CN111834994B - 一种分布式电源并网的电能优化分配方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种分布式电源并网的电能优化分配方法及系统,对分布式电源模组编写身份码;获得目标节点检测信号和目标负荷检测信号,以及邻近点检测信号;将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入身份码相应的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数;将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组工控。本发明能够实现具有多个分布式电源的配电网的电能资源优化配置,协调调节相邻分布式电源的状态,使每个分布式电源为电网提供最优的电能配比,根据电网实际运行状态调整分布式电源的供给状态,能够保证分布式电源电网的稳定、安全、可靠运行。
Description
技术领域
本发明属于分布式电源并网技术领域,具体涉及一种分布式电源并网的电能优化分配方法系统。
背景技术
目前,全球能源危机问题凸显,环境污染严重,人们越来越关注自然环境,清洁的分布式发电技术目益受到重视。随着各种新型发电技术的发展,分布式发电技术的提高,其能量转换效率高,投资成本下降,环境友好,经济效益好等突出特点,有着广阔的发展空间。
利用新能源发电的分布式电源(DG)不仅能够减少污染物的排放,还能够降低输电线路的电力损耗,从而间接的降低了电力用户的费用。分布式电源接入配电网后,改变了原有配电网的供电模式,使得电网供电的灵活性提高,能够更好适应电力网络以及能源技术的可持续发展。
但是目前对于分布式电源并网还存在很多难以克服的缺陷,目前多采用将分布式电源配置好容量后将其并入到配电网中,同时通过切入或切入分布式电源来实现配电网上电能分配。但是,这样的方式无法将分布式电源所产生的电能优化分配到配电网,电网的资源优化配置差。直接切入切出分布式电源势必会造成电网的波动,对电网自身运行和其他并入的分布式电源造成影响,甚至会造成故障或损坏。并且无法结合电网中多个分布式电源共同接入的相互影响,无法使每个分布式电源为电网提供最优的电能配比,使得整个多分布式电源并网的配电网的无法实现稳定、安全、可靠运行。
发明内容
为了弥补上述缺陷,本发明提供一种分布式电源并网的电能优化分配方法及系统,能够实现具有多个分布式电源的配电网的电能资源优化配置,协调调节相邻分布式电源的状态,避免多个分布式电源共同接入的相互影响,使每个分布式电源为电网提供最优的电能配比,根据电网实际运行状态调整分布式电源的供给状态,能够保证分布式电源电网的稳定、安全、可靠运行。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种分布式电源并网的电能优化分配方法,包括:
通过总控端接收目标分布式电源模组中节点检测器的目标节点检测信号和负荷检测器的目标负荷检测信号,以及与目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组中节点检测器的邻近点检测信号;
将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数;
将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数;
当目标分布式电源模组的并入时,机组分控器将优化配置参数反馈给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的电网并入量,从而调节该目标分布式电源模组的容量;并将剩余单体发电单元供给组内蓄电池或负载使用。
优选的,所述电能优化配置模型的调取包括:
对每个分布式电源模组进行编码,使得每个分布式电源模组均具有独立的身份码;
根据目标分布式电源模组的身份码,在总控端数据库通过调取相应的电能优化配置模型。
优选的,所述节点检测信号包括检测节点处的电压、电流、频率信号和功率需求;所述负荷检测器包括检测负荷功率需求。
进一步地,所述将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先定义调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数包括:
电能优化配置模型根据目标节点检测信号和配电网标准进行对比,获得目标节点和配电网标准的一级电压差值;
将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的二级电压差值;将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的电流差值;
其中,所述优化配置参数包括一级电压差值、二级电压差值和电流差值。
进一步地,所述将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数包括:
