CN115459286B - 一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及其控制方法，涉及小区级微电网智能充/放电技术领域，系统包括微网管理模块、负荷监控模块、用电管理模块、供电管理模块及用户终端模块。系统对用户充/放/电需求及其他负荷情况进行实时监控，并通过对用电负荷优先级进行动态调整，分时分级制定电价，通过价格机制引导用户参与削峰填谷，实现了小区级电网电动车有序充/放电管理，大幅提升小区级电网电动车充/放电承载力，显著提高小区级电网的可靠性和安全性。

Description

一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及控制方法
技术领域
本发明涉及小区级微电网智能充/放电技术领域，尤其涉及一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及控制方法。
背景技术
随着电动车技术的逐渐成熟和成本的不断下降，越来越多的消费者开始选择新能源汽车，据中汽协预测，2022年全年将销售新能源车600万量，市场渗透率将超过20％；随着新能源汽车保有量的不断增加，充电问题也日益突出，特别是针对居民小区的充电问题日益凸显。存在的主要问题有：
(1)受制于小区电力总容量问题，充电桩等基础设施数量无法与小区住户电动车数量匹配，无法满足电动车充电需求，特别是一些老旧小区，电动车充电问题更加严重。
(2)另一方面，在已有安装有充电桩的小区，因充电过程未能有效管控，仅仅按照小区最大功率进行充电桩匹配，造成大量有效容量的浪费，小区用电容量不能有效利用的局面。
(3)此外住户还存在应急快充的需求，但受到小区电容量限制，大功率充电会对小区电网产生较大冲击，影响客户其他用电需求，因此目前大部分的快充桩都需要使用社会快充桩，没有居民小区内使用的快充桩，使用便利性差。
(4)此外很多小区因容量限制等问题，在用电高峰容易造成小区短时超负荷运行，造成输入侧过流保护，但这种因短时峰值功率过大造成的保护概率较低，如果为满足峰值功率需求而进行电力增容，不仅成本高昂，经济性较差。
随着小区电动车越来越多，电动车既是用电单元，同时也是一个储能单位，传统的小区电网的架构和管理系统已完全不能满足新的电网发展需求，建立小区级别的智能微电网系统将显得极为迫切。
发明内容
本发明提供了一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及控制方法，目的是为了解决现有技术中存在的缺点。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，包括：
微网管理模块，根据负荷监控模块上传的用电负荷、用电管理模块上传的不同用电端口电动车的SOC状态与负荷种类以及用户终端的交互信息，对微网内的负荷进行分级管理，并通过用总体实时用电负荷指数Kp分时分级制定电价；
负荷监控模块，安装于外网与小区内网、小区内网和微网之间，实时监控小区总体的用电负荷情况，并根据小区总体的用电负荷情况获得微网的总体实时用电负荷指数Kp；
用电管理模块，对当前电动车充电、储能电池充电以及其他负荷的用电情况进行实时监控，通过总体实时用电负荷指数Kp对用电负荷功率进行限制或实现负荷的投切控制，同时上传不同用电端口电动车的SOC状态及负荷种类至微网管理模块；
供电管理模块，用于对当前微网内的储能电池的放电管理、分布式能源的接入管理、电动车以V2G模式向微电网供电管理以及外网的供电管理；
用户终端模块，与微网管理模块通信连接，为用户提供来自微网管理模块的充/放电价格参数、用户充电负荷的优先级信息，以及提供向微网管理模块发送用户充/放电功率及相应的充/放电时段的请求参数。
优选的，所述微网的总体实时用电负荷指数Kp计算公式如下：
Figure BDA0003871951850000031
其中，Pr为实时用电负荷功率，Pc可用功率，Pe为供电模块功率，ηe为供电模块输出效率。。
优选的，所述微网管理模块还对电动车用电负荷进行分级管理，具体包括：
根据充电电动车电量SOC和充电模式的不同对充电电动车的负荷等级进行分级；
通过价格机制调节充电时的负荷等级。
优选的，所述微网管理模块与负荷之间设置有智能开关，且所述微网管理模块与智能开关之间通信连接，所述微网管理模块通过智能开关对相关负荷进行远程控制。
优选的，所述用电管理模块包括电动车慢充管理子模块、电动车快充管理子模块、储能电池充电管理子模块以及其他负荷用电管理子模块；
所述电动车慢充管理子模块通过智能开关与内网相连接，用于交流慢充；
所述电动车快充管理子模块通过具有双向功能的PCS整流器将电动车与内网相连；
所述储能电池管理子模块通过双向DC/DC与电动车快充管理子模块并联，共同为快充电动车提供充电服务需求；
所述其他负荷用电管理子模块与小区外网连接，同时通过智能开关与微网连接，用于停电紧急情况下保证小区负荷的供电。
