CN105098783A - 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 - Google Patents
一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105098783A CN105098783A CN201510606883.5A CN201510606883A CN105098783A CN 105098783 A CN105098783 A CN 105098783A CN 201510606883 A CN201510606883 A CN 201510606883A CN 105098783 A CN105098783 A CN 105098783A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sub
- module
- micro
- type
- many
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明提供了一种含串联和并联结构的光储型多微网系统，该光储型多微网系统包括一次系统和二次系统；一次系统包括配电网、多微网母线、至少三个子微网，每个子微网均包括光伏发电系统、储能系统和负荷设备；二次系统为控制系统，该控制系统包括区域型中央控制器和区域型一体化终端；至少三个子微网包括串联型子微网和至少两个并联型子微网；串联型子微网中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，多微网母线通过断路器和接触器与配电网相连接；每个并联型子微网包括子微网母线，其中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接；子微网通过断路器和接触器与多微网母线相连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种含串联和并联结构的光储型多微网系统。
背景技术
分布式发电接入配电网，有利于新能源就地分散利用，提高用户供电可靠性。但分布式发电具有间歇性和随机性，其不稳定的发电方式给电网安全稳定运行带来相当多难题。微电网作为分布式发电接入电网的有效利用方式，将发电系统、储能系统、负荷相结合，通过相关控制装置间的配合，不仅解决了分布式电源发电系统的大规模接入问题，充分发挥了分布式发电系统的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。
随着微网工程的大规模建成，一定区域内多个邻近微网因互联互供所需将形成多微网系统。目前我国在光储多微网系统方面的研究和现场运行经验较少，随着光储微电网进入快速发展阶段，有必要发展一种含串联和并联结构的光储型多微网系统，以开展光储多微网的关键技术研究。
中国专利申请201220002686.4公开了一种实验室用的微电网系统，该微电网系统只包括一次系统，未涉及二次系统设计，微电网系统不具备完善的功能，而且该申请内的微电网系统为单微网，不适用多微网的关键技术研究。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种含串联和并联结构的光储型多微网系统，其对开展光储型多微网系统的规划设计、模式切换和优化运行研究具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明提供了一种含串联和并联结构的光储型多微网系统，该光储型多微网系统包括一次系统和二次系统；一次系统包括配电网、多微网母线、至少三个子微网，每个子微网均包括光伏发电系统、储能系统和负荷设备；二次系统为控制系统，该控制系统包括区域型中央控制器和区域型一体化终端；
至少三个子微网包括：
串联型子微网，其中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，多微网母线通过断路器和接触器与配电网相连接；
至少两个并联型子微网；每个并联型子微网包括子微网母线；其中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接；子微网通过断路器和接触器与多微网母线相连接。
本发明中，二次系统是主控硬件采用芯片stm32F407的光储型多微网控制系统。
本发明的光储型多微网系统，其工作原理如下：
光储型多微网的区域型一体化终端通过底层设备通信模块实时采集光伏发电系统、储能系统和负荷设备的运行数据(储能系统荷电状态、敏感负荷总有功、可控负荷总有功、完全可切除负荷总有功、分布式电源出力、各断路器开关状态、子微网运行状态等实时信息)，再通过终端通信模块传输数据至区域型中央控制器；区域型中央控制器对接收的数据进行统计分析，结合配电网的调度信息经决策后向区域型一体化终端发送控制指令，区域型一体化终端再向光伏发电系统、储能系统和负荷设备下达指令，实现光储型多微网功率实时平衡控制、运行优化、模式切换等功能。
光储型多微网的控制系统是光储型多微网系统的决策中心，根据接收的底层设备实时运行数据和配电网调度信息，采取快速决策确定相关分布式电源的出力、负荷的投切以及各子微网的并离网控制。具备以下基本功能：(1)光储型多微网各分布式电源和负荷运行状态的实时监控；(2)光储型多微网的孤岛检测与运行模式控制；(3)光储型多微网的故障保护及稳定运行控制；(4)光储型多微网互联运行的群组协调技术。
根据本发明另一具体实施方式，串联型子微网与并联型子微网构成串联型多微网；至少两个并联型子微网构成并联型多微网。
根据本发明另一具体实施方式，光伏发电系统由光伏电池板、光伏直流配电箱和光伏逆变器组成；光伏电池板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱与光伏逆变器相连接。
根据本发明另一具体实施方式，储能系统由锂电池组和储能双向变流器组成；串联后的锂电池组与储能双向变流器相连接。
根据本发明另一具体实施方式，负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载；灯泡组、负载箱、电动机和电子负载均各自通过一个断路器和一个接触器与微电网母线相连接；微电网母线包括多微网母线和子微网母线。
根据本发明另一具体实施方式，区域型中央控制器包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI(Digitalinput，数字量输入)模块、DO(DigitalOutput，数字量输出)模块、AI(Analoginput，模拟量输入)模块、AO(AnalogOutput，模拟量输出)模块、温度模块。
根据本发明另一具体实施方式，区域型一体化终端包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI(Digitalinput，数字量输入)模块、DO(DigitalOutput，数字量输出)模块、AI(Analoginput，模拟量输入)模块、AO(AnalogOutput，模拟量输出)模块、温度模块、双向计量模块。
根据本发明另一具体实施方式，区域型一体化终端的底层设备通信模块从光伏发电系统、储能系统和负荷设备端采集数据并下达通信控制指令；
