CN111756067A - 一种分布式电源群并入电网的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种分布式电源群并入电网的控制方法及系统，系统由至少一个分布式电源子系统、至少一个电网子系统、智能电网控制子系统构成。方法为：分布式电源子系统向智能电网控制子系统发起并入请求；智能电网控制子系统动态的为所述分布式电源子系统调度所要并入的电网子系统配置并入的能力参数及分组参数；分布式电源子系统按照所述配置的参数进行并入服役。采用本发明的做法，智能电网控制子系统综合考虑分布式电源子系统并入能力及工作状态、电网子系统的电能需求，而后动态的调配分布式电源子系统与电网子系统间的并入关系，有效保证各电网子系统电能供应充足可靠，同时可有效消除冗余并入，提升分布式电源子系统的服役年限。

Description

一种分布式电源群并入电网的控制方法及系统

技术领域

本发明电力领域，特别涉及一种分布式电源群并入电网的控制方法及系统。

背景技术

随着各种发电技术的发展，目前衍生开来包括风能发电、太阳能发电、水能发电、沼气发电等诸多发电方案，然而，如何化零为整，有效利用各种环境下所发出的电能，把所述电能聚合起来，服务于各项民生工程及日常，则是一项非常关键的任务。

目前主要的方法是通过把上述各种技术所产出的电能并入电网，而后由电网化零为整，去服务于各区域的住户或者商业体。

然而，现有技术对于分布式电源并入电网的关注点主要在并入安全管理方面，对于如何有效化零为整，按需调度所需并入的分布式电源，在保证电能供应充足的同时，提升分布式电源的服役年限，则涉猎不多，因此，如何提出一种可有效保证各电网子系统电能供应充足可靠，并提升分布式电源子系统的服役年限的分布式电源并网控制方法，则是业界有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种分布式电源群并入电网的控制方法及系统，通过动态的调配分布式电源子系统与电网子系统间的并入关系，有效保证各电网子系统电能供应充足可靠，通过消除冗余并入，提升分布式电源子系统的服役年限。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：应用于由至少一个分布式电源子系统、至少一个电网子系统、智能电网控制子系统、能源消耗型发电站构成的系统；

包括以下步骤：

步骤1：分布式电源子系统向智能电网控制子系统发起并入请求，所述并入请求至少包括所述分布式电源子系统的并入能力信息；

步骤2：智能电网控制子系统动态的为所述分布式电源子系统调度所要并入的电网子系统配置并入的能力参数及分组参数；

步骤3：分布式电源子系统按照步骤2中配置的参数进行并入服役。

更好的，所述步骤1中，所述并入能力信息用于指示所述分布式电源子系统所支持的能力类别数、各能力类别所能并入的电网子系统的电气类型。

更好的，所述步骤2中，所述动态调度的方法为：

步骤2.1、智能电网控制子系统确定各电网子系统的电能需求EnergyNeed_i、当前电能供应EnergySupply_i、电气类型Type_i，其中i代表本智能电网控制子系统管控下各电网子系统的唯一编号；

步骤2.2、智能电网控制子系统获取当前发起并入请求的分布式电源子系统的能力类别信息CombineType_j_k，电能信息CombineEnergy_j_k，其中j代表本智能电网控制子系统管控下的各分布式电源子系统唯一编号，k代表分布式电源子系统j所具有的能力类别数；

首先、智能电网控制子系统先确定CombineType_j_k与Type_i存在交集的类型取值；

而后、从交集的类型取值所对应的电网子系统中找出EnergyNeed_i-EnergySupply_i取值最大时对应的电网子系统；

最后、把该分布式电源配置为该电网子系统的电气类型，并选择该电网子系统进行并入；

如果各个电网子系统的电能供应已经达到了EnergyNeed_i的门限，则不接受所述请求并入的分布式电源子系统；

相应的，智能电网控制子系统配置该分布式电源子系统进入空闲状态。

步骤2.3、通过计算EnergyNeed_i-EnergySupply_i的结果，并把该结果更新到EnergyNeed_i。

更好的，所述步骤2中，当发起并入请求的分布式电源子系统的能力信息，与该智能电网控制子系统所管辖的电网子系统能力信息不匹配时，智能电网控制子系统回复拒绝信息给所述分布式电源子系统，所述分布式电源子系统收到该信息后，进行空闲状态。

