CN115000943A - 一种应用于微电网的新能源储能系统 - Google Patents

一种应用于微电网的新能源储能系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于微电网的新能源储能系统，包括：新能源发电模块，用于基于新能源发电；电力负载阈值设定模块，用于基于待供电用户的历史电力负荷数据设定电力负荷阈值；负荷监控模块，用于监控待供电用户的实时电力负荷，若存在实时电力负荷超过电力负荷阈值的待供电用户，则获取当前待供电用户的位置；电力输送模块，用于将电能传输到当前待供电用户的位置；储能模块，用于在电网中不存在电力负荷位置时，对电能储存。提高了对用户出现电力负荷情景的预测精准度及供电的效率，以及实现了没有电力负荷时，对电能的及时储存，实现了双模式的输送方式，提高了输送的智能化程度，大大降低了对电网的扰动和对用户电力负荷的影响。

Description

一种应用于微电网的新能源储能系统
技术领域
本发明属于新能源储能领域，特别是涉及一种应用于微电网的新能源储能系统。
背景技术
在分布式能源和微电网领域，现有技术和管理发展不均衡。虽然国内近些年在分布式能源、储能技术、微电网领域开展一些研究，但是光伏发电、天然气三联供、多元复合储能和微电网组成多能互补系统的关键技术和综合能效管理水平方面处于相对落后状况，需要加大研发投入，研发关键技术，提升综合能源系统经济调度优化运营管理水平，尽快缩小与发达国家的差距。
在一个微电网中可能有多种类型的分布式能源及储能装置，因此研究如何实现多种类型的分布式能源及储能装置如何更好地兼容与协调对于提升微电网的工作效率、并网效率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于微电网的新能源储能系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用于微电网的新能源储能系统，包括：
新能源发电模块、电力负载阈值设定模块、负荷监控模块、电力输送模块和储能模块；
所述新能源发电模块用于基于新能源发电；
所述电力负载阈值设定模块，用于基于待供电用户的历史电力负荷数据和近期电力负荷数据设定电力负荷阈值；
所述负荷监控模块用于监控待供电用户的实时电力负荷，若存在实时电力负荷超过电力负荷阈值的待供电用户，则获取当前待供电用户的位置；
所述电力输送模块用于将电能传输到所述当前待供电用户的位置；
所述储能模块用于在电网中不存在电力负荷位置时，对经过能量转换的电能进行储存。
可选的，所述新能源发电模块包括发电监控模块、采取分布式方式布置的若干个光伏发电系统和若干个风力发电系统；
所述光伏发电系统用于收集太阳能，并将所述太阳能转化为电能；
所述风力发电系统用于收集风能，并将所述风能转化为电能。
可选的，所述发电设备监控模块用于分别监控所述光伏发电系统和所述风力发电系统的实时发电量和阶段发电量，所述阶段发电量包括日发电量、周发点零、月发电量和年发电量。
可选的，所述电力负载阈值设定模块包括历史数据采集模块、阈值设定模型构建及训练模块和阈值设定模块；
所述数据采集模块用于采集待供电用户的历史电力负荷数据以及近期电力负荷数据；
所述阈值设定模型构建及训练模块用于构建阈值设定模型，并基于所述历史电力负荷数据训练阈值设定模型，直到迭代次数达到预定次数则完成训练，获得训练完的所述阈值设定模型；
所述阈值设定模块用于将所述近期电力负荷数据输入所述阈值设定模型，获取电力负荷阈值。
可选的，将当前日期的前3个月至1个月内的电力负荷数据作为所述历史电力负荷数据，将当前日期的前1个月至当天内的电力负荷数据作为所述近期负荷数据。
可选的，所述负荷监控模块包括电力负荷监控模块和待供电用户位置获取模块；
所述电力负荷监控模块用于实时监控待供电用户的实时电力负荷，并将所述实时电力负荷与所述电力负荷阈值进行比较，判断是否超出电力负荷阈值；
所述待供电用户位置获取模块用于获取超出电力负荷阈值的待供电用户的位置。
可选的，电力输送模块包括电能转换器和输送模块；
所述电能转换器用于转换电能的电压值以及转换电能的直流状态和交流状态；
所述输送模块用于基于并网或离网的方式输送经过转换的电能。
可选的，所述电能转换器包括DC-DC转换器和双向DC/AC转换器；
所述DC-DC转换器用于对电能的电压进行转化；
所述DC/AC转换器用于将电能的直流状态和交流状态进行转换。
可选的，所述输送模块包括并网输送模块和离网输送模块；
所述并网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过所述双向DC/AC转换器将电能输送到电网，还用于通过DC-DC转换器对所述储能模块进行储能；
所述离网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过所述双向DC/AC转换器将电能输送到待供电用户的位置，还用于通过DC-DC转换器对所述储能模块进行储能。