区域型一体化终端的终端通信模块传输数据至所述区域型中央控制器，并接收区域型中央控制器的控制指令；
区域型一体化终端的DI模块采集所有断路器状态；
区域型一体化终端的DO模块输出继电器控制信号；
区域型一体化终端的AI模块采集光照强度相关信号；
区域型一体化终端的AO模块为备用输出；
区域型一体化终端的温度模块采集环境温度数据；
区域型一体化终端的双向计量模块采集用户出口的电能数据，并上传数据；
区域型中央控制器的终端通信模块接收区域型一体化终端传输的数据，结合配电网的调度信息经决策后下达控制指令。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明光储型多微网系统，包含串联和并联结构，可实时监控光储型多微网各分布式电源和负荷的实时运行状态，对开展多微网系统能量优化管理有重要工程应用价值；同时，光储型多微网的控制系统根据接收的底层设备实时运行数据和配电网调度信息，确定相关分布式电源的出力、负荷的投切以及各子微网的并离网控制，可快速验证多微网功率实时平衡控制、运行优化、模式切换等策略的有效性。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为实施例1的含串联和并联结构的光储型多微网系统的电气拓扑图；
图2为实施例1中，控制系统的功能架构图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的含串联和并联结构的光储型多微网系统包括一次系统和二次系统；一次系统包括配电网、多微网母线、至少三个子微网，每个子微网均包括光伏发电系统、储能系统和负荷设备；二次系统为控制系统，该控制系统包括区域型中央控制器和区域型一体化终端；
至少三个子微网包括：串联型子微网(子微网1)和至少两个并联型子微网(子微网2、子微网3)。串联型子微网中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，多微网母线通过断路器和接触器与配电网相连接；每个并联型子微网包括子微网母线；其中，光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接；子微网通过断路器和接触器与多微网母线相连接。串联型子微网与并联型子微网构成串联型多微网；至少两个并联型子微网构成并联型多微网。
光伏发电系统由光伏电池板、光伏直流配电箱和光伏逆变器组成；光伏电池板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱与光伏逆变器相连接。储能系统由锂电池组和储能双向变流器组成；串联后的锂电池组与储能双向变流器相连接。负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载；灯泡组、负载箱、电动机和电子负载均各自通过一个断路器和一个接触器与微电网母线相连接；微电网母线包括多微网母线和子微网母线。
如图2所示，区域型中央控制器包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI(Digitalinput，数字量输入)模块、DO(DigitalOutput，数字量输出)模块、AI(Analoginput，模拟量输入)模块、AO(AnalogOutput，模拟量输出)模块、温度模块。
区域型一体化终端包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI(Digitalinput，数字量输入)模块、DO(DigitalOutput，数字量输出)模块、AI(Analoginput，模拟量输入)模块、AO(AnalogOutput，模拟量输出)模块、温度模块、双向计量模块。
区域型一体化终端的底层设备通信模块从光伏发电系统、储能系统和负荷设备端采集数据并下达通信控制指令；区域型一体化终端的终端通信模块传输数据至区域型中央控制器，并接收区域型中央控制器的控制指令；区域型一体化终端的DI模块采集所有断路器状态；区域型一体化终端的DO模块输出继电器控制信号；区域型一体化终端的AI模块采集光照强度相关信号；区域型一体化终端的AO模块为备用输出；区域型一体化终端的温度模块采集环境温度数据；区域型一体化终端的双向计量模块采集用户出口的电能数据，并上传数据；区域型中央控制器的终端通信模块接收区域型一体化终端传输的数据，结合配电网的调度信息经决策后下达控制指令。
本实施例的光储型多微网系统相关配置如下：
主控硬件：芯片stm32F407，基于高性能的CortexTM-M4F的32位RISC内核，工作频率高达168MHz，并带有1M的高速Flash和196K的SRAM；
通信模块：包括以太网通信模块、Wi-Fi通信模块、RS485通信模块和CAN通信模块，其中以太网电平转换模块采用芯片DP83848C，Wi-Fi通信模块采用USR-WIFI232-G模块，RS485电平转换模块采用芯片ADM2483，CAN差分电平转换模块采用芯片PCA82C50；
DI模块：型号DI9371，12路数字输入，24Vdc，采集所有断路器状态；
DO模块：型号DO9322，12路数字输出，24Vdc\0.5A，输出继电器控制信号；
AI模块：型号AI4622，4路模拟输入，可自定义为±10V或0-20mA，采集光照强度相关信号；
AO模块：型号AO4622，4路模拟输出，可自定义为±10V或0-20mA，备用输出；
温度模块：型号AT4222，4路温度输入，采集环境温度数据；
双向计量模块：由MCU(微控制单元，MicrocontrollerUnit)、RS485通信模块、计量单元和存储模块构成，MCU采用芯片stm32F205。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
Claims (8)
1.一种含串联和并联结构的光储型多微网系统，其特征在于，所述光储型多微网系统包括一次系统和二次系统；所述一次系统包括配电网、多微网母线、至少三个子微网，每个所述子微网均包括光伏发电系统、储能系统和负荷设备；所述二次系统为控制系统，所述控制系统包括区域型中央控制器和区域型一体化终端；
所述至少三个子微网包括：
串联型子微网，其中，所述光伏发电系统、所述储能系统和所述负荷设备通过断路器和接触器与所述多微网母线相连接，所述多微网母线通过断路器和接触器与所述配电网相连接；
至少两个并联型子微网；每个所述并联型子微网包括子微网母线；其中，所述光伏发电系统、所述储能系统和所述负荷设备通过断路器和接触器与所述子微网母线相连接；所述子微网通过断路器和接触器与所述多微网母线相连接。
2.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述串联型子微网与所述并联型子微网构成串联型多微网；至少两个所述并联型子微网构成并联型多微网。
3.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述光伏发电系统由光伏电池板、光伏直流配电箱和光伏逆变器组成；所述光伏电池板与所述光伏直流配电箱相连，所述光伏直流配电箱与所述光伏逆变器相连接。