更好的，所述步骤2.2中，当智能电网控制子系统接收到来自分布式电源子系统所上报的异常断开信息后，向辖区广播该分布式电源子系统并入服务的电气类型，所述辖区内处于空闲状态的分布式电源子系统在收到该信息后，如果本端可以提供该电气类型的并入服务，则向智能电网控制子系统发起并入请求。

更好的，所述步骤3中，

分布式电源子系统按照步骤2中配置的信息，配置本分布式电源子系统为所配置的电气类型，并选通所要并入的电网子系统，进行并入服役；

更好的，所述步骤3中，

当所述分布式电源子系统检测到本子系统输出的电源质量有问题时，自己断开并入服役，并向智能电网控制子系统上报本分布式电源子系统的异常断开的信息；

更好的，所述电网子系统由分布式电源及能源消耗型发电站进行联合供电，

当智能电网控制子系统调度并入所述电网子系统的分布式电源电能增加时，则智能电网控制子系统相应地调低能源消耗型发电站的供电输出，以此降低能源消耗；

当隶属于同一电网子系统的至少一个分布式电源子系统的总电能供应达到了需求，则控制能源消耗型发电站进入低功耗状态，不输出电能；

更好的，所述电网子系统分为：

类型一电网子系统，由能源消耗型发电站单独供应的电网子系统；

类型二电网子系统，由分布式电源子系统进行供电的电网子系统；

类型二电网子系统作为优选服役系统，类型一电网子系统作为备份系统，

当类型二电网子系统达到类型一电网子系统的供电能力，则智能电网控制子系统启用类型二电子系统进行供电，并控制类型一电网子系统进入低能耗状态，节省能源消耗。

一种分布式电源群并入电网的控制系统，其特征在于：

包括：

智能电网控制子系统：调度系统，动态调度分布式电源子系统与电网子系统的并入关系，并根据分布式电源子系统的异常情况，重新调度各分布式电源子系统进行电能供应补济；

电网子系统：配电网络系统，服务于所辖区域的住户或者商户；

分布式电源子系统：分布式电源发电站，需要并网时发起并入请求，并根据请求响应进行并入操作，同时负责监控新的并入请求触发消息并发起新一轮的并入请求；

能源消耗型发电站：传统能源发电站或变配电站，与电网子系统、分布式电源子系统组成供电网络。

与现有技术相比，本发明具备如下优点和有益效果：采用本发明的做法，智能电网控制子系统综合考虑分布式电源子系统并入能力及工作状态、电网子系统的电能需求，而后动态的调配分布式电源子系统与电网子系统间的并入关系，有效保证各电网子系统电能供应充足可靠，此外，由于智能电网控制子系统按需调度分布式电子系统进行并入服役，因此，可有效消除冗余并入，提升分布式电源子系统的服役年限。

附图说明

图1是一种分布式电源群并入电网的控制方法流程示意；

图2是一种分布式电源群并入电网的控制系统示意；

图中：

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种分布式电源群并入电网的控制方法，如图1所示，具体包含以下的步骤：

步骤1：分布式电源子系统向智能电网控制子系统发起并入请求，所述并入请求至少包括所述分布式电源子系统的并入能力信息；

步骤2：智能电网控制子系统动态的为所述分布式电源子系统调度所要并入的电网子系统、配置并入的能力参数及分组参数；

步骤3：分布式电源子系统按照所述配置的参数进行并入服役。

所述步骤1、2、3中，所述系统由至少一个分布式电源子系统、至少一个电网子系统、智能电网控制子系统、能源消耗型发电站(能源消耗型发电站为可选)构成；

所述步骤1中，所述并入能力信息用于指示所述分布式电源子系统所支持的能力类别数、各能力类别所能并入的电网子系统的电气类型；

所述步骤2中，所述动态调度的方法为：

步骤2.1、智能电网控制子系统确定各电网子系统的电能需求EnergyNeed_i、当前电能供应EnergySupply_i、电气类型Type_i，其中i代表本智能电网控制子系统管控下各电网子系统的唯一编号，取值范围为{1，MaxEleSyetemNum}，其中MaxEleSyetemNum代表本智能电网控制子系统所管控的最大电网子系统数量；

步骤2.2、智能电网控制子系统根据当前发起并入请求的分布式电源子系统的能力类别信息CombineType_j_k，电能信息CombineEnergy_j_k，

其中,j代表本智能电网控制子系统管控下的各分布式电源子系统唯一编号，取值范围为{1，MaxEleSourceNum}，其中MaxEleSourceNum代表本智能电网控制子系统管控的分布式电源子系统的最大数量，

k代表分布式电源子系统j所具有的能力类别数，取值范围为{1，MaxClassNum_j}，其中MaxClassNum_j代表分布式电源子系统j所包括的最大能力类别数。