可选的，所述新能源储能系统还包括报警模块，所述报警模块用于实时电力负荷超过电力负荷阈值时，发出声光报警。
本发明的技术效果为：
本发明结构简单，成本低廉，通过太阳能和风能获取新能源，并将新能源转化为电能，通过电力负载阈值设定模块获取本地区的待供电用户的电力负荷阈值，提高了对用户出现电力负荷情景的预测精准度，通过负载监控模块实时监控用户的实时电力负荷，提高了对用户及时供电的效率，以及实现了没有电力负荷时，对电能的及时储存，通过电力输送模块，实现了双模式的输送方式，提高了输送的智能化程度，大大降低了对电网的扰动和对用户电力负荷的影响。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种应用于微电网的新能源储能系统，包括：
新能源发电模块、电力负载阈值设定模块、负荷监控模块、电力输送模块和储能模块；
新能源发电模块用于基于新能源发电；
电力负载阈值设定模块，用于基于待供电用户的历史电力负荷数据和近期电力负荷数据设定电力负荷阈值；
负荷监控模块用于监控待供电用户的实时电力负荷，若存在实时电力负荷超过电力负荷阈值的待供电用户，则获取当前待供电用户的位置；
电力输送模块用于将电能传输到当前待供电用户的位置；
储能模块用于在电网中不存在电力负荷位置时，对经过能量转换的电能进行储存。
作为本实施例中的一种实施方式，新能源发电模块包括发电监控模块、采取分布式方式布置的若干个光伏发电系统和若干个风力发电系统；
光伏发电系统用于收集太阳能，并将太阳能转化为电能；
风力发电系统用于收集风能，并将风能转化为电能。
作为本实施例中的一种实施方式，发电设备监控模块用于分别监控光伏发电系统和风力发电系统的实时发电量和阶段发电量，阶段发电量包括日发电量、周发点零、月发电量和年发电量。
作为本实施例中的一种实施方式，电力负载阈值设定模块包括历史数据采集模块、阈值设定模型构建及训练模块和阈值设定模块；
数据采集模块用于采集待供电用户的历史电力负荷数据以及近期电力负荷数据；
阈值设定模型构建及训练模块用于构建阈值设定模型，并基于历史电力负荷数据训练阈值设定模型，直到迭代次数达到预定次数则完成训练，获得训练完的阈值设定模型；
阈值设定模块用于将近期电力负荷数据输入阈值设定模型，获取电力负荷阈值。
作为本实施例中的一种实施方式，将当前日期的前3个月至1个月内的电力负荷数据作为历史电力负荷数据，将当前日期的前1个月至当天内的电力负荷数据作为近期负荷数据。
作为本实施例中的一种实施方式，负荷监控模块包括电力负荷监控模块和待供电用户位置获取模块；
电力负荷监控模块用于实时监控待供电用户的实时电力负荷，并将实时电力负荷与电力负荷阈值进行比较，判断是否超出电力负荷阈值；
待供电用户位置获取模块用于获取超出电力负荷阈值的待供电用户的位置。
作为本实施例中的一种实施方式，电力输送模块包括电能转换器和输送模块；
电能转换器用于转换电能的电压值以及转换电能的直流状态和交流状态；
输送模块用于基于并网或离网的方式输送经过转换的电能。
作为本实施例中的一种实施方式，电能转换器包括DC-DC转换器和双向DC/AC转换器；
DC-DC转换器用于对电能的电压进行转化；
DC/AC转换器用于将电能的直流状态和交流状态进行转换。
作为本实施例中的一种实施方式，输送模块包括并网输送模块和离网输送模块；
并网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过双向DC/AC转换器将电能输送到电网，还用于通过DC-DC转换器对储能模块进行储能；
当直流微电网系统并网运行时，变换器平衡直流母线电压，实现交流和直流能量的双向流动；
离网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过双向DC/AC转换器将电能输送到待供电用户的位置，还用于通过DC-DC转换器对储能模块进行储能。
作为本实施例中的一种实施方式，新能源储能系统还包括报警模块，报警模块用于实时电力负荷超过电力负荷阈值时，发出声光报警。
DC-DC转换器，额定功率为10kW，且输出功率可调，直流母线额定电压为700V；具有最大功率点跟踪模式(MPPT)及恒压模式；变换效率≥95％、输出电流纹波≤1％；运行温度范围为-20℃～+50℃，防护等级≥IP20，满足室内安装要求，噪声≤55dB；具有直流过/欠压保护、直流过流保护、短路保护、接地保护、极性反接保护等保护功能；1.05倍额定容量连续工作，1.1倍额定容量10分钟，1.2倍额定容量1分钟；带RS485接口或以太网接口，支持Modbus或Modbus/TCP通讯协议。
系统中主要技术参数：额定功率：20kVA；直流母线侧电压：700V；效率：≥95％；直流纹波：≤1％；稳压精度：≤士1％；电压、电流谐波畸变率≤5％；使用环境条件：室内环境温度-15℃～50℃，湿度≤90％；过载能力：1.05倍额定容量连续工作，1.1倍额定容量10分钟，1.2倍额定容量1分钟；交流侧电压：三相四线制400V保护功能：支持交直流过/欠压保护，交直流过流保护、短路保护、接地保护等；通讯方式：带RS485接口或以太网接口，支持Modbus或Modbus/TCP通讯协议，并免费开放协议。
