CN105978034B - 分布式电网配电系统 - Google Patents
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Abstract
一种分布式电网配电系统，包括公用电源、电网以及用电设备，所述公用电源能够通过电网向用电设备供电，所述用电设备包括能量存储单元，所述能量存储单元能够给所述用电设备提供电力；所述用电设备根据所述公用电源的瞬时输出功率的变化，使能量存储单元进行充电或者使能量存储单元向电网供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网配电系统，尤其是涉及一种分布式电网配电系统。
背景技术
一般来说，现有的电网的主要电力来源是常规能源，比如燃煤火力发电厂、燃气火力发电厂或者核能发电厂，通过这些发电厂产生电力，电力通过配电网输送给消费者。这些能源供给的电能较稳定，并且能够容易地调节以满足消费者的需求，同时符合关于这种电能的标准，比如额定电压水平和额定频率水平。但是，这些常规能源具有的缺点包括不可再生、环境污染以及可能的核能泄漏等问题。
随着人们对环境保护的日益关注，越来越多的新能源被用于提供电力，比如太阳能和风力发电被连接到配电网。这些新能源的优点是可再生的，并且还有助于减少不利地影响气候条件的温室气体的排放。但是，这些能源的缺点是输出功率不稳定，其输出可能相对较短的时间间隔中，在较大的范围内变化，从而导致对于电网输配电能力的影响。
现有技术中，例如201180020603.2的发明专利中，主要通过在配电网设置一个统一的公用的电力存储系统，例如抽水蓄能发电站，通过该发电站对于输出功率作平滑调节，从而避免了这些新能源对于电网的影响，这需要单独设立一个公用存储系统，成本巨大。但是实际上，在电网的用电设备中，许多用电设备例如电动汽车等都具备能量存储单元，并且这些用电设备在大部分时间都是不使用的。现有的智能充电的方式，也仅是在给定的时间段内，从中选择出最优惠的充电时间，给用电设备的能量存储单元进行充电，而并没有充分利用这些用电设备的能量存储单元。因此，本发明提出了一种分布式电网配电系统，能够充分利用用电设备中的能量存储单元对电网进行调节，从而省去了建立公用存储系统的成本。
发明内容
作为本发明的一个方面，提供了一种分布式电网配电系统，包括公用电源、电网以及用电设备，所述公用电源能够通过电网向用电设备供电，所述用电设备包括能量存储单元，所述能量存储单元能够给所述用电设备提供电力；所述用电设备根据所述公用电源的瞬时输出功率的变化，使能量存储单元进行充电或者使能量存储单元向电网供电。其中，所述公用电源包括能够提供稳定能量输出的第一电源以及输出能量不稳定的第二电源。所述第一电源包括燃煤火力发电厂、燃气火力发电厂或者核能发电厂。所述第二电源包括太阳能电站或者风力发电站。
优选的，上述方案中，所述用电设备设置能量存储单元电量的第一阈值和第二阈值，当能量存储单元电量大于第一阈值时，所述能量存储单元能够向电网供电；当能量存储单元电量小于第二阈值时，所述能量存储单元不能够向电网供电；所述第一阈值大于第二阈值。
优选的，上述方案中，所述用电设备能够设置两种工作模式，在第一种工作模式下，所述能量存储单元以充电为主要目的；在第二种工作模式下，所述能量存储单元以调节公用电源的瞬时输出功率为主要目的。
优选的，上述方案中，在第一种工作模式下，所述能量存储单元的电量小于第三阈值时，所述能量存储单元进行充电，不能够向电网供电；在能量大于第三阈值时，所述能量存储单元能够向电网供电；所述第三阈值大于所述第一阈值。
优选的，上述方案中，在第二种工作模式下，只要其电量大于第四阈值，所述能量存储单元就能够向电网供电，所述第四阈值小于所述第一阈值，并且所述第四阈值大于所述第二阈值。
优选的，上述方案中，在第二种工作模式下，当公用电源的瞬时输出功率不足时，所述用电设备监测其能量存储单元电量，如果其电量大于第四阈值，则所述用电设备使所述能量存储单元向电网供电；当公用电源的瞬时输出功率过大时，所述用电设备监测其能量存储单元，如果其电量没有充满，则所述用电设备使所述能量存储单元进行充电。
优选的，上述方案中，所述用电设备还包括计数器，所述能量存储单元在第二种工作模式下工作时，所述计数器用于对所述能量存储单元的冲放电次数进行计数。
优选的，上述方案中，还包括贡献评价单元，用于对用电设备在第二种工作模式下的对于电网调节的贡献度进行评价。
优选的，上述方案中，所述贡献评价单元的评价参数包括，初始电量Qs，结束电量Qf，冲放电次数n以及在该模式下的工作时间s。
优选的，上述方案中，所述贡献度C由下式计算，C＝p×s×n×v－（Qf－Qs），其中p为所述能量存储单元充电时的额定功率，v为调节系数，当C小于零时，将C设为零。
优选的，上述方案中，还包括计费单元，所述用电设备在第一工作模式下工作时，所述计费单元对所述贡献度C值进行判断，根据所述贡献度C值确定用户的最终充电费用（Q－C）×m，其中Q为用电设备实际充电量，m为单位充电量费用。
附图说明
图1是本发明的分布式电网配电系统的示意图。
