CN106451561B - 低压微网协调控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压微网协调控制装置，包括控制器、第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块、若干第一开关装置、若干第二开关装置；第一输入输出模块与电网相连接，第二输入输出模块与分布式发电装置相连接，第三输入输出模块与储能装置相连接，第一输入输出模块、第二输入输出模块分别与第三输入输出模块相连接，第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块分别与负荷相连接，控制器与各第一开关装置和各第二开关装置相连接。本发明能够实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷，并协调控制各种输入输出方式，具有较好的综合效益。

Description

低压微网协调控制装置及方法

技术领域

本发明属于包含分布式发电装置的微网领域，具体涉及一种实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷并协调控制输入输出方式的低压微网协调控制装置和该装置采用的协调控制方法。

背景技术

随着分布式新能源的快速使用，在同一个家庭或企业中，同时使用分布式光伏发电装置和分布式风力发电装置的情况会越来越普遍，甚至还会加入储能设备。诸多类型的分布式能源及储能设备并网之后，如何才能更加经济的利用并网新能源，势必引起用户越来越高的重视。然而目前尚未有能考虑整个系统的综合效益，并自动辨别经济使用模式，提出不同并网使用组合的自动装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合考虑各种电源并能够协调控制输入输出方式，从容对微网进行并网控制的低压微网协调控制装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低压微网协调控制装置，用于实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷并协调控制输入输出方式，所述输入电源包括由电网提供的市电电源、由至少一种分布式发电装置提供的至少一种分布式电源和由储能装置提供的储能电源，所述负荷包括普通负载和不间断负载，所述低压微网协调控制装置包括控制器、第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块、若干第一开关装置、若干第二开关装置；所述第一输入输出模块通过第一线路与所述电网相连接，所述第二输入输出模块通过第二线路与所述分布式发电装置相连接，所述第三输入输出模块通过第三线路和第四线路与所述储能装置相连接，所述第一输入输出模块通过第五线路与所述第三输入输出模块相连接，所述第二输入输出模块通过第六线路与所述第三输入输出模块相连接，所述第一输入输出模块通过第七线路与所述负荷相连接，所述第二输入输出模块通过第八线路与所述负荷相连接，所述第三输入输出模块通过第九线路与所述负荷相连接；所述第七线路、所述第八线路、所述第九线路上均设置有控制其通断的所述第一开关装置，所述第五线路和第六线路上均设置有控制其通断的所述第二开关装置，所述控制器通过对应的控制信号而与各所述第一开关装置和各所述第二开关装置相连接。

优选的，所述分布式发电装置包括风电装置、光伏装置。

优选的，所述第七线路、所述第八线路、所述第九线路均包括两条并行的支路，两条所述支路分别与所述普通负载和所述不间断负载相连接，各所述支路上均设置有所述第一开关装置。

上述低压微网协调控制装置采用的协调控制方法为：在所述控制器中预设所述电网的峰谷时段信息和所述普通负载的工作时段信息；所述控制器根据预设判断当前是否处于工作时段和是否处于峰电时段；①当处于工作时段且处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述分布式发电装置和所述储能装置并列向所述负荷供电；②当处于工作时段但未处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述电网对所述储能装置储能且所述分布式发电装置向所述负荷供电；③当未处于工作时段但处于峰电时段中时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述储能装置向所述电网输电且使所述分布式发电装置向所述不间断负载供电和向所述储能装置储能；④当未处于工作时段且未处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和所述第二开关装置，使所述电网对所述储能装置储能且使所述分布式发电装置向所述不间断负载供电和向所述储能装置储能。

优选的，当所述储能装置供电时，检测所述储能装置中的实际储能量，当所述实际储能量低于所述储能装置额定容量的20%时，控制所述储能装置停止供电。

优选的，当处于工作时段中时，若所述分布式发电装置向所述负荷供电或所述分布式发电装置和所述储能装置并列向所述负荷供电不能满足所述负荷，则使用所述电网并列向所述负荷供电。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的低压微网协调控制装置结合其采用的协调控制方法，能够实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷，并协调控制各种输入输出方式，根据不同的时段优选最经济的输入输出方式，从而获得较好的综合效益。

附图说明

附图1为本发明的低压微网协调控制装置的连接示意图。

附图2为本发明的低压微网协调控制装置的原理框图。

附图3为本发明的低压微网协调控制方法的流程示意图。

以上附图中：1、第一线路；2、第二线路；3、第三线路；4、第四线路；5、第五线路；6、第六线路；7、第七线路；8、第八线路；9、第九线路。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图1所示，一种用于实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷并协调控制输入输出方式的低压微网协调控制装置，它与各输入电源以及负荷相连接，其中，各输入电源包括由电网提供的市电电源、由至少一种分布式发电装置提供的至少一种分布式电源和由储能装置提供的储能电源，该低压微网协调控制装置与电网端母线相连接从而获得市电电源，分布式发电装置包括风电装置、光伏装置或其他装置，储能装置既可储能也可供电。该低压微网协调控制装置的输出连接用电负荷母线，从而为负荷供电，负荷包括仅在工作时段启动工作的普通负载和不间断负载。