机组分控器根据所述一级电压差值超出预设的并入节点电压误差范围,判断所述目标节点是否处于异常状态;当处于异常状态时,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组切出;同时根据目标负荷状态,将目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
机组分控器根据所述二级电压差值超出预设的相邻节点电压误差范围,判断所述目标节点是否需要进行并入调节,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器调节目标分布式电源模组的输出电压;
机组分控器根据所述电流差值超出预设的相邻节点电流误差范围,判断所述目标节点与相邻节点是否存在功率失衡,若存在,则将分布式电源机组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
当分布式电源模组切出配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节电压和频率;当检测到有扰动负荷时,根据Droop下垂特性跟踪扰动负荷的变化,通过对各自电压的幅值和频率的调整,基于分布式电源模组处于稳定工作状态的需求,动态分配功率。
当分布式电源模组切入配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节输出电压和频率。
进一步地,所述调节输出参数之后还包括:若当总控端监测到节点发生电压和过电流引起故障时,则通过所述分布式电源模组的机组分控器立即切断分布式电源机组,组内控制器控制单体发电单元停止工作;并标记该所述分布式电源模组为故障状态,通过所述微网内停电保护设备和人身安全,并向管理员告警提示。
进一步地,还包括:当故障排除后,通过所述单体发电单元给所述储能单元;待电量达到要求,开启机组分控器向负荷设备供电,以孤网方式运行;当电压、电流、频率均在安全限值内达足够长时间,再由机组分控器开启并网运行。
一种分布式电源并网的电能优化分配系统,包括分布式电源模组、配电网和总控端,在配电网上并列接入所述分布式电源模组,每个分布式电源模组相互独立;
所述分布式电源模组包括分布式电源机组、机组分控器、负荷设备、节点检测器和负荷检测器;所述分布式电源机组通过机组分控器并入配电网,在并入节点处设置所述节点检测器,所述负荷设备通过机组分控器连接分布式电源机组,所述负荷检测器设置在负荷设备中并将检测信号传输至机组分控器,所述机组分控器与总控端通信连接;
所述分布式电源机组包括单体发电单元、储能单元、组内控制器和供电母线,多组所述单体发电单元列阵式并列连接至供电母线,在所述供电母线上还连接有储能单元,所述组内控制器分别连接至各单体发电单元和储能单元的控制端;所述组内控制器与机组分控器通信连接。
优选的,所述机组分控器包括控制单元、网络通信单元和开关切换电路,所述控制单元的控制端连接至开关切换电路的信号端,所述开关切换电路的输入端连接分布式电源机组,所述开关切换电路的输出端分别连接至负荷设备和配电网;
通过网络通信单元接收总控端的控制指令控制开关切换电路的连接工况,通过开关切换电路由分布式电源模组向负荷设备供电和/或向配电网供电;通过网络通信单元将优化配置参数传输给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的投入量。
进一步地,所述控制单元包括Droop控制器。
优选的,所述单体发电单元包括发电设备和单向转换器,所述发电设备通过转换器连接至供电母线;所述储能单元包括储能设备和双向转换器,所述储能设备通过双向转换器连接至供电母线;所述单向转换器和双向转换器的控制端连接至组内控制器;所述组内控制器根据优化配置参数,通过单向转换器和双向转换器的控制发电设备和储能单元的切入切出,使分布式电源机组向配电网和/或负载提供相匹配的电能。
与最接近的现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
本发明能够实现具有多个分布式电源的配电网的电能资源优化配置,协调调节相邻分布式电源的状态,避免多个分布式电源共同接入的相互影响,使每个分布式电源为电网提供最优的电能配比,根据电网实际运行状态调整分布式电源的供给状态,能够保证分布式电源电网的稳定、安全、可靠运行。
本发明通过总控端、机组分控器和组内控制器,进行分层多级控制,可以有效地对多分布式电源并入电网进行统一管理,使得分布式电源并网更加灵活可控;使分布式电源并网系统运行在满足重要负荷的电力需求的基础上,以最优电能分配至电网,降低了运行成本。
本发明通过对多个分布式电源同时接入电网的各节点进行实时监控,综合电网需求和相连分布式电源状态,分别对每个节点接入分布式电源的参数进行调节,通过优化算法模型寻找出各位置分布式电源并网容量的最优组合,以及各个分布式电源的最优独立运行状态。
附图说明
图1为本发明的分布式电源并网的电能优化分配方法总流程图;
图2为本发明实施例中一种分布式电源并网的电能优化分配方法流程示意图;
