CN107046282A - 微网供电系统及微网供电方法 - Google Patents

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CN107046282A CN201710017292.3A CN201710017292A CN107046282A CN 107046282 A CN107046282 A CN 107046282A CN 201710017292 A CN201710017292 A CN 201710017292A CN 107046282 A CN107046282 A CN 107046282A
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李义
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Abstract

本发明公开一种微网供电系统及微网供电方法，其中，该微网供电系统包括控制系统、电量检测器、供电系统及至少一辆电动汽车；电量检测器，检测电动汽车的电池的电量、用电设备的用电功率及供电系统的输出功率，并发送功率信息；控制系统，接收功率信息，控制电动汽车及供电系统的充电或放电；电动汽车，当供电系统的输出功率小于用电设备的用电功率时，为用电设备供电；当供电系统的输出功率大于用电设备的用电功率时，接收供电系统的电能，对电池进行充电。本发明技术方案有效的利用了电动汽车的电池，使得微网供电更加灵活可变。

Description

微网供电系统及微网供电方法
技术领域
本发明涉及微网供电技术领域，特别涉及一种微网供电系统及微网供电方法。
背景技术
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，能实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式。随着电动汽车的推广与技术发展，越来越多的电动汽车需要接入电网进行充放电，而从储能的角度看，电动汽车本质上是一种电池储能，电动汽车储能具有可调度资源充足、调节手段灵活、响应速度快和分布式的特点。而现有的微网技术未能很好的利用电动汽车的电池。大量的电动汽车通过电网进行充电时，势必会对电网产生冲击，而且还造成资源的浪费。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种微网供电系统，旨在增加微网系统的储电能力，使微网系统更加灵活。
为实现上述目的，本发明提出的微网供电系统，包括控制系统、电量检测器、供电系统及至少一辆电动汽车；其中，
所述电量检测器，检测所述电动汽车的电池的电量、用电设备的用电功率及所述供电系统的输出功率，并发送功率信息；
所述控制系统，接收所述功率信息，控制所述电动汽车及所述供电系统的充电或放电；
所述电动汽车，当所述供电系统的输出功率小于所述用电设备的用电功率时，为所述用电设备供电；当所述供电系统的输出功率大于所述用电设备的用电功率时，接收所述供电系统的电能，对电池进行充电。
优选地，所述电量检测器的检测端分别与所述供电系统的储能端及所有所述电动汽车的电池输出端连接，所述电量检测器的输出端与所述控制系统的输入端连接，所述控制系统的控制端分别与所述供电系统的受控端及所有所述电动汽车的受控端连接；所述供电系统的输出端及所述电动汽车的输出端都与所述微网供电系统的母线连接，所述母线还与所述用电设备的电源端连接。
优选地，所述控制系统包括微网控制器及电动汽车控制器；所述微网控制器输入端与所述电量检测器的输出端连接，所述微网控制器的输出端与所述电动汽车控制器的输入端连接，所述电动汽车控制器的控制端与所述电动汽车的受控端连接，所述微网控制器的控制端与所述供电系统的受控端连接；
所述微网控制器，接收所述功率信息，控制所述供电系统的充放电，并发送电动车控制信息至所述电动汽车控制器；
所述电动汽车控制器，接收所述电动车控制信息，控制所述电动汽车的充放电。
优选地，所述供电系统包括储能装置、分布式电源、逆变器及主发电装置，所述分布式电源包括光伏发电装置和/或风能发电装置；所述主发电装置的输出端与所述母线连接，所述储能装置的储能端与所述逆变器输入端连接，所述逆变器输出端与所述母线连接，所述分布式电源的输出端与所述母线连接；其中，
所述主发电装置，为所述微网供电系统提供电能；
所述逆变器，对所述储能装置的输入电流或输出电流进行变流；
所述储能装置，对电能进行存储或释放。
优选地，还包括断路器，所述断路器一端与主网连接，所述断路器的另一端与所述微网供电系统的母线连接；当所述断路器闭合且主网用电量大于预设值时，所述控制系统控制所述电动汽车的电池放电；当所述断路器闭合且主网用电量小于预设值时，所述控制系统控制所述电动汽车的电池充电。
本发明还提出一种微网供电方法，包括步骤；
检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态；
当所述微网供电系统处于第一状态时，通过所述供电系统为电动汽车的电池充电；
当所述微网供电系统处于第二状态时，通过控制系统控制可用的电动汽车的电池为用电设备供电。
优选地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤之前，还包括：
电量检测器检测所述电动汽车的电池电量，如所述电动汽车的电池电量小于预设值，则断开所述电动汽车的电池与所述微网供电系统的连接。
优选地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤之后，还包括步骤：
