CN107887911A - 一种基于钒电池的智能微网控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种基于钒电池的智能微网控制系统，包括中心控制单元和供电系统，所述的控制单元的信息接口分别与能量管理系统、供电系统和并网控制器连接组成电网智能分配供电的微网控制系统，通过微网系统进行智能灵活分配，微电网中包括微电源都采用清洁能源，利用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活，对电源、负荷开关进行控制来调整各自功率输出以调节馈线潮流，既能够有效的降低能源浪费，又能应付紧急供电情况，保持正常供电。
Description
技术领域
本发明涉及到电网系统方面的领域，特别是对电网智能供电微网系统方面的改进，尤其涉及到一种基于钒电池的智能微网控制系统。
背景技术
高效大规模储能电池是新能源产业革命的核心，光伏、风电等新能源固有的随机性、波动性、间歇性、调峰难、并网难特性，决定了其规模化发展必须要有先进的储能技术作支撑，但是在孤岛供电分配网方便变得尤为重要，孤岛环境相对较为复杂，同时由于天然气候的构成，其发电系统有沼气和光伏多种共同发电，但是一般沼气发电系统不并网，仅仅给本地负荷供电，因此根据以往的电网构造要求，在孤岛供电时难以实现不同情况下的只能供电，在很大程度上造成能源的浪费，同时难以应急突然断电现象，影响电网的正常供电。
因此，提供一种基于钒电池的智能微网控制系统，以期能够通过在孤岛电网系统进行改进，在孤岛电网中添加智能微电网系统，微电网中包括微电源都采用电力电子变换器、汽轮机和负载相连接，使其控制灵活，微电网内部有整合微电源、两条馈线到同一母线上，根据用电负荷的不同需求情况，可完全孤岛运行的微网结构，每个微电源出口处都配有断路器和具备功率和电压调节的控制器，在能量管理系统和中心控制单元的控制下，对电源、负荷开关的控制和调整各自功率输出以调节馈线潮流，既能够有效的降低能源浪费，又能应付紧急供电情况，保持正常供电，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于钒电池的智能微网控制系统，以期能够通过在孤岛电网系统进行改进，在孤岛电网中添加智能微电网系统，微电网中包括微电源都采用电力电子变换器、汽轮机和负载相连接，使其控制灵活，微电网内部有整合微电源、两条馈线到同一母线上，根据用电负荷的不同需求情况，可完全孤岛运行的微网结构，每个微电源出口处都配有断路器和具备功率和电压调节的控制器，在能量管理系统和中心控制单元的控制下，对电源、负荷开关的控制和调整各自功率输出以调节馈线潮流，既能够有效的降低能源浪费，又能应付紧急供电情况，保持正常供电。
为解决背景技术中所述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于钒电池的智能微网控制系统，包括中心控制单元和供电系统，所述的控制单元的信息接口分别与能量管理系统、供电系统和并网控制器连接组成电网智能分配供电的微网控制系统。
优选地，所述的供电系统包括沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统，沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统的连接口分别通过AC/AC、DC/DC和PCS与电网输送线连接，AC/AC、DC/DC和PCS的信息口均与中心控制单元的信息口连接，电网输送线分别与重要负荷和可切负荷连接，可切负荷与电网输送线之间设有负荷控制器，负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口连接，通过使用信息口与中心控制单元连接，能够有效的将每个具体模块上的实时情况及时的反馈到中心控制单元上，以提高反馈和智能控制的效率。
优选地，所述的电网输送线通过变压器与10kV电压连接。
优选地，所述的钒电池储能系统由光伏方阵的PV板、光伏储能逆变器、钒电池、电池管理系统SBMS和能量管理系统EMS组成，能量管理系统EMS的通讯接口通过通讯线分别与控制柜、充电机、光伏储能逆变器和电池管理系统SBMS的通讯接口连接，光伏方阵PV板通过汇流箱与光伏储能逆变器连接，光伏储能逆变器分别通过开关QF4和QF1与电网和直流电源线连接，电网通过QF6与交流配电柜连接，充电机分别通过QF5和QF3与电网和直流电源线连接，钒电池通过QF2与直流电源线，电池管理系统SBMS与钒电池之间通过双向线连接，通过钒电池储能系统能够将平时用不掉的能源及时的转移到钒电池储能系统内，光能转换成电能存储起来，并释放电能，光伏方阵光能转换为电能，汇流箱将PV板产生的小电流合并为大电流，光伏储能逆变器把光伏板转换的电能充到钒电池里存储起来。
优选地，所述的直流电源线的直流电压为48V。
优选地，所述的光伏方阵的功率为10kW，且光伏方阵的PV板的数量＝10/0.25＝40块。
优选地，所述的光伏方阵的PV板的安装角度为34.58度，对光伏方阵的PV板的安装角度进行控制，能够增加PV板的光照有效面积，进而有效的提高PV板的利用率。
优选地，所述的AC/AC、DC/DC、PCS和负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口之间通过Rs485通讯连接，所使用的Rs485通讯，能够增加信息传递的抗干扰能力，提高信息传递的效率，减少信息传递中的干扰破坏和丢失。
本发明的有益效果是：
微电网中包括微电源都采用清洁能源，利用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活，对电源、负荷开关进行控制来调整各自功率输出以调节馈线潮流，既能够有效的降低能源浪费，又能应付紧急供电情况，保持正常供电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于钒电池的智能微网控制系统具体实施方式的结构模块图；
图2为本发明一种基于钒电池的智能微网控制系统具体实施方式的电网系统。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参考图1、2，一种基于钒电池的智能微网控制系统，包括中心控制单元和供电系统，所述的控制单元的信息接口分别与能量管理系统、供电系统和并网控制器连接组成电网智能分配供电的微网控制系统。