图3为本发明实施例中电能优化配置模型的计算方法的流程图示意图;
图4为本发明实施例中异常状态处理方法的流程示意图;
图5为本发明实施例中一种分布式电源并网的电能优化分配系统的结构示意图;
图6为本发明实施例中机组分控器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示,提出一种分布式电源并网的电能优化分配方法,包括:
S1通过总控端接收目标分布式电源模组中节点检测器的目标节点检测信号和负荷检测器的目标负荷检测信号,以及与目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组中节点检测器的邻近点检测信号;
S2将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数;
S3将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数;
S4当目标分布式电源模组的并入时,机组分控器将优化配置参数反馈给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的电网并入量,从而调节该目标分布式电源模组的容量;并将剩余单体发电单元供给组内蓄电池或负载使用。
步骤S1中,节点检测信号包括检测节点处的电压、电流、频率信号和功率需求;所述负荷检测器包括检测负荷功率需求。
步骤S2中,所述电能优化配置模型的调取包括:
对每个分布式电源模组进行编码,使得每个分布式电源模组均具有独立的身份码;
根据目标分布式电源模组的身份码,在总控端数据库通过调取相应的电能优化配置模型。
步骤S2,将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先定义调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数包括:
电能优化配置模型根据目标节点检测信号和配电网标准进行对比,获得目标节点和配电网标准的一级电压差值;
将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的二级电压差值;将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的电流差值;
其中,所述优化配置参数包括一级电压差值、二级电压差值和电流差值。
步骤S3中,将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数包括:
机组分控器根据所述一级电压差值超出预设的并入节点电压误差范围,判断所述目标节点是否处于异常状态;当处于异常状态时,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组切出;同时根据目标负荷状态,将目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
机组分控器根据所述二级电压差值超出预设的相邻节点电压误差范围,判断所述目标节点是否需要进行并入调节,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器调节目标分布式电源模组的输出电压;
机组分控器根据所述电流差值超出预设的相邻节点电流误差范围,判断所述目标节点与相邻节点是否存在功率失衡,若存在,则将分布式电源机组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
当分布式电源模组切出配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节电压和频率;当检测到有扰动负荷时,根据Droop下垂特性跟踪扰动负荷的变化,通过对各自电压的幅值和频率的调整,基于分布式电源模组处于稳定工作状态的需求,动态分配功率。
当分布式电源模组切入配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节输出电压和频率。
其中,调节输出参数之后还包括:若当总控端监测到节点发生电压和过电流引起故障时,则通过所述分布式电源模组的机组分控器立即切断分布式电源机组,组内控制器控制单体发电单元停止工作;并标记该所述分布式电源模组为故障状态,通过所述微网内停电保护设备和人身安全,并向管理员告警提示。
当故障排除后,通过所述单体发电单元给所述储能单元;待电量达到要求,开启机组分控器向负荷设备供电,以孤网方式运行;当电压、电流、频率均在安全限值内达足够长时间,再由机组分控器开启并网运行。
基于同一技术构思,本发明还提供一种分布式电源并网的电能优化分配系统,包括分布式电源模组、配电网和总控端,在配电网上并列接入所述分布式电源模组,每个分布式电源模组相互独立;
所述分布式电源模组包括分布式电源机组、机组分控器、负荷设备、节点检测器和负荷检测器;所述分布式电源机组通过机组分控器并入配电网,在并入节点处设置所述节点检测器,所述负荷设备通过机组分控器连接分布式电源机组,所述负荷检测器设置在负荷设备中并将检测信号传输至机组分控器,所述机组分控器与总控端通信连接;