智能电网控制子系统先确定与存在交集的类型取值，而后从交集的类型取值所对应的电网子系统中找出EnergyNeed_i-EnergySupply_i取值最大时对应的电网子系统，并把该分布式电源配置为该电网子系统的电气类型，并选择该电网子系统进行并入。特别注意的，如果各个电网子系统的电能供应已经达到了EnergyNeed_i的门限，则不接受所述请求并入的分布式电源子系统，相应的，智能电网控制子系统配置该分布式电源子系统进入空闲状态，所述空闲状态代表该分布式电源子系统仅处于监测来自智能电网控制子系统的调度命令，其他功能完全停止工作(该状态可以使得分布式电源子系统内部其他各设备处于断电状态，设备无需运作，不会造成折旧，最终延长其服役年限)。

步骤2.3、通过计算EnergyNeed_i-EnergySupply_i的结果，并把该结果更新到EnergyNeed_i。

所述步骤3中，分布式电源子系统按照所述配置的信息，配置本分布式电源子系统为所配置的电气类型，并选通所要并入的电网子系统，进行并入服役。

所述步骤3中，当所述分布式电源子系统检测到本子系统输出的电源质量有问题时，自己断开并入服役，并向智能电网控制子系统上报本分布式电源子系统的异常断开的信息；

所述步骤2.2中，当智能电网控制子系统接收到来自分布式电源子系统所上报的异常断开信息后，向辖区广播该分布式电源子系统并入服务的电气类型，所述辖区内处于空闲状态的分布式电源子系统在收到该信息后，如果本端可以提供该电气类型的并入服务，则向智能电网控制子系统发起并入请求。

所述步骤1、2、3中，所述电网子系统由分布式电源及能源消耗型发电站进行联合供电，当智能电网控制子系统调度并入所述电网子系统的分布式电源电能增加时，则智能电网控制子系统相应地调低能源消耗型发电站的供电输出，以此降低能源消耗，当隶属于同一电网子系统的至少一个分布式电源子系统的总电能供应达到了需求，则控制能源消耗型发电站进入低功耗状态，不输出电能。

所述步骤1、2、3中，所述电网子系统分为能源消耗型发电站单独供应的电网子系统(即类型一电网子系统)及仅由分布式电源子系统进行供电的电网子系统(即类型二电网子系统)两种类型，类型二电网子系统作为优选服役系统，而类型一电网子系统作为备份系统，当类型二电网子系统达到类型一电网子系统的供电能力，则智能电网控制子系统启用类型二电子系统进行供电，并控制类型一电网子系统进入低能耗状态，节省能源消耗；

所述步骤2中，当发起并入请求的分布式电源子系统的能力信息，与该智能电网控制子系统所管辖的电网子系统能力信息不匹配时，智能电网控制子系统回复拒绝信息给所述分布式电源子系统，所述分布式电源子系统收到该信息后，进行空闲状态。

实施例，此处以图2为例，来阐述本发明提出的一种分布式电源群并入电网的控制系统。

如图2所示，一种分布式电源群并入电网的控制系统，包括：智能电网控制子系统、电网子系统、分布式电源子系统，各子系统的功能如下：

智能电网控制子系统：该子系统负责动态调度分布式电源子系统与电网子系统的并入关系，并根据分布式电源子系统的异常情况，重新调度各分布式电源子系统进行电能供应补济，此外，该子系统还负责在优选电网子系统与备份电网子系统间做切换控制，或者，该子系统还负责当分布式电源并入电能提升时，相应调低能源消耗型发电站的供电输出；

