CN114336726A - 一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统 - Google Patents

一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，涉及微电网技术领域，为解决现有提出微电网在使用时对于其网源和网荷储能无法进行智能调节，导致能耗高，不易进行控制的问题。微电网控制系统分为接入控制系统和运行控制系统，微电网模式分为村庄模式和单户模式，微电网接入配电网模式分为并网向孤岛过渡模式、孤网运行模式、重新并网模式和正常并网运行模式，接入控制系统对微电网运行进行采集实时数据、历史数据和环境数据，接入控制系统功能分为监控和高级应用。

Description

一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体为一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统。
背景技术
微电网也就是微网是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保住装置组成的小型发配电系统，针对国内智能电网建设的实际需求，提出了分布式发电、储能及微电网接入控制系统的体系架构。
随着国家积极推进新能源发展并加快再生能源利用，为解决农村清洁能源的利用、农村微电网的建设、运行与控制，农村偏远地区供电问题需研发分布式发电、储能及微电网接入控制系统，现有的微电网在使用时对于其网源和网荷储能无法进行智能调节，导致能耗高，不易进行控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，以解决上述背景技术中提出微电网在使用时对于其网源和网荷储能无法进行智能调节，导致能耗高，不易进行控制的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，包括微电网，所述微电网控制系统分为接入控制系统和运行控制系统，所述微电网模式分为村庄模式和单户模式，所述微电网接入配电网模式分为并网向孤岛过渡模式、孤网运行模式、重新并网模式和正常并网运行模式，所述接入控制系统对微电网运行进行采集实时数据、历史数据和环境数据，所述接入控制系统功能分为监控和高级应用。
通过采用上述技术方案，接入控制系统通过对微电网进行采集实时数据、历史数据和环境数据可以根据实际运行情况进行相应的控制，且接入控制系统主要用于监视多个分布式微电网的运行并接受各个系统上传的信息，作出合适控制管理决策，下发控制命令，运行控制系统在综合系统各部分状态数据和历史信息数据通过控制策略计算后得到各执行设备具体控制量，通过微电网通讯控制器下发给执行机构，同时把状态信息通过微电网通讯控制器上，送配电主站，将微电网分为村庄模式和单户模式可以根据不同的使用环境进行相应操作和适应，使微电网实现更加智能调节，实现了协调调度等功，运行控制系统和接入控制系统合理运用大大降低微网内负荷停电次数，有效提高配电网供电可靠性和电能质量。
进一步地，所述监控分为手动控制和自动控制，所述手动控制控制接入开关，所述自动控制根据预先设定数值进行控制。
通过采用上述技术方案，手动控制可以控制微电网的接入开关，而自动控制根据预先给定的的策略进行控制。
进一步地，所述高级应用分为出力控制、发电预测、优化调度、馈线自动化和容量与位置优化，所述出力控制与微电网控制系统的联络线功率控制功能相结合，通过对微电网控制系统下达功率控制曲线。
通过采用上述技术方案，系统通过评估微电网对所在电网的影响，给出新建微电网的最优接入位置和规模，使得分布式发电在微电网的逐步渗透过程中不会破坏电网运行的安全性和经济性。
进一步地，所述发电预测根据自然资源情况或接收控制系统信息对微电网进行调度，所述优化调度根据微电网及主网的运行状况进行智能优化并完善调度，所述馈线自动化根据各个电源点的负载能力，对恢复区域进行拆分恢复供电，所述容量与位置优化通过评估微电网对所在电网的影响给出最优位置和规模。
通过采用上述技术方案，系统实现并网运行、孤网运行、并网或是离网的平滑切换，运行安全稳定，满足微电网对安全稳定的需要。
进一步地，所述运行控制系统用于运行方式和优化算法的控制，所述运行控制系统包含微网运行控制、微网保护、电能质量监测和通信。