所述分布式电源机组包括单体发电单元、储能单元、组内控制器和供电母线,多组所述单体发电单元列阵式并列连接至供电母线,在所述供电母线上还连接有储能单元,所述组内控制器分别连接至各单体发电单元和储能单元的控制端;所述组内控制器与机组分控器通信连接。
其中,所述机组分控器包括控制单元、网络通信单元和开关切换电路,所述控制单元的控制端连接至开关切换电路的信号端,所述开关切换电路的输入端连接分布式电源机组,所述开关切换电路的输出端分别连接至负荷设备和配电网;
通过网络通信单元接收总控端的控制指令控制开关切换电路的连接工况,通过开关切换电路由分布式电源模组向负荷设备供电和/或向配电网供电;通过网络通信单元将优化配置参数传输给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的投入量。
所述控制单元包括Droop控制器。
所述单体发电单元包括发电设备和单向转换器,所述发电设备通过转换器连接至供电母线;所述储能单元包括储能设备和双向转换器,所述储能设备通过双向转换器连接至供电母线;所述单向转换器和双向转换器的控制端连接至组内控制器;所述组内控制器根据优化配置参数,通过单向转换器和双向转换器的控制发电设备和储能单元的切入切出,使分布式电源机组向配电网和/或负载提供相匹配的电能。
实施例1:
在本实施例中,参见图2所示,本发明提出了一种分布式电源并网的电能优化分配方法,包括步骤:
S100,对每个分布式电源模组进行编码,使得每个分布式电源模组均具有独立的身份码;
S200,通过总控端接收目标分布式电源模组中节点检测器的目标节点检测信号和负荷检测器的目标负荷检测信号,以及与目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组中节点检测器的邻近点检测信号;
S300,根据目标分布式电源模组的身份码,在总控端数据库通过调取相应的电能优化配置模型;
S400,将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数;
S500,将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数;
S600,在目标分布式电源模组的并入时,机组分控器将优化配置参数反馈给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的电网并入量,从而调节该目标分布式电源模组的容量;并将剩余单体发电单元供给组内蓄电池或负载使用。
作为上述实施例的优化方案,所述节点检测器包括检测节点处的电压、电流、频率信号和功率需求;所述负荷检测器包括检测负荷功率需求。
为了保证多个分布式电源的配电网的电能资源优化配置,实现电网运行的稳定、安全、可靠,如图3所示,在所述电能优化配置模型的计算方法包括步骤:
根据目标节点检测信号和配电网标准进行对比,获得目标节点和配电网标准的一级电压差值;根据目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的二级电压差值;根据目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的电流差值;
所述一级电压差值根据预设的并入节点电压误差范围,判断该目标节点是否处于异常状态;当处于异常状态时,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组切出;同时根据目标负荷状态,将分布式电源机组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
所述二级电压差值根据预设的相邻节点电压误差范围,判断该目标节点是否需要进行并入调节,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器调节目标分布式电源模组的输出电压;
所述电流差值根据预设的相邻节点电流误差范围,判断所述目标节点与相邻节点是否存在功率失衡,判断该目标节点与相邻节点是否存在功率失衡,若存在则将分布式电源机组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量。
作为上述实施例的优化方案,当分布式电源模组切出配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节电压和频率;当检测到有扰动负荷时,根据Droop下垂特性跟踪扰动负荷的变化,通过对各自电压的幅值和频率的调整,动态分配功率,使得分布式电源模组工作在稳定状态;
当分布式电源模组并入配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节输出电压和频率,实现无缝切换,减小系统在切换过程中所受到的冲击。
作为上述实施例的优化方案,如图4所示,当总控端监测到节点发生异常状态包括过电压和过电流,则通过该分布式电源模组的机组分控器立即切断分布式电源机组,组内控制器控制单体发电单元停止工作;并标记该所述分布式电源模组为故障状态,通过所述微网内停电保护设备和人身安全,并向管理员告警提示;
