CN106300393A - 一种微电网系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微电网系统，包括电缆总线、市电总电源、新能源发电系统、储能系统、负载系统、总控开关、负载控制开关和储能控制开关，所述电缆总线分别与市电总电源、新能源发电系统、储能系统以及负载系统并联连接，所述市电总电源通过总控开关与电缆总线相连接，所述储能系统通过储能控制开关与电缆总线相连接，所述负载控制开关与电缆总线并联连接。本发明通过利用储能技术设置储能系统，可以平抑功率波动，保持供电频率稳定，以及在电网内部电压波动时，储能系统还可以提供无功补偿，保持电压稳定，提高微网内的电能质量，具有推广应用的价值。

Description

一种微电网系统
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体为一种微电网系统。
背景技术
随着现代社会能源愈演愈烈的紧张趋势，近几年电网成为了国内外研究的热点。奥巴马提出“电网2.0”概念，美国开始升级旧式电网并申请相关专利上百项；日本自核电危机以后，全面启动分布式发电及储能，相关部门已经投入上百亿资金扶持；国内十二五规划把智能电网和新能源发电做为国家战略发展目标。
电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行，并能通过固态开关在两种运行模式之间进行切换。通常保持有功、无功功率平衡是对电力系统稳定的基本要求，对电网也是如此。但是，由于分布式电源具有间歇性和波动性特点，并且负荷的变化也具有随机性，这给电网的稳定运行带来了挑战。因此，如何研发一种能够实现微网的安全稳定运行以及提高可再生能利用率的技术，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微电网系统，通过利用储能技术实现微网的安全稳定运行，提高微网内的电能质量，解决了上述背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微电网系统，包括电缆总线、市电总电源、新能源发电系统、储能系统、负载系统、总控开关、负载控制开关和储能控制开关，所述电缆总线分别与市电总电源、新能源发电系统、储能系统以及负载系统并联连接，所述市电总电源通过总控开关与电缆总线相连接，所述储能系统通过储能控制开关与电缆总线相连接，所述负载控制开关与电缆总线并联连接。
优选的，所述新能源发电系统包括风力发电、光伏发电和生物质能源发电，所述风力发电通过风力发电转换系统与风力发电控制开关连接，所述光伏发电通过光伏发电转换系统与光伏发电控制开关连接，所述生物质能源发电通过生物质发电转换系统与生物质发电控制开关连接，所述风力发电控制开关、光伏发电控制开关和生物质发电控制开关分别并联在电缆总线上。
优选的，所述储能系统包括锂电储能、铅电储能和氢燃料储能，所述锂电储能通过锂电双向逆变与锂电控制开关连接，所述铅电储能通过铅电双向逆变与铅电控制开关连接，所述氢燃料储能通过氢燃料转换系统与氢燃料储能控制开关连接，所述锂电控制开关、铅电控制开关和氢燃料储能控制开关分别与储能控制开关连接。
优选的，所述负载系统包括日常照明负载、重要设备负载、用电尖峰时刻负载，所述日常照明负载与日常照明负载开关连接，所述重要设备负载与重要设备负载开关连接，所述用电尖峰时刻负载与用电尖峰时刻负载开关连接，所述日常照明负载开关、重要设备负载开关和用电尖峰时刻负载开关分别并联连接在电缆总线上。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置储能系统监测分布式电源的状态，了解并预测分布式电源的出力，调节储能系统工作状态以维持功率平衡，减少分布式电源对电网产生的一系列不良影响。
2、本发明通过设置储能系统，可在微网孤岛运行时，平抑功率波动，保持供电频率稳定，以及在电网内部电压波动时，储能系统可以提供无功补偿，保持电压稳定，提高微网内的电能质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-电缆总线，2-市电总电源，3-新能源发电系统，31-风力发电，32-光伏发电，33-生物质能源发电，34-风力发电转换系统，35-光伏发电转换系统，36-生物质发电转换系统，37-风力发电控制开关，38-光伏发电控制开关，39-生物质发电控制开关，4-储能系统，41-锂电储能，42-铅电储能，43-氢燃料储能，44-锂电双向逆变，45-铅电双向逆变，46-氢燃料转换系统，47-锂电控制开关，48-铅电控制开关，49-氢燃料储能控制开关，5-负载系统，51-日常照明负载，52-重要设备负载，53-用电尖峰时刻负载，54-日常照明负载开关，55-重要设备负载开关，56-用电尖峰时刻负载开关，6-总控开关，7-负载控制开关，8-储能控制开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种微电网系统技术方案：一种微电网系统，包括电缆总线1、市电总电源2、新能源发电系统3、储能系统4、负载系统5、总控开关6、负载控制开关7和储能控制开关8，所述电缆总线1分别与市电总电源2、新能源发电系统3、储能系统4以及负载系统5并联连接，所述市电总电源2通过总控开关6与电缆总线1相连接，所述储能系统4通过储能控制开关8与电缆总线1相连接，所述负载控制开关7与电缆总线1并联连接；
