CN111030182A - 微网电能监控系统 - Google Patents

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micro
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崔文峰
王海川
刽晓梅
周晓伟
周志田
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Zhengzhou Smartgen Technology Co Ltd
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Zhengzhou Smartgen Technology Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种微网电能监控系统，包括三层构架，底层是分布式的智能监控终端，第二层是微网管理系统，第三层是场级管理系统，所述智能监控终端包括智能电表、蓄电池监控终端和功率调频控制器，所述微电网管理系统实现微电网在并网、孤岛运行模式间的切换、保护和协调功能，包括微网控制器，场级管理系统与大电网系统连接，接收来自于大电网的数据并根据微电网采集到的各项数据，结合自身算法对微电网进行优化和管理。该微网电能监控系统根据大电网和微网的实时状态，判断并切换运行模式，实现微网的智能化控制。

Description

微网电能监控系统
技术领域
本发明涉及一种微网控制系统，具体的说，涉及了一种微网电能监控系统。
背景技术
智能微电网是指分布式的电能配电系统，是一种能够实现自我控制、保护和管理的微型系统，既能够孤岛运行，同时又能够与大电网并网运行，是当前电网小型化、智能化的发展方向之一。
目前，智能微网的核心问题是在孤岛模式和并网模式之间切换的问题，因为孤岛模式下的各项参数和并网模式下的各项参数都是实时变化的，切换是否顺畅，是否存在问题，都需要根据实时状态进行调整，这就要求对监控系统的监测性能提出了比较高的要求。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种根据实时状态进行模式切换的微网电能监控系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种微网电能监控系统，包括三层构架，底层是分布式的智能监控终端，第二层是微网管理系统，第三层是场级管理系统，所述智能监控终端包括智能电表、蓄电池监控终端和功率调频控制器，所述微电网管理系统实现微电网在并网、孤岛运行模式间的切换、保护和协调功能，包括微网控制器，场级管理系统与大电网系统连接，接收来自于大电网的数据并根据微电网采集到的各项数据，结合自身算法对微电网进行优化和管理；
其中，智能电表采集分布式光伏电源的发电数据，并实时的发送给微网控制器，所述蓄电池监控终端实时监控蓄电池的状态并实时发送给微网控制器，所述功率调频控制器则采集输出有功功率发送给微网控制器；所述微网控制器与场级管理系统通信，将采集到的数据整合转换后发送给场级管理系统，场级管理系统根据大电网的状态和微电网的状态，决定并网或孤岛运行，微网控制器则根据获取的指令实现并网和孤岛运行模式间的切换。
基上所述，所述场级管理系统还包括能源协调分配模块和预测模块，所述预测模块包括天气信息和系统通知接收模块，根据获取的天气预报信息，预测未来分布式光伏电源在未来一段时间内的运行状况来确定是否并网，同时根据系统发出的指令计划确定未来是否并网。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在智能监控终端获取微网运行的各项参数，包括发电参数、蓄电池参数和功率参数，然后从场级管理系统中获取大电网的参数，两者进行比较，确定微网以并网模式运行还是孤岛模式运行。
进一步的， 与未来的天气状况相关联，根据未来的天气状态确定未来微网的运行模式，以及大电网的运行指令确定未来微网的运行模式，能够自动切换模式，并能够应对未来多变因素。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种微网电能监控系统，包括三层构架，底层是分布式的智能监控终端，第二层是微网管理系统，第三层是场级管理系统，所述智能监控终端包括智能电表、蓄电池监控终端和功率调频控制器，所述微电网管理系统实现微电网在并网、孤岛运行模式间的切换、保护和协调功能，包括微网控制器，场级管理系统与大电网系统连接，接收来自于大电网的数据并根据微电网采集到的各项数据，结合自身算法对微电网进行优化和管理；
其中，智能电表采集分布式光伏电源的发电数据，并实时的发送给微网控制器，所述蓄电池监控终端实时监控蓄电池的状态并实时发送给微网控制器，所述功率调频控制器则采集输出有功功率发送给微网控制器；所述微网控制器与场级管理系统通信，将采集到的数据整合转换后发送给场级管理系统，场级管理系统根据大电网的状态和微电网的状态，决定并网或孤岛运行，微网控制器则根据获取的指令实现并网和孤岛运行模式间的切换。
所述场级管理系统还包括能源协调分配模块和预测模块，所述预测模块包括天气信息和系统通知接收模块，根据获取的天气预报信息，预测未来分布式光伏电源在未来一段时间内的运行状况来确定是否并网，同时根据系统发出的指令计划确定未来是否并网。
工作原理：
首先，场级管理系统获取大电网的运行状态，包括功率、未来的停断电计划、运行时间、未来天气变化等一系列与并网有关的数据信息，然后从微网控制器处获得微网的运行状态，包括分布式光伏电源的功率、蓄电池状态等信息，在当前时间下，通过对比大电网和微网的输出频率是否符合并网要求，若符合，进行并网，若不能并网，按照孤岛模式运行；另外，根据未来的天气变化和大电网的停电通知等因素，进行特殊情况下的反应，如未来天气转阴天雨雪等恶劣环境导致光伏电站无法运行，则根据时间持续长度，提前控制微网以孤岛模式运行并及时为蓄电池充电，若微网不满足充电需求，可调配大电网为蓄电池充电，避免未来一段时间内即便孤岛模式也无法满足本地的电量需求，若持续时间久，则控制大电网持续的为蓄电池充电。
当大电网发出停电通知指令，微网以孤岛模式运行，并为蓄电池充电，若不能满足蓄电池的充电需求，则控制大电网为蓄电池充电，直到将蓄电池充满，以克服停电过程中的自给自足问题，避免本地供电不足。
通过两种模式的切换和互补，解决异常条件下的供电稳定性问题，提升本地用电的体验，克服光伏发电的弊端和大电网停电带来的影响。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种微网电能监控系统，其特征在于：包括三层构架，底层是分布式的智能监控终端，第二层是微网管理系统，第三层是场级管理系统，所述智能监控终端包括智能电表、蓄电池监控终端和功率调频控制器，所述微电网管理系统实现微电网在并网、孤岛运行模式间的切换、保护和协调功能，包括微网控制器，场级管理系统与大电网系统连接，接收来自于大电网的数据并根据微电网采集到的各项数据，结合自身算法对微电网进行优化和管理；
其中，智能电表采集分布式光伏电源的发电数据，并实时的发送给微网控制器，所述蓄电池监控终端实时监控蓄电池的状态并实时发送给微网控制器，所述功率调频控制器则采集输出有功功率发送给微网控制器；所述微网控制器与场级管理系统通信，将采集到的数据整合转换后发送给场级管理系统，场级管理系统根据大电网的状态和微电网的状态，决定并网或孤岛运行，微网控制器则根据获取的指令实现并网和孤岛运行模式间的切换。
2.根据权利要求1所述的微网电能监控系统，其特征在于：所述场级管理系统还包括能源协调分配模块和预测模块，所述预测模块包括天气信息和系统通知接收模块，根据获取的天气预报信息，预测未来分布式光伏电源在未来一段时间内的运行状况来确定是否并网，同时根据系统发出的指令计划确定未来是否并网。
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