CN109830994A - 一种分布式微电网系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分布式微电网系统及控制方法。系统包括：第一微源组、第一并网开关、第二微源组、第二并网开关、可调微源组、第三并网开关和储能装置；第一微源组中的多个微源并联后通过第一线路接至第一直流输配电网，对第一终端供电；第一线路上设置第一并网开关；第二微源组中的多个微源并联后通过第二线路接至第二直流输配电网，对第二终端供电；第二线路上设置第二并网开关；可调微源组包括多个微源，可调微源组的多个微源并联后接入第三并网开关的输入端；第三并网开关的三个输出端分别连接至第一线路、第二线路和储能装置。本发明可以降低电能传输过程的损耗，提高分布式微电网的供电效率。

Description

一种分布式微电网系统及控制方法

技术领域

本发明涉及分布式微电网领域，特别是涉及一种分布式微电网系统及控制方法。

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。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，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，使传统电网向智能电网过渡。

现有技术中，微电网通常采用多种能源供给至大电网，然后统一为负载供电，由于多种能源供给分布较广，在电能传输过程中造成大量损耗，从而使得微电网的供电效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式微电网系统及控制方法，以降低电能传输过程的损耗，提高分布式微电网的供电效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种分布式微电网系统，包括：第一微源组、第一并网开关、第二微源组、第二并网开关、可调微源组、第三并网开关和储能装置；

所述第一微源组包括多个微源，所述第一微源组中的多个微源并联后通过第一线路接至第一直流输配电网，所述第一直流输配电网用于对第一终端供电；所述第一线路上设置所述第一并网开关，所述第一并网开关用于调节所述第一微源组的并网状态；

所述第二微源组包括多个微源，所述第二微源组中的多个微源并联后通过第二线路接至第二直流输配电网，所述第二直流输配电网用于对第二终端供电；所述第二线路上设置所述第二并网开关，所述第二并网开关用于调节所述第二微源组的并网状态；

所述可调微源组包括多个微源，所述可调微源组的多个微源并联后接入所述第三并网开关的输入端；所述第三并网开关包括三个输出端，所述第三并网开关的第一输出端连接至所述第一线路，所述第三并网开关的第二输出端连接至所述第二线路，所述第三并网开关的第三输出端连接至所述储能装置；所述第三并网开关用于调节所述可调微源组的并网状态，所述可调微源组的并网状态包括并网至所述第一直流输配电网状态、并网至所述第二直流输配电网状态和储能状态。

可选的，所述分布式微电网系统还包括交流配电网；所述第一直流输配电网的第一输出端连接至所述第一终端，所述第一直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第一终端；所述第二直流输配电网的第一输出端连接至所述第二终端，所述第二直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第二终端。

可选的，所述第一直流输配电网通过第一升压变电站升压后经输电线路输送至第一降压变电站，经所述第一降压变电站降压后输送至所述第一终端；所述第二直流输配电网通过第二升压变电站升压后经输电线路输送至第二降压变电站，经所述第二降压变电站降压后输送至所述第二终端。

可选的，所述储能装置的输出端与所述第一终端和所述第二终端均连接。

可选的，所述储能装置的个数为多个。

一种分布式微电网控制方法，所述分布式微电网控制方法应用于上述的分布式微电网系统，所述分布式微电网控制方法包括：

获取第一终端的需求功率；

获取第一微源组的发电功率；

判断所述第一微源组的发电功率是否大于所述第一终端的需求功率，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率大于所述第一终端的需求功率时，获取第二终端的需求功率和第二微源组的发电功率；

判断所述第二微源组的发电功率是否大于所述第二终端的需求功率，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率大于所述第二终端的需求功率时，调节第三并网开关的第三输出端接通且第一输出端和第二输出端断开；

当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第二输出端接通且所述第一输出端和所述第三输出端断开；

当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第一输出端接通且所述第二输出端和所述第三输出端断开。

可选的，所述当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第一输出端接通且所述第二输出端和所述第三输出端断开，之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和不大于所述第一终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和大于所述第一终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第一终端供电；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第一直流输配电网与交流配电网并网后为所述第一终端供电。

可选的，所述当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第二输出端接通且所述第一输出端和所述第三输出端断开，之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第五判断结果；

当所述第五判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和不大于所述第二终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第六判断结果；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和大于所述第二终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第二终端供电；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第二直流输配电网与交流配电网并网后为所述第二终端供电。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过对每个终端采用单独的一组微源组进行供电，降低了微源组与交流配电网并网导致的能耗。而且，每一个终端对应的微源组都是与该终端距离最近的微源组，当微源组的发电功率不满足该终端的需求功率时，通过调用可调微源组共同为该终端供电；当微源组和可调微源组不能满足该终端的需求功率时，通过储能装置与微源组共同为该终端供电，当储能装置与微源组共同为该终端供电仍不满足该终端的需求功率时，采用交流配电网与微源组并网输出至该终端。本发明通过优先采用微源组就近为终端单独供电，当不满足该终端需求功率时，结合其他方式为终端供电，降低了能量传输过程中的损耗，提高供电的效率。同时，分布式微源组可以跟现有国家电网用同线传输，无需其他传输装置，降低了整个系统的成本。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明分布式微电网系统的结构示意图；