通过采用上述技术方案，微网运行控制、微网保护、电能质量监测和通信有效的保障了运行控制系统的运行安全，同时使微电网的运行更加平稳。
进一步地，所述微网运行控制具有启停控制功能、运行模式切换功能、上网功率控制功能，所述运行模式切换功能分为离网或是并网两种模式，所述微网运行控制可实现微电网并网或是离网运行模式下各个分布式发电单元的联合运行，所述电能质量监测包含电压偏差及电压电流有效值、频率及频率偏差、三相不平衡度、闪变和功率和功率因数，所述通信是实现微电网信息交换、运行控制系统和数据管理的信息通讯平台。
通过采用上述技术方案，微网运行控制通过启停控制功能可以控制主站或是当地后台的微电网启动或是停止指令时，完成微电网各装置、开关的启动和停止操作，并且微电网的启动可以在并网状态下进行，同时也支持离网启动功能，运行模式切换功能实现无缝切换或是有缝切换，微网运行控制可以实现微电网并网或离网运行模式下各分布式发电单元的联合运行，通过对各分布式发电的协调控制，稳定系统的电压、频率，实现整个微电网系统的最优运行。
进一步地，所述正常并网运行模式包括定功率、不定功率、削峰填谷和优化运行，所述并网向孤岛过渡模式包括计划离网和非计划离网。
通过采用上述技术方案，正常并网运行模式可以是定功率运行或不定功率运行，即限制或不限制微电网与主网配电网之间的交换功率，由并网向孤网过渡模式可以是计划离网或非计划离网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该微电网源网荷储互动能量协调管理系统，通过接入控制系统通过对微电网进行采集实时数据、历史数据和环境数据可以根据实际运行情况进行相应的控制，且接入控制系统主要用于监视多个分布式微电网的运行并接受各个系统上传的信息，作出合适控制管理决策，下发控制命令，运行控制系统在综合系统各部分状态数据和历史信息数据通过控制策略计算后得到各执行设备具体控制量，通过微电网通讯控制器下发给执行机构，同时把状态信息通过微电网通讯控制器上，送配电主站，将微电网分为村庄模式和单户模式可以根据不同的使用环境进行相应操作和适应，使微电网实现更加智能调节，实现了协调调度等功，运行控制系统和接入控制系统合理运用大大降低微网内负荷停电次数，有效提高配电网供电可靠性和电能质量。
2、该微电网源网荷储互动能量协调管理系统，通过设置的接入控制系统可通过评估微电网对所在电网的影响，给出新建微电网的最优接入位置和规模，使得分布式发电在微电网的逐步渗透过程中不会破坏电网运行的安全性和经济性，同时系统实现并网运行、孤网运行、并网或是离网的平滑切换，运行安全稳定，满足微电网对安全稳定的需要。
3、该微电网源网荷储互动能量协调管理系统，通过微网运行控制通过启停控制功能可以控制主站或是当地后台的微电网启动或是停止指令时，完成微电网各装置、开关的启动和停止操作，并且微电网的启动可以在并网状态下进行，同时也支持离网启动功能，运行模式切换功能实现无缝切换或是有缝切换，微网运行控制可以实现微电网并网或离网运行模式下各分布式发电单元的联合运行，通过对各分布式发电的协调控制，稳定系统的电压、频率，实现整个微电网系统的最优运行，正常并网运行模式可以是定功率运行或不定功率运行，即限制或不限制微电网与主网配电网之间的交换功率，由并网向孤网过渡模式可以是计划离网或非计划离网。
附图说明
图1为本发明的接入控制系统流程结构示意图；
图2为本发明的微电网模式结构示意图；
图3为本发明的运行控制系统流程结构示意图；
图4为本发明的微电网运行模式结构示意图；
图5为本发明的村庄模式结构示意图；
图6为本发明的单户模式结构示意图。
图中：1、微电网；2、接入控制系统；3、运行控制系统；4、村庄模式；5、单户模式；6、并网向孤岛过渡模式；7、孤网运行模式；8、重新并网模式；9、正常并网运行模式；10、实时数据；11、历史数据；12、环境数据；13、监控；14、高级应用；15、手动控制；16、接入开关；17、自动控制；18、出力控制；19、发电预测；20、优化调度；21、馈线自动化；22、容量与位置优化；23、微网运行控制；24、微网保护；25、电能质量监测；26、通信；27、定功率；28、不定功率；29、削峰填谷；30、优化运行。