当故障排除后,通过所述单体发电单元给所述储能单元;待电量达到要求,开启机组分控器向负荷设备供电,以孤网方式运行;当电压、电流、频率均在安全限值内达足够长时间,再由机组分控器开启并网运行。通过分层分级处理故障状态,能够保证对分布式电源电网的稳定、安全、可靠运行。
为配合本发明方法的实现,基于相同的发明构思,如图5所示,本发明还提供了一种分布式电源并网的电能优化分配系统,包括分布式电源模组、配电网和总控端,在配电网上并列接入所述分布式电源模组,每个分布式电源模组相互独立;
所述分布式电源模组包括分布式电源机组、机组分控器、负荷设备、节点检测器和负荷检测器;所述分布式电源机组通过机组分控器并入配电网,在并入节点处设置所述节点检测器,所述负荷设备通过机组分控器连接分布式电源机组,所述负荷检测器设置在负荷设备中并将检测信号传输至机组分控器,所述机组分控器与总控端通信连接;
所述分布式电源机组包括单体发电单元、储能单元、组内控制器和供电母线,多组所述单体发电单元列阵式并列连接至供电母线,在所述供电母线上还连接有储能单元,所述组内控制器分别连接至各单体发电单元和储能单元的控制端;所述组内控制器与机组分控器通信连接。
作为上述实施例的优化方案,如图6所示,所述机组分控器包括控制单元、网络通信单元和开关切换电路,所述控制单元的控制端连接至开关切换电路的信号端,所述开关切换电路的输入端连接分布式电源机组,所述开关切换电路的输出端分别连接至负荷设备和配电网;
通过网络通信单元接收总控端的控制指令控制开关切换电路的连接工况,通过开关切换电路由分布式电源模组向负荷设备供电和/或向配电网供电;通过网络通信单元将优化配置参数传输给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的投入量。
其中,所述控制单元包括Droop控制器。当分布式电源模组切出配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节电压和频率;当检测到有扰动负荷时,根据Droop下垂特性跟踪扰动负荷的变化,通过对各自电压的幅值和频率的调整,动态分配功率,使得分布式电源模组工作在稳定状态;
当分布式电源模组并入配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节输出电压和频率,实现无缝切换,减小系统在切换过程中所受到的冲击。
作为上述实施例的优化方案,所述单体发电单元包括发电设备和单向转换器,所述发电设备通过转换器连接至供电母线;所述储能单元包括储能设备和双向转换器,所述储能设备通过双向转换器连接至供电母线;所述单向转换器和双向转换器的控制端连接至组内控制器;所述组内控制器根据优化配置参数,通过单向转换器和双向转换器的控制发电设备和储能单元的切入切出,使分布式电源机组向配电网和/或负载提供相匹配的电能。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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,尽管参照上述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等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种分布式电源并网的电能优化分配方法,其特征在于,包括:
通过总控端接收目标分布式电源模组中节点检测器的目标节点检测信号和负荷检测器的目标负荷检测信号,以及与目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组中节点检测器的邻近点检测信号;
将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数;
将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组并入或切出,并调节输出参数;
当目标分布式电源模组并入时,机组分控器将优化配置参数反馈给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的电网并入量,从而调节该目标分布式电源模组的容量;并将剩余单体发电单元供给组内蓄电池或负载使用;
所述节点检测器用于检测节点处的电压、电流、频率信号和功率需求;所述负荷检测器用于检测负荷功率需求;
所述将目标节点检测信号、目标负荷检测信号和邻近点检测信号输入预先调取的电能优化配置模型,由电能优化配置模型结合配电网工况输出优化配置参数包括:
电能优化配置模型根据目标节点检测信号和配电网标准进行对比,获得目标节点和配电网标准的一级电压差值;
将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的二级电压差值;将目标节点检测信号和邻近点检测信号进行对比,获得目标节点和邻近点的电流差值;