进一步的，所述的供电系统包括沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统，沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统的连接口分别通过AC/AC、DC/DC和PCS与电网输送线连接，AC/AC、DC/DC和PCS的信息口均与中心控制单元的信息口连接，电网输送线分别与重要负荷和可切负荷连接，可切负荷与电网输送线之间设有负荷控制器，负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口连接，通过使用信息口与中心控制单元连接，能够有效的将每个具体模块上的实时情况及时的反馈到中心控制单元上，以提高反馈和智能控制的效率。
进一步的，所述的电网输送线通过变压器与10KV电压连接。
进一步的，所述的钒电池储能系统由光伏方阵的PV板、光伏储能逆变器、钒电池、电池管理系统SBMS和能量管理系统EMS组成，能量管理系统EMS的通讯接口通过通讯线分别与控制柜、充电机、光伏储能逆变器和电池管理系统SBMS的通讯接口连接，光伏方阵PV板通过汇流箱与光伏储能逆变器连接，光伏储能逆变器分别通过开关QF4和QF1与电网和直流电源线连接，电网通过QF6与交流配电柜连接，充电机分别通过QF5和QF3与电网和直流电源线连接，钒电池通过QF2与直流电源线，电池管理系统SBMS与钒电池之间通过双向线连接，通过钒电池储能系统能够将平时用不掉的能源及时的转移到钒电池储能系统内，光能转换成电能存储起来，并释放电能，光伏方阵光能转换为电能，汇流箱将PV板产生的小电流合并为大电流，光伏储能逆变器把光伏板转换的电能充到钒电池里存储起来。
进一步的，所述的直流电源线的直流电压为48V。
进一步的，所述的光伏方阵的功率为10KW，且光伏方阵的PV板的数量＝10/0.25＝40块。
进一步的，所述的光伏方阵的PV板的安装角度为34.58度，对光伏方阵的PV板的安装角度进行控制，能够增加PV板的光照有效面积，进而有效的提高PV板的利用率。
进一步的，所述的AC/AC、DC/DC、PCS和负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口之间通过Rs485通讯连接，所使用的Rs485通讯，能够增加信息传递的抗干扰能力，提高信息传递的效率，减少信息传递中的干扰破坏和丢失。
具体实施时，电网有电情况：并网工作，沼气发电系统通过同期装置并网，光伏发电系统通过并网逆变器并网，光伏发电按照最大发电状态运行，在满足本地负荷的情况下，多余发电量销售给电网；
并网工作，沼气发电系统不并网，或仅给本地负荷供电，光伏发电系统并网发电，光伏发电按照最大发电状态运行，向电网售电；
孤岛工作，当电网断电时，电网主开关断开，沼气发电系统启动独立运行模式，光伏发电系统以5kW为运行单位，由主控制系统控制分批次逐一并入沼气发电系统的本地独立电网，光伏发电系统的并入工作可以节省沼气使用量，延长孤岛系统供电时间；
孤岛工作，当电网断电时，电网主开关断开，沼气发电系统启动独立运行模式，日照不足，光伏发电系统不工作；
停机模式，孤岛工作时，沼气量不足，无法支撑本地电网，进入停机模式；
根据用电负荷的不同需求情况，可完全孤岛运行的微网结构；每个微电源出口处都配有断路器和具备功率和电压调节的控制器，在能量管理系统和中心控制单元的控制下，对电源、负荷开关的控制和调整各自功率输出以调节馈线，
同时本微网系统的钒电池储能系统通过太阳能板给钒电池充电，钒电池存储一定电量之后，由光伏储能逆变器进行直流交流电量转换完成并网和为交流负载提供电能，考虑到光伏储能逆变器需要提供启动电压，故配备了充电机，在电池组完成混液后，电池电压为0V，此时达不到光伏控制器的启动电压，则需由充电机给钒电池预充电，达到光伏控制器启动电压之后由光伏方阵继续给电池充电。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种基于钒电池的智能微网控制系统，包括中心控制单元和供电系统，其特征在于：所述的中心控制单元的信息接口分别与能量管理系统、供电系统和并网控制器连接组成电网智能分配供电的微网控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的供电系统包括沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统，沼气发电、光伏发电和钒电池储能系统的连接口分别通过AC/AC、DC/DC和PCS与电网输送线连接，AC/AC、DC/DC和PCS的信息口均与中心控制单元的信息口连接，电网输送线分别与重要负荷和可切负荷连接，可切负荷与电网输送线之间设有负荷控制器，负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的电网输送线通过变压器与10kV电压连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的储能系统由光伏方阵的PV板、光伏储能逆变器、钒电池、电池管理系统BMS和能量管理系统EMS组成，能量管理系统EMS的通讯接口通过通讯线分别与控制柜、充电机、光伏储能逆变器和电池管理系统SBMS的通讯接口连接，光伏方阵PV板通过汇流箱与光伏储能逆变器连接，光伏储能逆变器分别通过开关QF4和QF1与电网和直流电源线连接，电网通过QF6与交流配电柜连接，充电机分别通过QF5和QF3与电网和直流电源线连接，钒电池通过QF2与直流电源线，电池管理系统SBMS与钒电池之间通过双向线连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的直流电源线的直流电压为48V。
6.根据权利要求4所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的光伏方阵的功率为10kW，且光伏方阵的PV板的数量＝10/0.25＝40块。
7.根据权利要求4所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的光伏方阵的PV板的安装角度为34.58度。
8.根据权利要求2所述的一种基于钒电池的智能微网控制系统，其特征在于，所述的AC/AC、DC/DC、PCS和负荷控制器的信息口与中心控制单元的信息口之间通过Rs485通讯连接。
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