图2为本发明分布式微电网控制方法的流程示意图。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明分布式微电网系统的结构示意图。如图1所示，所述分布式微电网系统包括：第一微源组1、第一并网开关2、第二微源组3、第二并网开关4、可调微源组5、第三并网开关6和储能装置7。

所述第一微源组1包括多个微源，所述第一微源组1中的多个微源并联后通过第一线路接至第一直流输配电网，所述第一直流输配电网用于对第一终端供电；所述第一线路上设置所述第一并网开关2，所述第一并网开关用于调节所述第一微源组1的并网状态。第一并网开关2接通时，所述第一微源组1并网至所述第一直流输配电网，为所述第一终端供电。

所述第二微源组3包括多个微源，所述第二微源组3中的多个微源并联后通过第二线路接至第二直流输配电网，所述第二直流输配电网用于对第二终端供电；所述第二线路上设置所述第二并网开关4，所述第二并网开关4用于调节所述第二微源组3的并网状态。当第二并网开关4接通时，所述第二微源组3并网至所述第二支流输配电网，为所述第二终端供电。

所述可调微源组5包括多个微源，所述可调微源组5的多个微源并联后接入所述第三并网开关6的输入端；所述第三并网开关6包括三个输出端，所述第三并网开关6的第一输出端连接至所述第一线路，所述第三并网开关6的第二输出端连接至所述第二线路，所述第三并网开关6的第三输出端连接至所述储能装置7。所述第三并网开关6用于调节所述可调微源组5的并网状态，所述可调微源组5的并网状态包括并网至所述第一直流输配电网状态、并网至所述第二直流输配电网状态和储能状态。当第三并网开关6的第一端接通时，可调微源组5并网至第一直流输配电网，共同为第一终端供电；当第三并网开关6的第二端接通时，可调微源组5并网至第二直流输配电网，共同为第二终端供电；当第三并网开关的第三端接通时，可调微源组5输出至储能装置7，通过储能装置7储能可调微源组5的发电电量。所述储能装置7的输出端与所述第一终端和所述第二终端均连接，根据实际需求，储能装置7可以为第一终端和/或第二终端供电。所述储能装置7的个数可以为多个，多个储能装置7并联或串联增加整个系统的储能能力。

所述分布式微电网系统还包括交流配电网；所述第一直流输配电网的第一输出端直接连接至所述第一终端，所述第一直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第一终端；所述第二直流输配电网的第一输出端直接连接至所述第二终端，所述第二直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第二终端。

优选但不限于，所述第一直流输配电网通过第一升压变电站升压后经输电线路输送至第一降压变电站，经所述第一降压变电站降压后输送至所述第一终端；所述第二直流输配电网通过第二升压变电站升压后经输电线路输送至第二降压变电站，经所述第二降压变电站降压后输送至所述第二终端。

目前我国电力传输基本采用交流传输，本发明分布式微电网传输采用直流传输，只需要在用户端和供电侧各安装一个小型的直流调制和解调模块，就可以实现与大电网同线传输，而且本发明分布式微电网也可以独立工作。

基于上述微电网系统，本发明还提供一种分布式微电网控制方法。图2为本发明分布式微电网控制方法的流程示意图。如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤100：获取第一终端的需求功率和第一微源组的发电功率。

步骤200：判断第一微源组的发电功率是否大于第一终端的需求功率。如果是，执行步骤300；如果否，执行步骤400。第一微源组的发电功率大于第一终端的需求功率，说明单独通过第一微源组可以满足第一终端的供电需求；第一微源组的发电功率不大于第一终端的需求功率，说明第一微源组不满足第一终端的供电需求，需要借助其他供电方式共同出力，才能满足第一终端的供电需求。

步骤300：获取第二终端的需求功率和第二微源组的发电功率。

步骤400：调节第三并网开关的第一输出端接通且第二输出端和第三输出端断开。当第一微源组不能满足第一终端的供电需求时，可调微源组与第一微源组共同为第一终端供电。

步骤500：判断第二微源组的发电功率是否大于第二终端的需求功率，如果是，执行步骤600；如果否，执行步骤700。同理，第二微源组的发电功率大于第二终端的需求功率，说明单独通过第二微源组可以满足第二终端的供电需求；第二微源组的发电功率不大于第二终端的需求功率，说明第二微源组不满足第二终端的供电需求，需要借助其他供电方式共同出力，才能满足第二终端的供电需求。

步骤600：调节第三并网开关的第三输出端接通且第一输出端和第二输出端断开。当第二微源组可以满足第二终端的供电需求时，可调微源组无需协助第一微源组和第二微源组，此时，可调微源组的发电电量储存至储能装置。