其中,所述优化配置参数包括一级电压差值、二级电压差值和电流差值;
所述将优化配置参数反馈给机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组的并入或切出,并调节输出参数包括:
根据所述一级电压差值超出预设的并入节点电压误差范围,判断所述目标节点是否处于异常状态;当处于异常状态时,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器控制目标分布式电源模组切出;同时根据目标负荷状态,将目标分布式电源模组相邻的分布式电源模组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
根据所述二级电压差值超出预设的相邻节点电压误差范围,判断所述目标节点是否需要进行并入调节,发送控制指令至机组分控器,由机组分控器调节目标分布式电源模组的输出电压;
根据所述电流差值超出预设的相邻节点电流误差范围,判断所述目标节点与相邻节点是否存在功率失衡,若存在,则将分布式电源模组的配置参数通过机组分控器发送至组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的切入数量;
当分布式电源模组切出配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节电压和频率;当检测到有扰动负荷时,根据Droop下垂特性跟踪扰动负荷的变化,通过对各自电压的幅值和频率的调整,基于分布式电源模组处于稳定工作状态的需求,动态分配功率;
当分布式电源模组切入配电网时,分布式电源模组在Droop控制策略下调节输出电压和频率。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电源并网的电能优化分配方法,其特征在于,所述电能优化配置模型的调取包括:
对每个分布式电源模组进行编码,使得每个分布式电源模组均具有独立的身份码;
根据目标分布式电源模组的身份码,在总控端数据库调取相应的电能优化配置模型。
3.根据权利要求1所述的一种分布式电源并网的电能优化分配方法,其特征在于,所述调节输出参数之后还包括:若当总控端监测到节点发生电压和过电流引起故障时,则通过所述分布式电源模组的机组分控器立即切断分布式电源机组,组内控制器控制单体发电单元停止工作;并标记该所述分布式电源模组为故障状态,通过微网内停电来保护设备和人身安全,并向管理员告警提示。
4.根据权利要求3所述的一种分布式电源并网的电能优化分配方法,其特征在于,还包括:当故障排除后,通过所述单体发电单元给储能单元供电;待电量达到要求,开启机组分控器向负荷设备供电,以孤网方式运行;当电压、电流、频率均在安全限值内达足够长时间,再由机组分控器开启并网运行。
5.一种分布式电源并网的电能优化分配系统,用于实现如权利要求1所述的一种分布式电源并网的电能优化分配方法,其特征在于,所述系统包括分布式电源模组、配电网和总控端,在配电网上并列接入所述分布式电源模组,每个分布式电源模组相互独立;
所述分布式电源模组包括分布式电源机组、机组分控器、负荷设备、节点检测器和负荷检测器;所述分布式电源机组通过机组分控器并入配电网,在并入节点处设置所述节点检测器,所述负荷设备通过机组分控器连接分布式电源机组,所述负荷检测器设置在负荷设备中并将检测信号传输至机组分控器,所述机组分控器与总控端通信连接;
所述分布式电源机组包括单体发电单元、储能单元、组内控制器和供电母线,多组所述单体发电单元列阵式并列连接至供电母线,在所述供电母线上还连接有储能单元,所述组内控制器分别连接至各单体发电单元和储能单元的控制端;所述组内控制器与机组分控器通信连接。
6.根据权利要求5所述的一种分布式电源并网的电能优化分配系统,其特征在于,所述机组分控器包括控制单元、网络通信单元和开关切换电路,所述控制单元的控制端连接至开关切换电路的信号端,所述开关切换电路的输入端连接分布式电源机组,所述开关切换电路的输出端分别连接至负荷设备和配电网;
通过网络通信单元接收总控端的控制指令控制开关切换电路的连接工况,通过开关切换电路由分布式电源模组向负荷设备供电和/或向配电网供电;通过网络通信单元将优化配置参数传输给组内控制器,由组内控制器控制单体发电单元的投入量。
7.根据权利要求6所述的一种分布式电源并网的电能优化分配系统,其特征在于,所述控制单元包括Droop控制器。
8.根据权利要求5所述的一种分布式电源并网的电能优化分配系统,其特征在于,所述单体发电单元包括发电设备和单向转换器,所述发电设备通过单向转换器连接至供电母线;所述储能单元包括储能设备和双向转换器,所述储能设备通过双向转换器连接至供电母线;所述单向转换器和双向转换器的控制端连接至组内控制器;所述组内控制器根据优化配置参数,通过单向转换器和双向转换器控制发电设备和储能单元的切入切出,使分布式电源机组向配电网和/或负载提供相匹配的电能。
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