如附图2所示，低压微网协调控制装置包括控制器、第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块、若干第一开关装置和若干第二开关装置。第一输入输出模块通过第一线路1与电网相连接，第二输入输出模块通过第二线路2与分布式发电装置相连接，第三输入输出模块通过第三线路3和第四线路4与储能装置相连接，该第三线路3为储能装置的输入储能线路，第四线路4为储能装置的输出供电线路，第一输入输出模块通过第五线路5与第三输入输出模块相连接，第二输入输出模块通过第六线路6与第三输入输出模块相连接，第一输入输出模块通过第七线路7与负荷相连接，第二输入输出模块通过第八线路8与负荷相连接，第三输入输出模块通过第九线路9与负荷相连接；第七线路7、第八线路8、第九线路9上均设置有控制其通断的第一开关装置，第五线路5和第六线路6上均设置有控制其通断的第二开关装置，控制器通过对应的控制信号而与各第一开关装置和各第二开关装置相连接。

如附图3所示，上述低压微网协调控制装置采用的协调控制方法为：在控制器中预设电网的峰谷时段信息和普通负载的工作时段信息。低压微网协调控制装置启动后，控制器根据预设判断当前是否处于工作时段和是否处于峰电时段。

①当处于工作时段且处于峰电时段时，控制器控制各第一开关装置和各第二开关装置，使分布式发电装置（包括风电装置和光伏装置）和储能装置并列向负荷供电，分布式发电装置提供的分布式电源经第二线路2、第二输入输出模块和第八线路8（包括两条支路）而输送给普通负载和不间断负载，储能装置提供的储能电源经第四线路4、第三输入输出模块、第九线路9（包括两条支路）而输送给普通负载和不间断负载。此时，分布式发电装置提供的分布式电源停止向储能装置储能。在此过程中，可以通过相应检测装置来检测储能装置中的实际储能量并将检测信号发送给控制器，当储能装置中的实际储能量低于储能装置额定容量的20%时，控制器则控制储能装置停止对外供电。若分布式发电装置和储能装置并列供电无法满足负荷需求时，则引入市电电源并列供电，使电网提供的市电电源经过第一线路1、第一输入输出模块、第七线路7（包括两条支路）而输送给普通负载和不间断负载。

②当处于工作时段但未处于峰电时段时，控制器控制各第一开关装置和各第二开关装置，使电网对储能装置储能且分布式发电装置向负荷供电，电网提供的市电电源经第一线路1、第一输入输出模块、第五线路5、第三输入输出模块、第三线路3而输送给储能装置进行储能，分布式发电装置（包括风电装置和光伏装置）提供的分布式电源经第二线路2、第二输入输出模块和第八线路8（包括两条支路）而输送给普通负载和不间断负载。若分布式发电装置供电无法满足负荷需求，则引入市电电源对负荷并列供电。

③当未处于工作时段但处于峰电时段时，控制器控制各第一开关装置和各第二开关装置，使储能装置向电网输电且使分布式发电装置向不间断负载供电和向储能装置储能，储能装置提供的储能电源经第四线路4、第三输入输出模块、第五线路5、第一输入输出模块、第一线路1而传输至电网，分布式发电装置（包括风电装置和光伏装置）提供的分布式电源一方面经第二线路2、第二输入输出模块和第八线路8（包括与不间断负载相连接的一条支路）而输送给不间断负载，另一方面仅第二线路2、第二输入输出模块、第六线路6、第三输入输出模块、第三线路3而对储能装置储能。此时也可以检测储能装置中的实际储能量，若储能装置中的实际储能量低于储能装置额定容量的20%，则控制器则控制储能装置停止向电网供电。市电电源则作为分布式发电装置供电的备用。

④当未处于工作时段且未处于峰电时段时，控制器控制各第一开关装置和各第二开关装置，使电网对储能装置储能且使分布式发电装置向不间断负载供电和向储能装置储能，电网提供的市电电源经第一线路1、第一输入输出模块、第五线路5、第三输入输出模块、第三线路3而输送给储能装置进行储能，分布式发电装置（包括风电装置和光伏装置）提供的分布式电源一方面经第二线路2、第二输入输出模块和第八线路8（包括与不间断负载相连接的一条支路）而输送给不间断负载，另一方面仅第二线路2、第二输入输出模块、第六线路6、第三输入输出模块、第三线路3而对储能装置储能。市电电源作为分布式发电装置供电的备用。