当所有所述电动汽车的电池最大输出功率与所述供电系统输出功率之和小于用电设备用电功率时，切断所述微网供电系统与预设的用电设备之间的连接。
优选地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤包括：
检测所述微网供电系统与主网是否并网；
如所述微网供电系统未与主网并网，则由所述电量检测器检测所述供电系统输出功率是否大于所述用电设备的用电功率；
如所述供电系统输出功率大于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第一状态；
如所述供电系统输出功率小于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第二状态。
优选地，检测所述微网供电系统与主网是否并网的步骤之后，还包括：
如所述微网供电系统与主网并网，则检测主网用电量是否大于预设值；
如主网用电量大于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第二状态；
如主网用电量小于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第一状态。
本发明技术方案通过采用控制系统、电量检测器、供电系统及至少一辆电动汽车，形成了一种微网供电系统，通过在微网系统里增加至少一辆电动汽车，在供电系统输出功率不足时，使用电动汽车的电池为用电设备供电；而在供电系统输出功率过剩时，将多余的电量为电动汽车的电池进行充电。本发明增加了微网系统的储电能力，使微网系统更加灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明微网供电系统一实施例的功能模块图；
图2为本发明微网供电方法一实施例的流程图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 控制系统 110 微网控制器
200 电量检测器 120 电动汽车控制器
300 供电系统 310 主发电装置
400 电动汽车 320 逆变器
500 用电设备 330 储能装置
600 断路器 340 分布式电源
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种微网供电系统。
参照图1，包括控制系统100、电量检测器200、供电系统300及至少一辆电动汽车400；其中，所述电量检测器200，检测所述电动汽车400的电池的电量、用电设备500的用电功率及所述供电系统300的输出功率，并发送功率信息；所述控制系统100，接收所述功率信息，控制所述电动汽车400及所述供电系统300的充电或放电；所述电动汽车400，当所述供电系统300的输出功率小于所述用电设备500的用电功率时，为所述用电设备500供电；当所述供电系统300的输出功率大于所述用电设备500的用电功率时，接收所述供电系统300的电能，对电池进行充电。
需要说明的是，由于电动汽车的特殊性，它既可以作为微网中的负载，又可以作为微网中的分布式电源，它与微网之间的能量交换具有双向性，这一特点是区别于微网中其它分布式电源或者负载的。
本发明技术方案通过采用控制系统100、电量检测器200、供电系统300及至少一辆电动汽车400，形成了一种微网供电系统，通过在微网系统里增加至少一辆电动汽车400，在供电系统300输出功率不足时，使用电动汽车400的电池为用电设备500供电；而在供电系统输出功率过剩时，将多余的电量为电动汽车400的电池进行充电。本发明增加了微网系统的储电能力，使微网系统更加灵活。
具体地，所述电量检测器200的检测端分别与所述供电系统300的储能端及所有所述电动汽车400的电池输出端连接，所述电量检测器200的输出端与所述控制系统100的输入端连接，所述控制系统100的控制端分别与所述供电系统300的受控端及所有所述电动汽车400的受控端连接；所述供电系统300的输出端及所述电动汽车400的输出端都与所述微网供电系统的母线连接，所述母线还与所述用电设备500的电源端连接。
具体地，所述控制系统100包括微网控制器110及电动汽车控制器120；所述微网控制器110输入端与所述电量检测器200的输出端连接，所述微网控制器110的输出端与所述电动汽车控制器120的输入端连接，所述电动汽车控制器120的控制端与所述电动汽车400的受控端连接，所述微网控制器110的控制端与所述供电系统300的受控端连接；所述微网控制器110，接收所述功率信息，控制所述供电系统300的充放电，并发送电动车控制信息至所述电动汽车控制器120；所述电动汽车控制器120，接收所述电动车控制信息，控制所述电动汽车400的充放电。
需要说明的是，所述电动汽车控制器120还收集区域内的电动汽车的信息，确定可用的电动汽车数量，并控制电动汽车400的充电与放电。
具体地，所述供电系统300包括储能装置330、分布式电源340、逆变器320及主发电装置310，所述分布式电源340包括光伏发电装置和/或风能发电装置；所述主发电装置310的输出端与所述母线连接，所述储能装置330的储能端与所述逆变器320输入端连接，所述逆变器320输出端与所述母线连接，所述分布式电源340的输出端与所述母线连接；所述主发电装置310，为所述微网供电系统提供电能；所述逆变器320，对所述储能装置330的输入电流或输出电流进行变流；所述储能装置330，对电能进行存储或释放。
