CN111049137A - 一种用户侧智能微电网设计方法 - Google Patents

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朱豪
肖旖旎
杨鹏洁
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Abstract

本发明提供一种用户侧智能微电网设计方法，包括：建立适用于用户侧微电网的规划设计综合评价指标体系，融入表征微电网短时孤网运行的技术指标来衡量微电网的可靠性和安全性，融入市场模式下微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益；构建用户侧微电网的系统架构设计，根据用户特点与分布式电源构成，实现用户侧微电网一二次系统的协同设计；建立计及充放电策略与需求响应的时序状态仿真模型，建立电价、光伏功率和负荷联动的储能充放电策略，获取微电网运行的长周期运行仿真数据，支撑容量优化配置计算。本发明综合衡量微电网的可靠性、安全性、经济性和环保性，提供合理设计方案。

Description

一种用户侧智能微电网设计方法
技术领域
本发明属于微电网技术领域，具体涉及一种用户侧智能微电网设计方法。
背景技术
微电网系统是一种独立性很强的分散型电源网络，由光伏发电、风力发电、燃气发电或柴油发电、燃料电池及蓄电池等储能装置组根据需要组合起来，再加入控制、保护和计量等装置，构成一个区域自治系统。微电网技术旨在中、低压配电网层面实现分布式发电技术的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网运行，并通过智能能量管理维持功率局部优化与平衡，有效降低系统运行调度难度，微电网独立运行还可在外部电网故障时继续向关键负荷供电，提高用电可靠性。微电网技术是实现分布式发电系统广泛应用的关键技术之一。
我国海岸线长，海岛数量多，其中不乏距离海岸较远的海岛，受地理因素制约，各海岛电网没有与大陆电网联网，难以保障供电可靠性，目前海岛供电主要依赖柴油机组供电，不仅存在环境污染问题，而且电价较高。针对当前现状，在海岛上建设微电网，利用清洁的可再生能源向岛上负荷供电是解决海岛用电问题最有效的方式。此外，在偏远山区、高原、大型企业、城市智能小区等多种场合可以通过微电网为用户提供清洁、可靠的电能。但是目前对于微电网的建设还存在以下问题：
1)现有的微电网是为科研服务，存在不少实验性设备，未考虑实际应用需求；
2)现有微电网缺乏技术经济性分析；
3)不具有工程推广价值；
4)对于微电网中各种分布式电源的容量确定往往根据经验选取，整个系统的成本较高，且部分设备无法充分利用；
5)没有完整的微电网网架及分布式电源设计方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种用户侧智能微电网设计方法，综合衡量微电网的可靠性、安全性、经济性和环保性，提供合理设计方案。
本发明提供了如下的技术方案：
一种用户侧智能微电网设计方法，包括：
建立适用于用户侧微电网的规划设计综合评价指标体系，融入表征微电网短时孤网运行的技术指标来衡量微电网的可靠性和安全性，融入市场模式下微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益；
构建用户侧微电网的系统架构设计，根据用户特点与分布式电源构成，实现用户侧微电网一二次系统的协同设计；
建立计及充放电策略与需求响应的时序状态仿真模型，建立电价、光伏功率和负荷联动的储能充放电策略，获取微电网运行的长周期运行仿真数据，支撑容量优化配置计算。
优选的，微电网短时孤网运行的技术指标包括间歇性能源指标、孤岛指标和传统指标，用于评估微电网在并网情况下保持持续稳定供电的能力以及可再生能源的可用性；还包括电压越限率、负荷恢复成功率和负荷恢复水平，用于评估可再生能源接入后对微电网安全运行的影响以及微电网故障后恢复供电的能力。
优选的，微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益包括投资成本和运营收益，用于评估微电网全生命周期的成本及收益。
优选的，所述综合评价指标还包括可再生能源利用率、节能效益和减排收益，用于评估微电网中可再生能源的利用水平及其生产的节能减排效益。
优选的，用户侧微电网的系统架构设计，首先根据用户特点分析，确定DER类型与接入方式，根据子微电网供电模式进行微电网结构分析，最终确定一次系统和二次系统的设计架构。
优选的，所述子微电网供电模式包括分布式电源独立供电模式、源网互补供电模式和离并网切换供电模式。