上述低压微网协调控制装置可以根据实际情况，自行判断并选择多种新能源并网和输出策略，是实现经济并网的一种装置。它通过分析输入的电价信息、当前风电、太阳能以及储能设备的储能情况，结合用户当前用电负荷等电气参数，分析计算，对并网的风电和光伏发电做出并网使用或储能判断，也可以对市进行使用和储能判别、对储能设备进行继续储能或输出判别等选项，使得整个系统对用户处于经济运行模式。该低压微网协调控制装置还可以具备手动控制输出的功能，在控制器上接入手动控制装置即可实现。

该低压微网协调控制装置的功能特点在于：

1、本装置安装在多种新能源及储能的微网并网端，用于协调控制各种并网新能源及储能的输入输出方式；

2、该装置具有市电和各类新能源以及储能的输入端口、设置总的并网输出端口；

3、本装置通过逻辑计算，可以自动优选最经济的并网输出利用模式和储能模式；

本低压微网协调控制装置的主要意义在于：

1）对市电、风电、光伏的储能或输出策略进行了经济性优化，可以得到最优的储能或用电策略。

2）可以利用本装置对电网进行分散式的削峰填谷，扩大经济效益。

3）预留其他电源的输入模块，具备应急电源输入时，可以作为独立的微网运行控制装置运用。装置的适用范围和可扩展性好。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低压微网协调控制装置，用于实现低压微网中各输入电源的并网连接负荷并协调控制输入输出方式，所述输入电源包括由电网提供的市电电源、由至少一种分布式发电装置提供的至少一种分布式电源和由储能装置提供的储能电源，所述负荷包括普通负载和不间断负载，其特征在于：所述低压微网协调控制装置包括控制器、第一输入输出模块、第二输入输出模块、第三输入输出模块、若干第一开关装置、若干第二开关装置；所述第一输入输出模块通过第一线路与所述电网相连接，所述第二输入输出模块通过第二线路与所述分布式发电装置相连接，所述第三输入输出模块通过第三线路和第四线路与所述储能装置相连接，所述第一输入输出模块通过第五线路与所述第三输入输出模块相连接，所述第二输入输出模块通过第六线路与所述第三输入输出模块相连接，所述第一输入输出模块通过第七线路与所述负荷相连接，所述第二输入输出模块通过第八线路与所述负荷相连接，所述第三输入输出模块通过第九线路与所述负荷相连接；所述第七线路、所述第八线路、所述第九线路上均设置有控制其通断的所述第一开关装置，所述第五线路和第六线路上均设置有控制其通断的所述第二开关装置，所述控制器通过对应的控制信号而与各所述第一开关装置和各所述第二开关装置相连接；

所述低压微网协调控制装置采用的协调控制方法为：在所述控制器中预设所述电网的峰谷时段信息和所述普通负载的工作时段信息；所述控制器根据预设判断当前是否处于工作时段和是否处于峰电时段；①当处于工作时段且处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述分布式发电装置和所述储能装置并列向所述负荷供电；②当处于工作时段但未处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述电网对所述储能装置储能且所述分布式发电装置向所述负荷供电；当处于工作时段中时，若所述分布式发电装置向所述负荷供电或所述分布式发电装置和所述储能装置并列向所述负荷供电不能满足所述负荷，则使用所述电网并列向所述负荷供电；③当未处于工作时段但处于峰电时段中时，所述控制器控制各所述第一开关装置和各所述第二开关装置，使所述储能装置向所述电网输电且使所述分布式发电装置向所述不间断负载供电和向所述储能装置储能；④当未处于工作时段且未处于峰电时段时，所述控制器控制各所述第一开关装置和所述第二开关装置，使所述电网对所述储能装置储能且使所述分布式发电装置向所述不间断负载供电和向所述储能装置储能。

2.根据权利要求1所述的低压微网协调控制装置，其特征在于：所述分布式发电装置包括风电装置、光伏装置。

3.根据权利要求1所述的低压微网协调控制装置，其特征在于：所述第七线路、所述第八线路、所述第九线路均包括两条并行的支路，两条所述支路分别与所述普通负载和所述不间断负载相连接，各所述支路上均设置有所述第一开关装置。

4.根据权利要求1所述的低压微网协调控制装置，其特征在于：当所述储能装置供电时，检测所述储能装置中的实际储能量，当所述实际储能量低于所述储能装置额定容量的20%时，控制所述储能装置停止供电。