通过主发电装置310进行发电，在用电设备500用电量较小时，将多余的电能存储至储能装置330中去，在用电设备500用电量大时，储能装置330输出电能，以供用电设备使用。
进一步地，通过光伏发达装置和/或风能发达装置，可以获得清洁能源，节约了发电成本，减少了发电过程中的污染。
具体地，还包括断路器600，所述断路器600一端与主网连接，所述断路器600的另一端与所述微网供电系统的母线连接；当所述断路器600闭合且主网用电量大于预设值时，所述控制系统100控制所述电动汽车400的电池放电；当所述断路器600闭合且主网用电量小于预设值时，所述控制系统100控制所述电动汽车400的电池充电。
需要说明的是，当断路器600断开时，所述微网供电系统处于独立运行的孤岛模式。当断路器600闭合时，所述微网供电系统与主网并网运行，与主网直接具有能量交互。
需要说明的是，当微网控制器110通过电量检测器200检测到所述供电系统300的电量足够大且孤岛运行时，电动汽车400就可以通过充电机从微网供电系统中吸收电能，此时电动汽车400作为微网供电系统中的负载；当微网在孤岛运行时，其电量不足以维持整个微网供电系统的功率平衡，那么微网控制器110将某一电网区域内收集到的可用车辆信息反馈到电动汽车控制器120，电动汽车控制器120制定控制策略下发至各个车辆，将该区域内容量小而分散的电动汽车400转化为控制区域内较大容量的储能系统，此时电动汽车400又可以作为分布式供电电源，向微网供电系统输送电能，以维持整个系统的平衡。当微网供电系统与主网并网运行时，且整个主网处于波峰时，此时若电动汽车400中电量量富裕，也可以向主网输送功率，此时可以实现用电削峰的作用；当微网供电系统与主网并网运行时，且整个主网处于波谷时，此时电动汽车400可以从主网中吸收电能，实现用电填谷的作用。
参照图2，本发明还提出一种微网供电方法，包括步骤；
S20：检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态；
S40：当所述微网供电系统处于第一状态时，通过所述供电系统为电动汽车的电池充电；
S50：当所述微网供电系统处于第二状态时，通过控制系统控制可用的电动汽车的电池为用电设备供电。
需要说明的是，当微网处于第一状态时，微网为供电输出功率过剩的状态，此时电动汽车相对于微网供电系统起负载的作用；当微网处于第二状态时，微网为供电输出功率不足的状态，此时电动汽车相对于微网供电系统起分布式电源的作用。
具体地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤S20之前，还包括：
S10：电量检测器检测所述电动汽车的电池电量，如所述电动汽车的电池电量小于预设值，则断开所述电动汽车的电池与所述微网供电系统的连接。
需要说明的是，本发明实施例中，当检测到电动汽车的电池电量低于最大电量的百分之八十时，切断其与微网供电系统的连接。
在电动汽车电量低于预设值时断开其与微网供电系统的连接，可以避免低电量的电动汽车对微网供电系统进行供电，有效的保障了电动汽车的电量不会过低。
具体地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤S20之后，还包括步骤：
S30：当所有所述电动汽车的电池最大输出功率与所述供电系统输出功率之和小于用电设备用电功率时，切断所述微网供电系统与预设的用电设备之间的连接。
需要说明的是，在电动汽车接入系统为用电设备供电之后，所述微网供电系统的总输出功率仍不足以满足用电设备的用电时，通过切断一些不重要的用电设备与微网供电系统之间的连接，可以保障对重要的用电设备的供电，保障系统的基本运行。
进一步地，本发明实施例中，在微网供电系统总输出功率不足时，切断一部分常用的负载，以保障微网控制器、电动汽车控制器及电量检测器的正常供电。
具体地，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤S20包括：
S21：检测所述微网供电系统与主网是否并网；
S22：如所述微网供电系统未与主网并网，则由所述电量检测器检测所述供电系统输出功率是否大于所述用电设备的用电功率；
S23：如所述供电系统输出功率大于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第一状态；
S24：如所述供电系统输出功率小于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第二状态；
具体地，检测所述微网供电系统与主网是否并网的步骤S21之后，还包括：
S25：如所述微网供电系统与主网并网，则检测主网用电量是否大于预设值；
S26：如主网用电量大于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第二状态；
S27：如主网用电量小于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第一状态。
本发明技术方案通过采用控制系统100、电量检测器200、供电系统300及至少一辆电动汽车400，形成了一种微网供电系统，通过电量检测器200检测系统中装置的功率，通过微网控制器110判断系统的输出功率是否能满足用电设备的需求，进而对接入系统电动汽车400进行控制，在系统输出功率不足时，控制电动汽车400的电池为用电设备500进行供电；在系统输出功率过剩时，控制供电系统300对电动汽车400的电池进行充电。本发明增加了微网系统的储电能力，使微网系统更加灵活。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微网供电系统，其特征在于，包括控制系统、电量检测器、供电系统及至少一辆电动汽车；其中，