图2是本发明的用电设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明的分布式电网配电系统包括公用电源、电网200以及用电设备。公用电源包括常规发电厂101以及新能源发电厂102，其中常规能源发电厂101能够提供稳定的电力输出，可以是比如燃煤火力发电厂、燃气火力发电厂或者核能发电厂，新能源发电厂102使用可再生能源发电，其电力输出不稳定，其可以是太阳能发电厂或者风力发电厂。公用电源能够通过电网200向用电设备供电。用电设备中包括具有能量存储单元的用电设备30，例如电动汽车，这些用电设备除了能够使用电力外，还能够与电网交互，向电网供电；而其他的用电设备40，例如电灯等，仅能够使用电力。用电设备30根据公用电源中新能源发电厂102的瞬时输出功率的变化，使能量存储单元进行充电或者使能量存储单元向电网供电。
用电设备30如图2所示，包括能量存储单元301，其能够实行充电以及向电网提供电力；电量监控单元302，其能够对能量存储单元301的电量进行实时监控；计数器301，其能够对能量存储单元的充放电次数进行计数；贡献评价单元304，其能够对用电设备对电网调节的贡献度进行评价；计费单元305，其能够确定用户的最终充电费用。用电设备30设置能量存储单元301电量的第一阈值和第二阈值，例如可以设置第一阈值为80％电量，第二阈值为30％电量，当能量存储单元301电量大于80％时，能量存储单元能够向电网供电；当能量存储单元电量301小于30％时，能量存储单元301不能够向电网供电。
用电设备30通过设置模块能够设置两种工作模式，在第一种充电模式下，用户可能随时用车，能量存储单元301以充电为主要目的；在第二种调节模式下，用户可能长时间不用车，能量存储单元301以调节公用电源的瞬时输出功率为主要目的。
在充电模式下，由于用户可能随时用车，能量存储单元301的电量小于第三阈值时，例如90％电量，能量存储单元301进行充电，不能够向电网供电；在电量大于90％时，能量存储单元301能够向电网供电。在调节模式下，其主要用于调节电网功率，只要其电量大于第四阈值，例如60％，能量存储单元301就能够向电网供电。在调节模式下，当公用电源的瞬时输出功率不足时，用电设备监30通过电量监控单元302测其能量存储单元301电量，如果其电量大于60％，则用电设备30使能量存储单元301能够向电网供电，电网根据能量存储器的电量情况，使其向附近的其他用电设备供电；当公用电源的瞬时输出功率过大时，用电设备30监测其能量存储单元301，如果其电量没有充满，则用电设备30使能量存储单元301进行充电。
在调节模式下，计数器301对能量存储单元301的冲放电次数进行计数。贡献评价单元304，用于对用电设备30在调节模式下的对于电网调节的贡献度进行评价。贡献评价单元304的评价参数包括，初始电量Qs，结束电量Qf，冲放电次数n以及在该模式下的工作时间s。其中，贡献度C由下式计算，C＝p×s×n×v－（Qf－Qs），其中p为所述能量存储单元充电时的额定功率，v为调节系数，当C小于零时，将C设为零。
用电设备30还包括计费单元305，用电设备30在充电模式下工作时，计费单元305对贡献度C值进行判断，根据所述贡献度C值确定用户的最终充电费用（Q－C）×m，其中Q为用电设备实际充电量，m为单位充电量费用。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (3)
1.一种分布式电网配电系统，包括公用电源、电网以及用电设备，所述公用电源能够通过电网向用电设备供电，所述用电设备包括能量存储单元，所述能量存储单元能够给所述用电设备提供电力；所述用电设备根据所述公用电源的瞬时输出功率的变化，使能量存储单元进行充电或者使能量存储单元向电网供电；其特征在于：所述用电设备设置能量存储单元电量的第一阈值和第二阈值，当能量存储单元电量大于第一阈值时，所述能量存储单元能够向电网供电；当能量存储单元电量小于第二阈值时，所述能量存储单元不能够向电网供电；所述第一阈值大于第二阈值；所述用电设备能够设置两种工作模式，在第一种充电模式下，用户可能随时用车，所述能量存储单元以充电为主要目的；在第二种调节模式下，用户可能长时间不用车，所述能量存储单元以调节公用电源的瞬时输出功率为主要目的；在第一种充电模式下：所述能量存储单元的电量小于第三阈值时，所述能量存储单元进行充电，不能够向电网供电；在电量大于第三阈值时，所述能量存储单元能够向电网供电；所述第三阈值大于所述第一阈值；所述配电系统还包括贡献评价单元，用于对用电设备在第二种工作模式下的对于电网调节的贡献度进行评价。
2.根据权利要求1所述的分布式电网配电系统，其特征在于：所述贡献评价单元的评价参数包括，初始电量Qs，结束电量Qf，冲放电次数n以及在该模式下的工作时间s；贡献度C由下式计算，C＝p×s×n×v－（Qf－Qs），其中p为所述能量存储单元充电时的额定功率，v为调节系数，当C小于零时，将C设为零。
3.根据权利要求2所述的分布式电网配电系统，其特征在于：还包括计费单元，所述用电设备在第一工作模式下工作时，所述计费单元对所述贡献度C值进行判断，根据所述贡献度C值确定用户的最终充电费用（Q－C）×m，其中Q为用电设备实际充电量，m为单位充电量费用。
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