电网子系统：该子系统负责服务于所辖区域的住户或者商户；

分布式电源子系统：该子系统负责发起并入请求，并根据请求响应进行并入操作，同时负责监控新的并入请求触发消息并发起新一轮的并入请求；

能源消耗型发电站：采用煤等能源进行发电，并并入分布式电网子系统。

下面用具体的实施例来描述一种分布式电源群并入电网的控制系统的具体实施方式：

实施例1，电网子系统由分布式电源与能源消耗型发电站协同进行供电：

本实施例中，智能电网控制子系统管辖1个电网子系统(编号为电网子系统1，且电网子系统1采用电气类型1进行电能传输)、5个分布式电源子系统(依次编号为1、2、3、4、5，其中分布式电源子系统1、2、3仅支持电气类型1进行电能并入电网子系统；分布式电源子系统4、5仅支持电气类型2进行电能并入电网子系统)、一个能源消耗型发电站(编号为能源消耗型发电站1)，T0时刻，智能电网控制子系统启动电网子系统1进行工作，相应的，能源消耗型发电站按照预设的电能需求进行供电，T1时刻，分布式电网5发起并入请求，由于分布式电网5的并入能力属于电气类型2，而智能电网控制子系统仅管辖的电网子系统1的电气类型为1，因此，类型不匹配，所以，智能电网控制子系统回复拒绝信息给所述分布式电网5，分布式电网5收到该信息后，进入空闲状态(此时分布式电网5发电设备不工作，不造成设备折旧，可提升设备服役年限)；T2时刻，分布式电网1发起并入请求，由于分布式电网1的并入能力属于电气类型1，而智能电网控制子系统仅管辖的电网子系统1的电气类型也为1，因此，类型匹配，所以智能电网控制子系统回复接收并入及具体的并入电气类型信息给所述分布式电网1，并在预设时延值后(所述时延值为分布式电源子系统并入电网子系统的响应时间)，智能电网控制子系统把分布式电网并入电量值进行递增更新，并控制能源消耗型发电站降低相应额度的电能输出(由此节省能源，改善环境)，T3时刻，分布式电源2发起并入请求，相应处理过程与T2时刻类似；假定此时分布式电源子系统1、分布式电源子系统2的总电能已经能满足整体供电需求，因此，智能电网控制子系统控制能源消耗型发电站进入低功耗状态，不输出电能；T4时刻，分布式电网子系统3向智能电网控制子系统发送并入请求，由于供电需求已经满足，因此，智能电网控制子系统回复拒绝信息给分布式电网子系统3，分布式电源子系统3进入空闲状态，T5时刻，分布式电源子系统1检测到自身电源质量有问题，于是断开并入开关，并向智能电网控制子系统上报异常信息，智能控制收到该信息后，发起并入需求广播，分布式电网子系统3收到后完成并入操作，进行电能补充，其他时刻各种状态的处理与前述几个时刻类同。从本实施例可以看到，采用本发明的方法后，通过动态调度分布式电源的并入请求，一方面实现精准按需服役，有效避免分布式电源设备冗余运作，造成设备折旧，影响服役年限；另一方面，通过利用分布式电源子系统(该类子系统由风能、水能、太阳能等自然清洁能源产生电能)的电能，可以有效降低能源消耗型发电站的能耗，进一步节省成本，也有利于改善环境。

实施例2，类型一电网子系统与类型二电网子系统进行优先权选择供电：

本实施例类似实施例1，唯一不同的是：类型二电网子系统仅由分布式电源子系统进行供电(分布式电源子系统由水能、风能、太阳能等清洁能源供电，属于优选系统，选用该系统，意味着可以不用类型一的电网子系统，由此可节省能耗，降低发电成本，改善环境)，而类型一电网子系统能源消耗型发电站单独供应的电网子系统，T0时刻上电后，类型一电网子系统进行供电服务，在T1、T2、...、Tk时刻后，类型二电网子系统所并入的总电能已经满足电能总需求，因此，智能电网控制子系统把供电开关切换为采用类型二的电网子系统进行供电，相应的，控制类型一电网子系统进入低功耗模块，实现节能的目标。从本实施例可以看到，采用本发明的方法后，通过动态调度分布式电源的并入请求，按需完成类型二电网子系统的电能并入控制，在电能达到需求后，切换类型二电网子系统为供电源，控制类型一电网子系统进入低功耗状态，由此，一方面实现精准按需服役，有效避免分布式电源设备冗余运作，造成设备折旧，影响服役年限；另一方面，通过利用分布式电源子系统(该类子系统由风能、水能、太阳能等自然清洁能源产生电能)的电能，可以有效降低能源消耗型发电站的能耗，进一步节省成本，也有利于改善环境。

通过上面的实施例可以看出：采用本发明的做法，智能电网控制子系统综合考虑分布式电源子系统并入能力及工作状态、电网子系统的电能需求，而后动态的调配分布式电源子系统与电网子系统间的并入关系，有效保证各电网子系统电能供应充足可靠，此外，由于智能电网控制子系统按需调度分布式电子系统进行并入服役，因此，可有效消除冗余并入，提升分布式电源子系统的服役年限。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