所述电量检测器，检测所述电动汽车的电池的电量、用电设备的用电功率及所述供电系统的输出功率，并发送功率信息；
所述控制系统，接收所述功率信息，控制所述电动汽车及所述供电系统的充电或放电；
所述电动汽车，当所述供电系统的输出功率小于所述用电设备的用电功率时，为所述用电设备供电；当所述供电系统的输出功率大于所述用电设备的用电功率时，接收所述供电系统的电能，对电池进行充电。
2.如权利要求1所述的微网供电系统，其特征在于，所述电量检测器的检测端分别与所述供电系统的储能端及所有所述电动汽车的电池输出端连接，所述电量检测器的输出端与所述控制系统的输入端连接，所述控制系统的控制端分别与所述供电系统的受控端及所有所述电动汽车的受控端连接；所述供电系统的输出端及所述电动汽车的输出端都与所述微网供电系统的母线连接，所述母线还与所述用电设备的电源端连接。
3.如权利要求2所述的微网供电系统，其特征在于，所述控制系统包括微网控制器及电动汽车控制器；所述微网控制器输入端与所述电量检测器的输出端连接，所述微网控制器的输出端与所述电动汽车控制器的输入端连接，所述电动汽车控制器的控制端与所述电动汽车的受控端连接，所述微网控制器的控制端与所述供电系统的受控端连接；
所述微网控制器，接收所述功率信息，控制所述供电系统的充放电，并发送电动车控制信息至所述电动汽车控制器；
所述电动汽车控制器，接收所述电动车控制信息，控制所述电动汽车的充放电。
4.如权利要求3所述的微网供电系统，其特征在于，所述供电系统包括储能装置、分布式电源、逆变器及主发电装置，所述分布式电源包括光伏发电装置和/或风能发电装置；所述主发电装置的输出端与所述母线连接，所述储能装置的储能端与所述逆变器输入端连接，所述逆变器输出端与所述母线连接，所述分布式电源的输出端与所述母线连接；其中，
所述主发电装置，为所述微网供电系统提供电能；
所述逆变器，对所述储能装置的输入电流或输出电流进行变流；
所述储能装置，对电能进行存储或释放。
5.如权利要求1至4任一项所述的微网供电系统，其特征在于，还包括断路器，所述断路器一端与主网连接，所述断路器的另一端与所述微网供电系统的母线连接；当所述断路器闭合且主网用电量大于预设值时，所述控制系统控制所述电动汽车的电池放电；当所述断路器闭合且主网用电量小于预设值时，所述控制系统控制所述电动汽车的电池充电。
6.一种微网供电方法，其特征在于，包括步骤；
检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态；
当所述微网供电系统处于第一状态时，通过所述供电系统为电动汽车的电池充电；
当所述微网供电系统处于第二状态时，通过控制系统控制可用的电动汽车的电池为用电设备供电。
7.如权利要求6所述的微网供电方法，其特征在于，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤之前，还包括：
电量检测器检测所述电动汽车的电池电量，如所述电动汽车的电池电量小于预设值，则断开所述电动汽车的电池与所述微网供电系统的连接。
8.如权利要求7所述的微网供电方法，其特征在于，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤之后，还包括步骤：
当所有所述电动汽车的电池最大输出功率与所述供电系统输出功率之和小于用电设备用电功率时，切断所述微网供电系统与预设的用电设备之间的连接。
9.如权利要求6、7或8所述的微网供电方法，其特征在于，检测微网供电系统是否与主网并网，由电量检测器检测供电系统输出功率及用电设备用电功率，通过控制系统判断所述微网供电系统的状态的步骤包括：
检测所述微网供电系统与主网是否并网；
如所述微网供电系统未与主网并网，则由所述电量检测器检测所述供电系统输出功率是否大于所述用电设备的用电功率；
如所述供电系统输出功率大于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第一状态；
如所述供电系统输出功率小于所述用电设备的用电功率，则通过控制系统判定所述微网供电系统处于第二状态。
10.如权利要求9所述的微网供电方法，其特征在于，检测所述微网供电系统与主网是否并网的步骤之后，还包括：
如所述微网供电系统与主网并网，则检测主网用电量是否大于预设值；
如主网用电量大于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第二状态；
如主网用电量小于预设值，则通过微网控制器判定所述微网供电系统处于第一状态。
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Assignee: Putian New Energy (Xi'an) Co., Ltd.

Assignor: Putian new energy (Shenzhen) Co., Ltd.

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Denomination of invention: Microgrid power supply system and microgrid power supply method

License type: Common License

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