CN112769163B - 一种微电网实时控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种微电网实时控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微电网实时控制系统及其控制方法，包括用于与外部主电网之间连接的接入端，所述接入端信号连接有用于微电网调度控制的控制模块，所述控制模块信号连接有线路管理模块、载荷统计模块和线路分析模块，先利用接入端将微电网接入到主电网中，然后通过控制模块控制线路管理模块完成各个用电网的运行管理，线路分析模块将分析得到的线路信息传送至控制模块，载荷载荷统计模块中对各个用电网的载荷统计信息，然后优化模块结合载荷统计模块中的线路运行载荷信息和预测模块中预设的数据，进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块，控制模块利用线路管理模块将优化分配方案分配至各个用电网中，完成微电网中各个用电网的实时优化控制。

Description

一种微电网实时控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于微电网控制系统技术领域，具体涉及一种微电网实时控制系统及其控制方法。
背景技术
微电网也叫微网，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，微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。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。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
但是现有的微电网运行控制中，针对微电网中接入的各个耗电单元中的载荷不能合理分配，均匀分配会影响微电网接入端的载荷变化，增加额外的载荷消耗，也会造成微电网内部空耗过大的现象发生，影响微电网控制的合理化进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种微电网实时控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微电网实时控制系统，包括用于与外部主电网之间连接的接入端，所述接入端信号连接有用于微电网调度控制的控制模块，所述控制模块信号连接有线路管理模块、载荷统计模块和线路分析模块；
其中，所述线路管理模块连接有多个并联设置的用电网，通过用电网完成微电网中配电使用；
所述线路管理模块还与线路分析模块之间信号连接，通过线路分析模块对各个用电网用电信息进行分析，并将分析得到的信息回传至控制模块；
所述载荷统计模块将线路分析模块中对各个用电网的载荷运行数据进行统计，并将统计信息传输至载荷管理模块，所述载荷管理模块对载荷运行的统计信息进行记录；
所述载荷统计模块还信号连接有优化模块和预测模块，所述优化模块通过载荷统计模块统计的载荷运行数据进行优化，并将优化后的载荷分配方案利用控制模块传送至线路管理模块，便于对各个用电网的载荷分配及运行信息进行实时优化；
所述预测模块内预设有各个用电网的通用载荷运行数据，所述预测模块接收到载荷统计模块的统计信息后与其内部预设数据进行拟合预测，并将预测信息反馈至优化模块。
优选的，所述载荷统计模块还信号连接有计费模块，所述计费模块用于对各个用电网的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网的用电费用信息进行统计。
优选的，所述载荷统计模块还信号连接有储能模块，所述储能模块用于在接入端异常或者通过接入端向各个用电网功能异常后，通过载荷载荷统计模块上的统计信息将储能模块中的电能再次分配至各个用电网，便于维持用电网的正常使用。
优选的，所述用电网为微电网中各个电能消耗模块，所述线路管理模块中设置有用于对各个用电网运行状态的切换调整。
优选的，所述载荷统计模块中对各个用电网的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息，每个用电网的载荷统计信息相对独立，与线路分析模块配合使用。
优选的，所述线路分析模块中包括对用电网线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块。
优选的，所述优化模块是结合载荷统计模块中的线路运行载荷信息和预测模块中预设的数据，针对各个用用电网的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块，控制模块利用线路管理模块将优化分配方案分配至各个用电网中，完成微电网中各个用电网的实时优化控制。
优选的，所述控制模块为51单片机。
一种微电网实时控制系统的控制方法，利用接入端将微电网接入到主电网中，然后通过控制模块控制线路管理模块完成各个用电网的运行管理；
在各个用电网运行过程中，线路分析模块对各个用电网包括对用电网线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块；
载荷载荷统计模块中对各个用电网的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息进行统计，统计时线路分析模块配合使用，每个用电网的载荷统计信息相对独立，载荷统计信息利用载荷管理模块进行记录，便于管理人员查看；
优化模块结合载荷统计模块中的线路运行载荷信息和预测模块中预设的数据，针对各个用用电网的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块，控制模块利用线路管理模块将优化分配方案分配至各个用电网中，完成微电网中各个用电网的实时优化控制；