4.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述储能系统由锂电池组和储能双向变流器组成；串联后的所述锂电池组与所述储能双向变流器相连接。
5.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载；所述灯泡组、所述负载箱、所述电动机和所述电子负载均各自通过一个断路器和一个接触器与微电网母线相连接；所述微电网母线包括所述多微网母线和所述子微网母线。
6.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述区域型中央控制器包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块、温度模块。
7.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，所述区域型一体化终端包括：底层设备通信模块、终端通信模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块、温度模块、双向计量模块。
8.如权利要求1所述的光储型多微网系统，其特征在于，
所述区域型一体化终端的底层设备通信模块从光伏发电系统、储能系统和负荷设备端采集数据并下达通信控制指令；
所述区域型一体化终端的终端通信模块传输数据至所述区域型中央控制器，并接收所述区域型中央控制器的控制指令；
所述区域型一体化终端的DI模块采集所有断路器状态；
所述区域型一体化终端的DO模块输出继电器控制信号；
所述区域型一体化终端的AI模块采集光照强度相关信号；
所述区域型一体化终端的AO模块为备用输出；
所述区域型一体化终端的温度模块采集环境温度数据；
所述区域型一体化终端的双向计量模块采集用户出口的电能数据，并上传数据；
所述区域型中央控制器的终端通信模块接收所述区域型一体化终端传输的数据，结合配电网的调度信息经决策后下达控制指令。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510606883.5A CN105098783B (zh) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510606883.5A CN105098783B (zh) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105098783A true CN105098783A (zh) | 2015-11-25 |
| CN105098783B CN105098783B (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=54578651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510606883.5A Active CN105098783B (zh) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105098783B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105337310A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 一种串联结构光储型多微网经济运行系统及方法 |
| CN105515931A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-20 | 华南理工大学 | 适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信硬件系统及方法 |
| CN105790255A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-07-20 | 中华电信股份有限公司 | 多微电网供电系统与控制方法 |
| CN105896612A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-08-24 | 国网天津武清供电有限公司 | 分布式电源信息采集分析调度系统 |
| CN110011304A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 国网山西省电力公司大同供电公司 | 一种用于开关组网规划中的自优化路由系统 |
| CN113890164A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 嘉兴学院 | 一种光伏储能供电控制系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235682A (ja) * | 2011-04-29 | 2012-11-29 | General Electric Co <Ge> | スマートな負荷平衡のための変圧器構造 |
| CN103078325A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 河北省电力公司电力科学研究院 | 一种交直流混合微电网系统及其控制方法 |
| CN103915836A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-07-09 | 华南理工大学 | 一种基于多种分布式电源的实验室用智能微电网系统 |
| CN204928157U (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-30 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 |
-
2015
- 2015-09-22 CN CN201510606883.5A patent/CN105098783B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235682A (ja) * | 2011-04-29 | 2012-11-29 | General Electric Co <Ge> | スマートな負荷平衡のための変圧器構造 |
| CN103078325A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 河北省电力公司电力科学研究院 | 一种交直流混合微电网系统及其控制方法 |
| CN103915836A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-07-09 | 华南理工大学 | 一种基于多种分布式电源的实验室用智能微电网系统 |
| CN204928157U (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-30 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周念成 等: "串联和并联结构的多微网系统分层协调控制策略", 《电力系统自动化》 * |