本发明结构简单，成本低廉，通过太阳能和风能获取新能源，并将新能源转化为电能，通过电力负载阈值设定模块获取本地区的待供电用户的电力负荷阈值，提高了对用户出现电力负荷情景的预测精准度，通过负载监控模块实时监控用户的实时电力负荷，提高了对用户及时供电的效率，以及实现了没有电力负荷时，对电能的及时储存，通过电力输送模块，实现了双模式的输送方式，提高了输送的智能化程度，大大降低了对电网的扰动和对用户电力负荷的影响。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，包括：
新能源发电模块、电力负载阈值设定模块、负荷监控模块、电力输送模块和储能模块；
所述新能源发电模块用于基于新能源发电；
所述电力负载阈值设定模块，用于基于待供电用户的历史电力负荷数据和近期电力负荷数据设定电力负荷阈值；
所述负荷监控模块用于监控待供电用户的实时电力负荷，若存在实时电力负荷超过电力负荷阈值的待供电用户，则获取当前待供电用户的位置；
所述电力输送模块用于将电能传输到所述当前待供电用户的位置；
所述储能模块用于在电网中不存在电力负荷位置时，对经过能量转换的电能进行储存。
2.根据权利要求1所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述新能源发电模块包括发电监控模块、采取分布式方式布置的若干个光伏发电系统和若干个风力发电系统；
所述光伏发电系统用于收集太阳能，并将所述太阳能转化为电能；
所述风力发电系统用于收集风能，并将所述风能转化为电能。
3.根据权利要求2所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述发电设备监控模块用于分别监控所述光伏发电系统和所述风力发电系统的实时发电量和阶段发电量，所述阶段发电量包括日发电量、周发点零、月发电量和年发电量。
4.根据权利要求1所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述电力负载阈值设定模块包括历史数据采集模块、阈值设定模型构建及训练模块和阈值设定模块；
所述数据采集模块用于采集待供电用户的历史电力负荷数据以及近期电力负荷数据；
所述阈值设定模型构建及训练模块用于构建阈值设定模型，并基于所述历史电力负荷数据训练阈值设定模型，直到迭代次数达到预定次数则完成训练，获得训练完的所述阈值设定模型；
所述阈值设定模块用于将所述近期电力负荷数据输入所述阈值设定模型，获取电力负荷阈值。
5.根据权利要求4所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，将当前日期的前3个月至1个月内的电力负荷数据作为所述历史电力负荷数据，将当前日期的前1个月至当天内的电力负荷数据作为所述近期负荷数据。
6.根据权利要求1所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述负荷监控模块包括电力负荷监控模块和待供电用户位置获取模块；
所述电力负荷监控模块用于实时监控待供电用户的实时电力负荷，并将所述实时电力负荷与所述电力负荷阈值进行比较，判断是否超出电力负荷阈值；
所述待供电用户位置获取模块用于获取超出电力负荷阈值的待供电用户的位置。
7.根据权利要求1所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，电力输送模块包括电能转换器和输送模块；
所述电能转换器用于转换电能的电压值以及转换电能的直流状态和交流状态；
所述输送模块用于基于并网或离网的方式输送经过转换的电能。
8.根据权利要求7所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述电能转换器包括DC-DC转换器和双向DC/AC转换器；
所述DC-DC转换器用于对电能的电压进行转化；
所述DC/AC转换器用于将电能的直流状态和交流状态进行转换。
9.根据权利要求8所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述输送模块包括并网输送模块和离网输送模块；
所述并网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过所述双向DC/AC转换器将电能输送到电网，还用于通过DC-DC转换器对所述储能模块进行储能；
所述离网输送模块用于基于DC-DC转换器转换电压值，再经过所述双向DC/AC转换器将电能输送到待供电用户的位置，还用于通过DC-DC转换器对所述储能模块进行储能。
10.根据权利要求1所述的应用于微电网的新能源储能系统，其特征在于，所述新能源储能系统还包括报警模块，所述报警模块用于实时电力负荷超过电力负荷阈值时，发出声光报警。
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