计费模块用于对各个用电网的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网的用电费用信息进行统计；
储能模块用于在接入端异常或者通过接入端向各个用电网功能异常后，通过载荷载荷统计模块上的统计信息将储能模块中的电能再次分配至各个用电网，便于维持用电网的正常使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明通过先利用接入端将微电网接入到主电网中，然后通过控制模块控制线路管理模块完成各个用电网的运行管理，在各个用电网运行过程中，线路分析模块对各个用电网包括对用电网线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块，载荷载荷统计模块中对各个用电网的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息进行统计，统计时线路分析模块配合使用，每个用电网的载荷统计信息相对独立，然后优化模块结合载荷统计模块中的线路运行载荷信息和预测模块中预设的数据，针对各个用用电网的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块，控制模块利用线路管理模块将优化分配方案分配至各个用电网中，完成微电网中各个用电网的实时优化控制，便于减少微电网自身内部消耗，维持用电网的正常使用。
附图说明
图1是本发明整体原理框架图；
附图标记说明：
1-接入端；2-控制模块；3-线路管理模块；4-用电网；5-线路分析模块；6-载荷统计模块；7-载荷管理模块；8-优化模块；9-预测模块；10-计费模块；11-储能模块。
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。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种微电网实时控制系统，包括用于与外部主电网之间连接的接入端1，所述接入端1信号连接有用于微电网调度控制的控制模块2，控制模块2为51单片机，便于进行逻辑编程处理，便于对各个信息进行集中分析处理。
所述控制模块2信号连接有线路管理模块3、载荷统计模块6和线路分析模块5；
其中，所述线路管理模块3连接有多个并联设置的用电网4，通过用电网4完成微电网中配电使用，用电网4为微电网中各个电能消耗模块，所述线路管理模块3中设置有用于对各个用电网4运行状态的切换调整，用电网4的运行状态有并网运行或者离网运行；
所述线路管理模块3还与线路分析模块5之间信号连接，通过线路分析模块5对各个用电网4用电信息进行分析，线路分析模块5中包括对用电网4线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块2；
所述载荷统计模块6将线路分析模块5中对各个用电网4的载荷运行数据进行统计，载荷统计模块6中对各个用电网的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息，每个用电网4的载荷统计信息相对独立，与线路分析模块5配合使用。
载荷统计模块6将统计信息传输至载荷管理模块7，所述载荷管理模块7对载荷运行的统计信息进行记录。
所述载荷统计模块6还信号连接有优化模块8和预测模块9，所述优化模块8通过载荷统计模块6统计的载荷运行数据进行优化，具体为优化模块8是结合载荷统计模块6中的线路运行载荷信息和预测模块9中预设的数据，针对各个用用电网4的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块2，控制模块2利用线路管理模块3将优化分配方案分配至各个用电网4中，完成微电网中各个用电网4的实时优化控制。
所述预测模块9内预设有各个用电网4的通用载荷运行数据，所述预测模块9接收到载荷统计模块6的统计信息后与其内部预设数据进行拟合预测，并将预测信息反馈至优化模块8。
所述载荷统计模块6还信号连接有计费模块10，所述计费模块10用于对各个用电网4的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网4的用电费用信息进行统计。
所述载荷统计模块6还信号连接有储能模块11，所述储能模块11用于在接入端1异常或者通过接入端1向各个用电网4功能异常后，通过载荷载荷统计模块6上的统计信息将储能模块11中的电能再次分配至各个用电网4，便于维持用电网4的正常使用。
实施例2，实施例1中的微电网实时控制系统的控制方法，先利用接入端1将微电网接入到主电网中，然后通过控制模块2控制线路管理模块3完成各个用电网4的运行管理；
在各个用电网4运行过程中，线路分析模块5对各个用电网4包括对用电网4线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块2；
载荷载荷统计模块6中对各个用电网4的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息进行统计，统计时线路分析模块5配合使用，每个用电网4的载荷统计信息相对独立，载荷统计信息利用载荷管理模块7进行记录，便于管理人员查看；
优化模块8结合载荷统计模块6中的线路运行载荷信息和预测模块9中预设的数据，针对各个用用电网4的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块2，控制模块2利用线路管理模块3将优化分配方案分配至各个用电网4中，完成微电网中各个用电网4的实时优化控制；