| 金明: "串联和并联结构的多微网系统分层主从协调控制方法", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105790255A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-07-20 | 中华电信股份有限公司 | 多微电网供电系统与控制方法 |
| CN105790255B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-09-11 | 中华电信股份有限公司 | 多微电网供电系统与控制方法 |
| CN105337310A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 一种串联结构光储型多微网经济运行系统及方法 |
| CN105515931A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-20 | 华南理工大学 | 适用于区域多微网的分层级多时间尺度通信硬件系统及方法 |
| CN105896612A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-08-24 | 国网天津武清供电有限公司 | 分布式电源信息采集分析调度系统 |
| CN110011304A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 国网山西省电力公司大同供电公司 | 一种用于开关组网规划中的自优化路由系统 |
| CN110011304B (zh) * | 2019-04-15 | 2023-01-03 | 国网山西省电力公司大同供电公司 | 一种用于开关组网规划中的自优化路由系统 |
| CN113890164A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 嘉兴学院 | 一种光伏储能供电控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105098783B (zh) | 2018-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105098783A (zh) | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 | |
| CN106054672B (zh) | 基于rt-lab的真实微电网运行动态仿真测试平台 | |
| CN103915836B (zh) | 一种基于多种分布式电源的实验室用智能微电网系统 | |
| Cheng et al. | Energy internet access equipment integrating cyber-physical systems: Concepts, key technologies, system development, and application prospects | |
| CN102570455A (zh) | 智能微电网供电系统 | |
| CN103595136A (zh) | 一种微网能量管理系统 | |
| CN205160090U (zh) | 具有稳态不间断微电网并网接口一体化装置 | |
| Xu et al. | Control devices development of multi‐microgrids based on hierarchical structure | |
| WO2018103231A1 (zh) | 一种新能源微电网电动汽车充电站 | |
| CN105244909A (zh) | 一种直流微网系统及并网自平衡控制策略 | |
| CN201837674U (zh) | 并网光伏发电监测及分析系统 | |
| CN202550532U (zh) | 智能微电网供电系统 | |
| CN205622226U (zh) | 一种含单三相的混联结构光储型多微网系统 | |
| CN106847019A (zh) | 一种微电网调度监控系统及控制方法 | |
| CN104280624A (zh) | 多功能智能型微电网应用平台 | |
| CN103378604A (zh) | 智能微电网 | |
| CN102694418B (zh) | 交流配电智能监控系统 | |
| CN204928157U (zh) | 一种含串联和并联结构的光储型多微网系统 | |
| CN205791564U (zh) | 一种含多类风机的海岛多微网硬件系统 | |
| CN203536975U (zh) | 一种分布式发电并网控制电路 | |
| CN203337758U (zh) | 多功能智能型微电网应用平台 | |
| CN202513607U (zh) | 并网/离网式光伏储能设备 | |
| CN204131125U (zh) | 一种基于多种分布式电源的实验室用智能微电网系统 | |
| CN104517510A (zh) | 一种用于动态模拟试验的光伏电源物理模拟系统 | |
| CN205070457U (zh) | 一种户用单相光储型多微网系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210818 Address after: 510000 3 building, 3, 4, 5 and J1 building, 11 building, No. 11, Ke Xiang Road, Luogang District Science City, Guangzhou, Guangdong. Patentee after: China Southern Power Grid Research Institute Co.,Ltd. Patentee after: GUANGDONG INTEWORK ENERGY TECHNOLOGY RESEARCH Co.,Ltd. Patentee after: SOUTH CHINA University OF TECHNOLOGY Address before: 510080 West Tower 13-20 Floor, Shui Jungang 6 and 8 Dongfeng East Road, Yuexiu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: China Southern Power Grid Research Institute Co.,Ltd. Patentee before: CSG POWER GRID TECHNOLOGY RESEARCH CENTER Patentee before: GUANGDONG INTEWORK ENERGY TECHNOLOGY RESEARCH Co.,Ltd. Patentee before: SOUTH CHINA University OF TECHNOLOGY |