应用于由至少一个分布式电源子系统、至少一个电网子系统、智能电网控制子系统、能源消耗型发电站构成的系统；

包括以下步骤：

步骤1：分布式电源子系统向智能电网控制子系统发起并入请求，所述并入请求至少包括所述分布式电源子系统的并入能力信息；

步骤2：智能电网控制子系统动态的为所述分布式电源子系统调度所要并入的电网子系统配置并入的能力参数及分组参数；

步骤3：分布式电源子系统按照步骤2中配置的参数进行并入服役。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤1中，所述并入能力信息用于指示所述分布式电源子系统所支持的能力类别数、各能力类别所能并入的电网子系统的电气类型。

3.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤2中，所述动态调度的方法为：

步骤2.1、智能电网控制子系统确定各电网子系统的电能需求EnergyNeed_i、当前电能供应EnergySupply_i、电气类型Type_i，其中i代表本智能电网控制子系统管控下各电网子系统的唯一编号；

步骤2.2、智能电网控制子系统获取当前发起并入请求的分布式电源子系统的能力类别信息CombineType_j_k，电能信息CombineEnergy_j_k，其中j代表本智能电网控制子系统管控下的各分布式电源子系统唯一编号，k代表分布式电源子系统j所具有的能力类别数；

首先、智能电网控制子系统先确定CombineType_j_k与Type_i存在交集的类型取值；

而后、从交集的类型取值所对应的电网子系统中找出EnergyNeed_i-EnergySupply_i取值最大时对应的电网子系统；

最后、把该分布式电源配置为该电网子系统的电气类型，并选择该电网子系统进行并入；

如果各个电网子系统的电能供应已经达到了EnergyNeed_i的门限，则不接受所述请求并入的分布式电源子系统；

相应的，智能电网控制子系统配置该分布式电源子系统进入空闲状态；

步骤2.3、通过计算EnergyNeed_i-EnergySupply_i的结果，并把该结果更新到EnergyNeed_i。

4.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤2中，当发起并入请求的分布式电源子系统的能力信息，与该智能电网控制子系统所管辖的电网子系统能力信息不匹配时，智能电网控制子系统回复拒绝信息给所述分布式电源子系统，所述分布式电源子系统收到该信息后，进行空闲状态。

5.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤2.2中，当智能电网控制子系统接收到来自分布式电源子系统所上报的异常断开信息后，向辖区广播该分布式电源子系统并入服务的电气类型，所述辖区内处于空闲状态的分布式电源子系统在收到该信息后，如果本端可以提供该电气类型的并入服务，则向智能电网控制子系统发起并入请求。

6.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤3中，

分布式电源子系统按照步骤2中配置的信息，配置本分布式电源子系统为所配置的电气类型，并选通所要并入的电网子系统，进行并入服役。

7.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述步骤3中，

当所述分布式电源子系统检测到本子系统输出的电源质量有问题时，自己断开并入服役，并向智能电网控制子系统上报本分布式电源子系统的异常断开的信息。

8.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述电网子系统由分布式电源及能源消耗型发电站进行联合供电，

当智能电网控制子系统调度并入所述电网子系统的分布式电源电能增加时，则智能电网控制子系统相应地调低能源消耗型发电站的供电输出，以此降低能源消耗；

当隶属于同一电网子系统的至少一个分布式电源子系统的总电能供应达到了需求，则控制能源消耗型发电站进入低功耗状态，不输出电能。

9.根据权利要求1所述的一种分布式电源群并入电网的控制方法，其特征在于：

所述电网子系统分为：

类型一电网子系统，由能源消耗型发电站单独供应的电网子系统；

类型二电网子系统，由分布式电源子系统进行供电的电网子系统；

类型二电网子系统作为优选服役系统，类型一电网子系统作为备份系统，

当类型二电网子系统达到类型一电网子系统的供电能力，则智能电网控制子系统启用类型二电子系统进行供电，并控制类型一电网子系统进入低能耗状态，节省能源消耗。

10.一种分布式电源群并入电网的控制系统，其特征在于：

包括：

智能电网控制子系统：调度系统，动态调度分布式电源子系统与电网子系统的并入关系，并根据分布式电源子系统的异常情况，重新调度各分布式电源子系统进行电能供应补济；

电网子系统：配电网络系统，服务于所辖区域的住户或者商户；

分布式电源子系统：分布式电源发电站，需要并网时发起并入请求，并根据请求响应进行并入操作，同时负责监控新的并入请求触发消息并发起新一轮的并入请求；

能源消耗型发电站：传统能源发电站或变配电站，与电网子系统、分布式电源子系统组成供电网络。

Images