步骤700：调节第三并网开关的第二输出端接通且第一输出端和第三输出端断开。当第二微源组不能满足第二终端的供电需求时，可调微源组协助第二微源组共同为第二终端供电。

步骤400之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和不大于所述第一终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和大于所述第一终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第一终端供电；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第一直流输配电网与交流配电网并网后为所述第一终端供电。

步骤700之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第五判断结果；

当所述第五判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和不大于所述第二终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第六判断结果；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和大于所述第二终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第二终端供电；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第二直流输配电网与交流配电网并网后为所述第二终端供电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种分布式微电网系统，其特征在于，包括：第一微源组、第一并网开关、第二微源组、第二并网开关、可调微源组、第三并网开关和储能装置；

所述第一微源组包括多个微源，所述第一微源组中的多个微源并联后通过第一线路接至第一直流输配电网，所述第一直流输配电网用于对第一终端供电；所述第一线路上设置所述第一并网开关，所述第一并网开关用于调节所述第一微源组的并网状态；

所述第二微源组包括多个微源，所述第二微源组中的多个微源并联后通过第二线路接至第二直流输配电网，所述第二直流输配电网用于对第二终端供电；所述第二线路上设置所述第二并网开关，所述第二并网开关用于调节所述第二微源组的并网状态；

所述可调微源组包括多个微源，所述可调微源组的多个微源并联后接入所述第三并网开关的输入端；所述第三并网开关包括三个输出端，所述第三并网开关的第一输出端连接至所述第一线路，所述第三并网开关的第二输出端连接至所述第二线路，所述第三并网开关的第三输出端连接至所述储能装置；所述第三并网开关用于调节所述可调微源组的并网状态，所述可调微源组的并网状态包括并网至所述第一直流输配电网状态、并网至所述第二直流输配电网状态和储能状态。

2.根据权利要求1所述的分布式微电网系统，其特征在于，所述分布式微电网系统还包括交流配电网；所述第一直流输配电网的第一输出端连接至所述第一终端，所述第一直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第一终端；所述第二直流输配电网的第一输出端连接至所述第二终端，所述第二直流输配电网的第二输出端与所述交流配电网并网后同线连接至所述第二终端。

3.根据权利要求1所述的分布式微电网系统，其特征在于，所述第一直流输配电网通过第一升压变电站升压后经输电线路输送至第一降压变电站，经所述第一降压变电站降压后输送至所述第一终端；所述第二直流输配电网通过第二升压变电站升压后经输电线路输送至第二降压变电站，经所述第二降压变电站降压后输送至所述第二终端。

4.根据权利要求1所述的分布式微电网系统，其特征在于，所述储能装置的输出端与所述第一终端和所述第二终端均连接。

5.根据权利要求1所述的分布式微电网系统，其特征在于，所述储能装置的个数为多个。

6.一种分布式微电网控制方法，其特征在于，所述分布式微电网控制方法应用于权利要求1-5任一项所述的分布式微电网系统，所述分布式微电网控制方法包括：

获取第一终端的需求功率；

获取第一微源组的发电功率；

判断所述第一微源组的发电功率是否大于所述第一终端的需求功率，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率大于所述第一终端的需求功率时，获取第二终端的需求功率和第二微源组的发电功率；

判断所述第二微源组的发电功率是否大于所述第二终端的需求功率，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率大于所述第二终端的需求功率时，调节第三并网开关的第三输出端接通且第一输出端和第二输出端断开；

当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第二输出端接通且所述第一输出端和所述第三输出端断开；

当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第一输出端接通且所述第二输出端和所述第三输出端断开。

7.根据权利要求6所述的分布式微电网控制方法，其特征在于，所述当所述第一判断结果表示所述第一微源组的发电功率不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第一输出端接通且所述第二输出端和所述第三输出端断开，之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第一微源组的发电功率之和不大于所述第一终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和是否大于所述第一终端的需求功率，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和大于所述第一终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第一终端供电；

当所述第四判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第一微源组的发电功率三者之和不大于所述第一终端的需求功率时，调节所述第一直流输配电网与交流配电网并网后为所述第一终端供电。

8.根据权利要求6所述的分布式微电网控制方法，其特征在于，所述当所述第二判断结果表示所述第二微源组的发电功率不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第三并网开关的第二输出端接通且所述第一输出端和所述第三输出端断开，之后还包括：

获取所述可调微源组的发电功率；

判断所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第五判断结果；

当所述第五判断结果表示所述可调微源组的发电功率与所述第二微源组的发电功率之和不大于所述第二终端的需求功率时，获取所述储能装置的储能功率；

判断所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和是否大于所述第二终端的需求功率，得到第六判断结果；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和大于所述第二终端的需求功率时，调节所述储能装置为所述第二终端供电；

当所述第六判断结果表示所述储能装置的储能功率、所述可调微源组的发电功率和所述第二微源组的发电功率三者之和不大于所述第二终端的需求功率时，调节所述第二直流输配电网与交流配电网并网后为所述第二终端供电。