所述新能源发电系统3包括风力发电31、光伏发电32、生物质能源发电33等新能源发电，也可以是核电、水利、柴油机发电等发电，所述风力发电31通过风力发电转换系统34与风力发电控制开关37连接，所述光伏发电32通过光伏发电转换系统35与光伏发电控制开关38连接，所述生物质能源发电33通过生物质发电转换系统36与生物质发电控制开关39连接，该风力发电转换系统34、光伏发电转换系统35和生物质发电转换系统36等转换系统是把新能源所发的电转换成200V或380V负载可以使用的电，所述风力发电控制开关37、光伏发电控制开关38和生物质发电控制开关39分别并联在电缆总线1上，该风力发电控制开关37、光伏发电控制开关38和生物质发电控制开关39等是控制新能源发电保证项负载和储能供电；
所述储能系统4包括锂电储能41、铅电储能42和氢燃料储能43等，也可以是压缩空气、真空悬浮储能，钠液流、钠离子等储能系统，所述锂电储能41通过锂电双向逆变44与锂电控制开关47连接，所述铅电储能42通过铅电双向逆变45与铅电控制开关48连接，所述氢燃料储能43通过氢燃料转换系统46与氢燃料储能控制开关49连接，该锂电双向逆变44、铅电双向逆变45和氢燃料转换系统46用于保证市电给储能系统4充电，同时储能系统4向市电供电，所述锂电控制开关47、铅电控制开关48和氢燃料储能控制开关49分别与储能控制开关8连接，该锂电控制开关47、铅电控制开关48和氢燃料储能控制开关49用于保证市电给储能系统4充电，同时储能系统4向市电供电；
所述负载系统5包括日常照明负载51、重要设备负载52和用电尖峰时刻负载53等，也可以是工厂设备、开矿设备、家用电器等，所述日常照明负载51与日常照明负载开关54连接，所述重要设备负载52与重要设备负载开关55连接，所述用电尖峰时刻负载53与用电尖峰时刻负载开关56连接，所述日常照明负载开关54、重要设备负载开关55和用电尖峰时刻负载开关56分别并联连接在电缆总线1上。
工作原理：
（1）正常工作状态时：将总控开关6、负载控制开关7、日常照明负载开关54和重要设备负载开关55闭合保证给日常照明负载51供电重要设备负载52。
（2）用电高峰和超负荷运行时：当用电尖峰时刻负载53启用或负载超负荷运行，将储能控制开关8、锂电控制开关47、铅电控制开关48和氢燃料储能控制开关49闭合向负载系统5供电。
（3）新能源发电工作时：将风力发电控制开关37、光伏发电控制开关38、生物质发电控制开关39闭合风力发电31，光伏发电32和生物质能源发电33，供给负载系统5，多余电量储存储能系统4。
（4）市电停电时：当市电总电源2无法供电时，启动储能系统4，将储能控制开关8、锂电控制开关47、铅电控制开关48和氢燃料储能控制开关49闭合向负载系统5供电。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种微电网系统，包括电缆总线（1）、市电总电源（2）、新能源发电系统（3）、储能系统（4）、负载系统（5）、总控开关（6）、负载控制开关（7）和储能控制开关（8），其特征在于：所述电缆总线（1）分别与市电总电源（2）、新能源发电系统（3）、储能系统（4）以及负载系统（5）并联连接，所述市电总电源（2）通过总控开关（6）与电缆总线（1）相连接，所述储能系统（4）通过储能控制开关（8）与电缆总线（1）相连接，所述负载控制开关（7）与电缆总线（1）并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种微电网系统，其特征在于：所述新能源发电系统（3）包括风力发电（31）、光伏发电（32）和生物质能源发电（33），所述风力发电（31）通过风力发电转换系统（34）与风力发电控制开关（37）连接，所述光伏发电（32）通过光伏发电转换系统（35）与光伏发电控制开关（38）连接，所述生物质能源发电（33）通过生物质发电转换系统（36）与生物质发电控制开关（39）连接，所述风力发电控制开关（37）、光伏发电控制开关（38）和生物质发电控制开关（39）分别并联在电缆总线（1）上。
3.根据权利要求1所述的一种微电网系统，其特征在于：所述储能系统（4）包括锂电储能（41）、铅电储能（42）和氢燃料储能（43），所述锂电储能（41）通过锂电双向逆变（44）与锂电控制开关（47）连接，所述铅电储能（42）通过铅电双向逆变（45）与铅电控制开关（48）连接，所述氢燃料储能（43）通过氢燃料转换系统（46）与氢燃料储能控制开关（49）连接，所述锂电控制开关（47）、铅电控制开关（48）和氢燃料储能控制开关（49）分别与储能控制开关（8）连接。
4.根据权利要求1所述的一种微电网系统，其特征在于：所述负载系统（5）包括日常照明负载（51）、重要设备负载（52）、用电尖峰时刻负载（53），所述日常照明负载（51）与日常照明负载开关（54）连接，所述重要设备负载（52）与重要设备负载开关（55）连接，所述用电尖峰时刻负载（53）与用电尖峰时刻负载开关（56）连接，所述日常照明负载开关（54）、重要设备负载开关（55）和用电尖峰时刻负载开关（56）分别并联连接在电缆总线（1）上。
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