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。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，包括微电网1，微电网1控制系统分为接入控制系统2和运行控制系统3，微电网1模式分为村庄模式4和单户模式5，微电网1接入配电网模式分为并网向孤岛过渡模式6、孤网运行模式7、重新并网模式8和正常并网运行模式9，接入控制系统2对微电网1运行进行采集实时数据10、历史数据11和环境数据12，接入控制系统2功能分为监控13和高级应用14，监控13分为手动控制15和自动控制17，手动控制15控制接入开关16，自动控制17根据预先设定数值进行控制，高级应用14分为出力控制18、发电预测19、优化调度20、馈线自动化21和容量与位置优化22，出力控制18与微电网1控制系统的联络线功率控制功能相结合，通过对微电网1控制系统下达功率控制曲线，发电预测19根据自然资源情况或接收控制系统信息对微电网1进行调度，优化调度20根据微电网1及主网的运行状况进行智能优化并完善调度，馈线自动化21根据各个电源点的负载能力，对恢复区域进行拆分恢复供电，容量与位置优化22通过评估微电网1对所在电网的影响给出最优位置和规模，通过接入控制系统2通过对微电网1进行采集实时数据10、历史数据11和环境数据12可以根据实际运行情况进行相应的控制，且接入控制系统2主要用于监视多个分布式微电网1的运行并接受各个系统上传的信息，作出合适控制管理决策，下发控制命令，运行控制系统3在综合系统各部分状态数据和历史信息数据通过控制策略计算后得到各执行设备具体控制量，通过微电网1通讯控制器下发给执行机构，同时把状态信息通过微电网1通讯控制器上，送配电主站，将微电网1分为村庄模式4和单户模式5可以根据不同的使用环境进行相应操作和适应，使微电网1实现更加智能调节，实现了协调调度等功，运行控制系统3和接入控制系统2合理运用大大降低微网内负荷停电次数，有效提高配电网供电可靠性和电能质量，通过设置的接入控制系统2可通过评估微电网1对所在电网的影响，给出新建微电网1的最优接入位置和规模，使得分布式发电在微电网1的逐步渗透过程中不会破坏电网运行的安全性和经济性，同时系统实现并网运行、孤网运行、并网或是离网的平滑切换，运行安全稳定，满足微电网1对安全稳定的需要。
请参阅图3和6，运行控制系统3用于运行方式和优化算法的控制，运行控制系统3包含微网运行控制23、微网保护24、电能质量监测25和通信26，微网运行控制23具有启停控制功能、运行模式切换功能、上网功率控制功能，运行模式切换功能分为离网或是并网两种模式，微网运行控制23可实现微电网1并网或是离网运行模式下各个分布式发电单元的联合运行，电能质量监测25包含电压偏差及电压电流有效值、频率及频率偏差、三相不平衡度、闪变和功率和功率因数，通信26是实现微电网1信息交换、运行控制系统3和数据管理的信息通讯平台，正常并网运行模式9包括定功率27、不定功率28、削峰填谷29和优化运行30，并网向孤岛过渡模式6包括计划离网和非计划离网，通过微网运行控制23通过启停控制功能可以控制主站或是当地后台的微电网1启动或是停止指令时，完成微电网1各装置、开关的启动和停止操作，并且微电网1的启动可以在并网状态下进行，同时也支持离网启动功能，运行模式切换功能实现无缝切换或是有缝切换，微网运行控制23可以实现微电网1并网或离网运行模式下各分布式发电单元的联合运行，通过对各分布式发电的协调控制，稳定系统的电压、频率，实现整个微电网1系统的最优运行，正常并网运行模式9可以是定功率27运行或不定功率28运行，即限制或不限制微电网1与主网配电网之间的交换功率，由并网向孤网过渡模式可以是计划离网或非计划离网。
工作原理：根据使用环境分为村庄模式4和单户模式5进行选择合适模式后，微电网1分为接入控制系统2和运行控制系统3，要对分布式发电及微电网1进行监控13，采集分布式发电及微电网1运行的实时数据10、历史数据11和环境数据12，监视分布式发电及微电网1的运行情况，再根据分布式发电及微电网1和主网的实际运行情况对其进行相应的控制，对微电网1进行系统监控13，而监控13通过对微电网1的运行状态数据，通过分布式发电及微电网1接入主网的电气接线图监视其运行状态，而运行控制系统3用于运行方式和优化算法的控制，例如如：定功率27的运行、削峰填谷29、孤岛保护算法(交换功率)的