计费模块10用于对各个用电网4的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网4的用电费用信息进行统计；
储能模块11用于在接入端1异常或者通过接入端1向各个用电网4功能异常后，通过载荷载荷统计模块6上的统计信息将储能模块11中的电能再次分配至各个用电网4，便于维持用电网4的正常使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种微电网实时控制系统，其特征在于：包括用于与外部主电网之间连接的接入端(1)，所述接入端(1)信号连接有用于微电网调度控制的控制模块(2)，所述控制模块(2)信号连接有线路管理模块(3)、载荷统计模块(6)和线路分析模块(5)；
其中，所述线路管理模块(3)连接有多个并联设置的用电网(4)，通过用电网(4)完成微电网中配电使用；
所述线路管理模块(3)还与线路分析模块(5)之间信号连接，通过线路分析模块(5)对各个用电网(4)用电信息进行分析，并将分析得到的信息回传至控制模块(2)；
所述载荷统计模块(6)将线路分析模块(5)中对各个用电网(4)的载荷运行数据进行统计，并将统计信息传输至载荷管理模块(7)，所述载荷管理模块(7)对载荷运行的统计信息进行记录；
所述载荷统计模块(6)还信号连接有优化模块(8)和预测模块(9)，所述优化模块(8)通过载荷统计模块(6)统计的载荷运行数据进行优化，并将优化后的载荷分配方案利用控制模块(2)传送至线路管理模块(3)，便于对各个用电网的载荷分配及运行信息进行实时优化；
所述预测模块(9)内预设有各个用电网(4)的通用载荷运行数据，所述预测模块(9)接收到载荷统计模块(6)的统计信息后与其内部预设数据进行拟合预测，并将预测信息反馈至优化模块(8)。
2.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述载荷统计模块(6)还信号连接有计费模块(10)，所述计费模块(10)用于对各个用电网(4)的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网(4)的用电费用信息进行统计。
3.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述载荷统计模块(6)还信号连接有储能模块(11)，所述储能模块(11)用于在接入端(1)异常或者通过接入端(1)向各个用电网(4)功能异常后，通过载荷统计模块(6)上的统计信息将储能模块(11)中的电能再次分配至各个用电网(4)，便于维持用电网(4)的正常使用。
4.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述用电网(4)为微电网中各个电能消耗模块，所述线路管理模块(3)中设置有用于对各个用电网(4)运行状态的切换调整。
5.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述载荷统计模块(6)中对各个用电网的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息，每个用电网(4)的载荷统计信息相对独立，与线路分析模块(5)配合使用。
6.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述线路分析模块(5)中包括对用电网(4)线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块(2)。
7.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述优化模块(8)是结合载荷统计模块(6)中的线路运行载荷信息和预测模块(9)中预设的数据，针对各个用电网(4)的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块(2)，控制模块(2)利用线路管理模块(3)将优化分配方案分配至各个用电网(4)中，完成微电网中各个用电网(4)的实时优化控制。
8.根据权利要求1所述的一种微电网实时控制系统，其特征在于，所述控制模块(2)为51单片机。
9.一种微电网实时控制系统的控制方法，其特征在于，利用接入端(1)将微电网接入到主电网中，然后通过控制模块(2)控制线路管理模块(3)完成各个用电网(4)的运行管理；
在各个用电网(4)运行过程中，线路分析模块(5)对各个用电网(4)包括对用电网(4)线路运行状态信息的分析和线路不同运行状态下载荷信息进行分析，并将分析得到的线路信息传送至控制模块(2)；
载荷统计模块(6)中对各个用电网(4)的载荷统计信息包括输入载荷信息、外部消耗载荷信息和空载消耗载荷信息进行统计，统计时线路分析模块(5)配合使用，每个用电网(4)的载荷统计信息相对独立，载荷统计信息利用载荷管理模块(7)进行记录，便于管理人员查看；
优化模块(8)结合载荷统计模块(6)中的线路运行载荷信息和预测模块(9)中预设的数据，针对各个用电网(4)的运行载荷信息，将其进行优化分配，并将优化分配方案传送至控制模块(2)，控制模块(2)利用线路管理模块(3)将优化分配方案分配至各个用电网(4)中，完成微电网中各个用电网(4)的实时优化控制；
计费模块(10)用于对各个用电网(4)的用电费用信息进行计算并记录，利于后期对用电网(4)的用电费用信息进行统计；
储能模块(11)用于在接入端(1)异常或者通过接入端(1)向各个用电网(4)功能异常后，通过载荷统计模块(6)上的统计信息将储能模块(11)中的电能再次分配至各个用电网(4)，便于维持用电网(4)的正常使用。
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