

若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，系统将重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。

本发明实施例提供的一种基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，其中该方法包括：对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置生成设备优先级列表；实时获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对微电网中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序进行投入、退出以及功率调节推演计算，然后付诸实施。

本发明实施例提供的基于优先级的微电网内设备调控方法及系统，根据微电网内的设备优先级，模拟出负载设备和分布式电源的投退和功率调节情况，模拟推演成功后直接调控设备，在限制与大电网的功率交互额度同时，使重要的用电设备得到保障，使能源得到合理利用。通过研究基于优先级的电源和负载投切及调节控制，使微电网内重要的负载保证供电，有经济效益的分布式电源得到充分利用，增加了微电网协调控制的措施。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种基于优先级的微电网内设备调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

2.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，所述设备运行信息包括分布式电源、负载设备、储能设备的功率信息、当前运行状态及可控性信息；

所述设备优先级包括分布式电源、负载设备、储能设备并统一按优先级混合排序，并不区分设备类型。

3.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算，直至系统功率推算达到平衡，包括如下步骤：

判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡。

4.根据权利要求3所述的调控方法，其特征在于，所述判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况，包括如下步骤：

预设微电网与大电网之间允许功率交换上下限值、孤岛时微电网主电源功率上下限值及功率调整裕度，并实时获取并网时微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率，比较微电网与大电网功率交换或孤岛时微电网主电源功率实际值与限值之间的大小关系；

判断当前微电网的运行模式，根据数值比较分析出当前运行模式下的配电情况；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电过载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电不足；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电欠载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电过多；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超上限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超下限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

5.根据权利要求1至4任一项所述的调控方法，其特征在于，在所述预先设置生成设备优先级列表之后，还包括如下步骤：

接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级的指令，并更新保存优先级列表。

6.根据权利要求1至4任一项所述的调控方法，其特征在于，在所述判断当前微电网的运行模式之后，还包括如下步骤：

若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

7.根据权利要求1至4所述的调控方法，其特征在于，在所述判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况之后，还包括如下步骤：

若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。

8.一种基于优先级的微电网内设备调控系统，包括一个或多个分布式电源、负载设备、储能设备、控制中心，其特征在于，所述调控系统还包括主控制器，所述主控制器包括优先级处理模块和调控处理模块，其中：

所述优先级处理模块，用于根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

所述调控处理模块，用于实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网在运行模式下的配电情况，根据配电情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高，直至系统功率推算达到平衡；

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

9.根据权利要求8所述的调控系统，其特征在于，所述调控处理模块包括分析处理子模块、调控推演子模块和调控执行子模块，其中：

所述分析处理子模块，用于判断当前微电网的运行模式，分析当前微电网在运行模式下的配电情况；

所述调控推演子模块，用于进行调控策略推演计算：

若当前微电网处于并网运行模式时，且大电网向微电网供电过载时或微电网向大电网逆送电不足时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于并网运行模式，且当前大电网向微电网供电欠载时或微电网向大电网逆送电过多时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级低的负载设备，并切除和/或功率调低优先级低的分布式电源直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给小于需求时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并切除和/或功率调低优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

若当前微电网处于孤岛运行模式，且当前微电网能源供给大于需求时，按照设备优先级列表，顺序切除和/或功率调低优先级低的分布式电源，投入和/或功率调高优先级高的负载设备直至系统功率达到平衡；

所述调控执行子模块，用于依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

10.根据权利要求9所述的调控系统，其特征在于，所述分析处理子模块包括预设子模块、检测子模块和判断子模块，其中：

所述预设子模块，用于预设微电网与大电网之间允许功率交换上下限值、孤岛时微电网主电源功率上下限值及功率调整裕度；

所述检测子模块，用于实时获取并网时微电网与大电网交换的实时功率或孤岛时微电网主电源实时功率；

所述判断子模块，用于判断当前微电网的运行模式，比较微电网与大电网功率交换或孤岛时微电网主电源实际功率与限值之间的大小关系，根据数值比较分析出当前运行模式下的配电情况；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电过载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电不足；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出大电网向微电网供电且交换功率超下限差额大于裕度，则判定大电网向微电网供电欠载；

若当前微电网在并网运行模式下，并检测出微电网向大电网逆送电且交换功率超上限差额大于裕度，则判定微电网向大电网逆送电过多；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超上限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给小于需求；

若当前微电网在孤岛运行模式下，并检测出微电网主电源功率超下限差额大于裕度时，则判定当前微电网能源供给大于需求。

11.根据权利要求8至10任一项所述的调控系统，其特征在于，所述主控制器还包括维护处理模块，其中：

所述维护处理模块，用于接收用户通过上级主站或维护设备在线修改设备优先级的指令，并更新保存优先级列表。

12.根据权利要求8至10所述的调控系统，其特征在于，所述主控制器还包括黑启动处理模块，其中：

所述黑启动处理模块，用于若检测当前微电网停运或崩溃后需要黑启动恢复供电时，按照设备优先级列表，顺序投入和/或功率调高优先级高的分布式电源，并投入和/或功率调高优先级低的负载设备，逐步恢复微电网系统运行。

13.根据权利要求8至10任一项所述的调控系统，其特征在于，所述主控制器还包括故障处理模块，其中：

所述故障处理模块，用于若检测当前大电网故障或停电时，执行切换到孤岛运行模式的操作；

若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，系统将重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

在检测到故障信息后，将所述故障信息发送控制中心提示用户操作。