判断调整、当地无功优化、电能质量分析等，另一方面也可以说是主站命令的解析器，负责翻译主站下发的指令，并实时汇报微电网1的运行情况，如发电曲线的下达、天气预报的下方及微电网1工作状态的上报，微网运行控制23在综合系统各部分状态数据和历史信息数据通过控制策略计算后得到各执行设备具体控制量，通过微电网1通讯控制器下发给执行机构，同时把状态信息通过微电网1通讯控制器上送配电主站，在微电网1运行的同时也需要对其进行保护，因此设置了微网保护24，在微网外部的配电系统发生故障时，需要快速将微网转入独立运行，同时确保微网在与主网解列后继续可靠运行，并确保解列后的微网系统再故障时仍能够可靠切除故障元件；在微网正常并网运行的系统中，微网内部的电气设备发生故障时，需要确保故障设备切除后微网系统继续安全稳定地并网运行；在微网独立运行的系统中，微网内部的电气设备发生故障时，需要尽量维持微网稳定运行前提下，快速切除故障设备，电能质量监测25是可以监督和保障电网能质量监测结果的正确性，同时设置通讯26实现微电网1信息交换、微电网1运行控制系统3和数据管理的信息通信平台。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，包括微电网(1)，其特征在于：所述微电网(1)控制系统分为接入控制系统(2)和运行控制系统(3)，所述微电网(1)模式分为村庄模式(4)和单户模式(5)，所述微电网(1)接入配电网模式分为并网向孤岛过渡模式(6)、孤网运行模式(7)、重新并网模式(8)和正常并网运行模式(9)，所述接入控制系统(2)对微电网(1)运行进行采集实时数据(10)、历史数据(11)和环境数据(12)，所述接入控制系统(2)功能分为监控(13)和高级应用(14)。
2.根据权利要求1所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述监控(13)分为手动控制(15)和自动控制(17)，所述手动控制(15)控制接入开关(16)，所述自动控制(17)根据预先设定数值进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述高级应用(14)分为出力控制(18)、发电预测(19)、优化调度(20)、馈线自动化(21)和容量与位置优化(22)，所述出力控制(18)与微电网(1)控制系统的联络线功率控制功能相结合，通过对微电网(1)控制系统下达功率控制曲线。
4.根据权利要求1所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述发电预测(19)根据自然资源情况或接收控制系统信息对微电网(1)进行调度，所述优化调度(20)根据微电网(1)及主网的运行状况进行智能优化并完善调度，所述馈线自动化(21)根据各个电源点的负载能力，对恢复区域进行拆分恢复供电，所述容量与位置优化(22)通过评估微电网(1)对所在电网的影响给出最优位置和规模。
5.根据权利要求1所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述运行控制系统(3)用于运行方式和优化算法的控制，所述运行控制系统(3)包含微网运行控制(23)、微网保护(24)、电能质量监测(25)和通信(26)。
6.根据权利要求5所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述微网运行控制(23)具有启停控制功能、运行模式切换功能、上网功率控制功能，所述运行模式切换功能分为离网或是并网两种模式，所述微网运行控制(23)可实现微电网(1)并网或是离网运行模式下各个分布式发电单元的联合运行，所述电能质量监测(25)包含电压偏差及电压电流有效值、频率及频率偏差、三相不平衡度、闪变和功率和功率因数，所述通信(26)是实现微电网(1)信息交换、运行控制系统(3)和数据管理的信息通讯平台。
7.根据权利要求1所述的一种微电网源网荷储互动能量协调管理系统，其特征在于：所述正常并网运行模式(9)包括定功率(27)、不定功率(28)、削峰填谷(29)和优化运行(30)，所述并网向孤岛过渡模式(6)包括计划离网和非计划离网。
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