本发明的有益效果是：根据设计方法，构建的微电网，为现有的实际应用需求考虑，满足复杂环境下的设计使用，综合考虑，使得设备可以完全利用，降低成本，具有工程推广价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明整体设计流程示意图；
图2是本发明系统架构设计流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用户侧智能微电网设计方法，包括：
建立适用于用户侧微电网的规划设计综合评价指标体系，融入表征微电网短时孤网运行的技术指标来衡量微电网的可靠性和安全性，融入市场模式下微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益；
构建用户侧微电网的系统架构设计，根据用户特点与分布式电源构成，实现用户侧微电网一二次系统的协同设计；
建立计及充放电策略与需求响应的时序状态仿真模型，建立电价、光伏功率和负荷联动的储能充放电策略，获取微电网运行的长周期运行仿真数据，支撑容量优化配置计算。
具体的，微电网短时孤网运行的技术指标包括间歇性能源指标、孤岛指标和传统指标，用于评估微电网在并网情况下保持持续稳定供电的能力以及可再生能源的可用性；还包括电压越限率、负荷恢复成功率和负荷恢复水平，用于评估可再生能源接入后对微电网安全运行的影响以及微电网故障后恢复供电的能力。微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益包括投资成本和运营收益，用于评估微电网全生命周期的成本及收益。进一步的，所述综合评价指标还包括可再生能源利用率、节能效益和减排收益，用于评估微电网中可再生能源的利用水平及其生产的节能减排效益。
如图2所示，用户侧微电网的系统架构设计，首先根据用户特点分析，确定DER类型与接入方式，根据子微电网供电模式进行微电网结构分析，最终确定一次系统和二次系统的设计架构。所述子微电网供电模式包括分布式电源独立供电模式、源网互补供电模式和离并网切换供电模式。
如图1所示，一种用户侧智能微电网设计方法在实施过程中，基于理论方法，以可视化的操作界面实现定制化规划设计，包括技术经济评价、基础数据统计分析与数据库、基本电气计算、微电网综合评估指标计算、时序状态仿真、供电模式设计和容量配置优化，根据用户的实际情况、意愿及电网公司的投资情况选择最佳方案。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，包括：
建立适用于用户侧微电网的规划设计综合评价指标体系，融入表征微电网短时孤网运行的技术指标来衡量微电网的可靠性和安全性，融入市场模式下微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益；
构建用户侧微电网的系统架构设计，根据用户特点与分布式电源构成，实现用户侧微电网一二次系统的协同设计；
建立计及充放电策略与需求响应的时序状态仿真模型，建立电价、光伏功率和负荷联动的储能充放电策略，获取微电网运行的长周期运行仿真数据，支撑容量优化配置计算。
2.根据权利要求1所述的一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，微电网短时孤网运行的技术指标包括间歇性能源指标、孤岛指标和传统指标，用于评估微电网在并网情况下保持持续稳定供电的能力以及可再生能源的可用性；还包括电压越限率、负荷恢复成功率和负荷恢复水平，用于评估可再生能源接入后对微电网安全运行的影响以及微电网故障后恢复供电的能力。
3.根据权利要求1所述的一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，微电网作为售电主体的运营收益和潜在辅助服务收益包括投资成本和运营收益，用于评估微电网全生命周期的成本及收益。
4.根据权利要求1所述的一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，所述综合评价指标还包括可再生能源利用率、节能效益和减排收益，用于评估微电网中可再生能源的利用水平及其生产的节能减排效益。
5.根据权利要求1所述的一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，用户侧微电网的系统架构设计，首先根据用户特点分析，确定DER类型与接入方式，根据子微电网供电模式进行微电网结构分析，最终确定一次系统和二次系统的设计架构。
6.根据权利要求5所述的一种用户侧智能微电网设计方法，其特征在于，所述子微电网供电模式包括分布式电源独立供电模式、源网互补供电模式和离并网切换供电模式。
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