优选的，所述用户终端模块为手机APP端，与通过网络与微网管理模块通信连接，对每个充电桩的充电状态以及小区智能微电网用电负荷及能量流情况查看。
本发明还提供一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法，其具体方法报括如下步骤：
负荷监控模块检测小区总体的用电负荷数据，得到可用电量与实际用电量，并计算总体实时用电指数Kp；
微网管理模块对负荷进行分级以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级进行动态分级；
对实际用电量与可用电量大小进行判断，对小区进行正常运行供电；
若实际用电量大于可用电量，用电管理模块按负荷的优先级从低到高依次切除负荷，并通过微网管理模块启动储能电池进行供电，否则对储能电池进行充电；
若储能电池的电量状态SOC低于80％时，微网管理模块发布V2G供电需求于用户终端模块，供电管理模块利用电动车通过V2G的方式对小区进行供电；
若储能电池SOC低于60％，供电管理模块启动分布式电源供电；
若储能电池SOC低于40％，储能电池停止供电，供电管理模块启动外网供电。
优选的，所述若储能电池SOC低于40％时，则判断小区是否停电；
若小区停电，微网管理模块启动离网模式，用电管理模块保障最高优先级负荷用电。
优选的，所述微网管理模块对负荷分级以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级的动态分级为：按照电动车初始的SOC和充电模式对充电负荷进行动态分级。
优选的，所述负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据，并计算总体实时用电指数Kp具体包括如下步骤：
负荷监控模块监测微网与外网之间的用电负荷数据，获得可用功率Pc；
负荷监控模块监测微网与小区内网的用电负荷数据，获得实时用电负荷功率Pr；
通过实时用电负荷功率Pr和可用功率Pc计算微网的总体实时用电负荷指数Kp。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、通过负荷监控模块对小区总输入功率、不同等级的负荷功率、充电桩功率进行实时监控，确保总用电量始终不超过小区电力总容量，在存在电量不足的趋势时，可以立即使用储能电池放电保证小区用电的正常运行。
2、在小区用电谷时对小区的储能电池进行充电，作为紧急用电备用电源，同时通过DC/DC转化器作为快充充电桩的电力补给，有益于小区内用电紧急情况下为电动车充电。
3、对小区用电负荷的使用次数以及使用时长进行分级分类，在保证居民正常生活需求的同时，降低小区用电总量，同时通过不同用电负荷和电动车优先级，分时分级制定电价，通过价格机制引导用户主动参与削峰填谷，实现了电动车有序充电，提高小区用电效率，增强电力稳定性。
4、通过微网管理模块与用户终端模块的交互，提升了用户参与削峰填谷的主动性，同时通过V2G技术实现了对电动车负荷的利用，作为额外的电力供给，保障小区正常用电。
附图说明
图1为本发明提供的智能微电网系统结构图。
图2为本发明提供的整体系统模块关系图。
图3为本发明提供的用电负荷分级过程的流程图。
图4为本发明提供的小区用电负荷等级分级过程的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种基于小区级别的智能充/放电微网系统及控制方法，如图1-2所示，一种基于小区级别的智能充/放电微网系统包括：微网管理模块、负荷监控模块、用电管理模块、供电管理模块与用户终端模块。
其中，微网管理模块用于管理系统中的各个模块，是整个微网系统的核心，用于与用户终端模块、负荷监控模块、用电管理模块以及供电管理模块进行信息交互与协调控制；同时微网管理模块也负责负荷的分级管理，通过用电负荷分时分级制定电价，根据负荷系数制定价格机制以及进行系统能量管理，为管理者提供可视化平台，根据负荷监控模块上传的用电负荷、用电管理模块上传的不同用电端口电动车的SOC状态与负荷种类以及用户终端的交互信息，对微网内的负荷进行分级管理，并通过用总体实时用电负荷指数Kp分时分级制定电价。实现功能如下：管理小区内部分布式电源，就光伏发电而言，在阳光充足的情况下，优先满足储能装置的充能，之后有富余发电量可出售至上级外网；管理小区智能开关，通过微网管理模块可以对任意智能开关进行调节；接收负荷监控模块传输的实时用电容量与历史用电数据，分析小区用电情况，通过负荷投切模块，进行小区用电负荷管理，根据用电负荷制定价格机制，通过用电负荷分时分级制定电价；将数据集中上传至云端，提供一个中转平台，将负荷监控模块的数据通过网络实时传输给用户，通过与用户终端模块交互，实现充电预约请求的接收以及高峰时期售电请求的发布，实时调节电价，鼓励用户主动参与削峰填谷。
其中，负荷监控模块安装于外网与与小区内网、小区内网和微网之间，时刻监控小区总体的用电负荷情况，对小区总输入功率、不同等级的负荷功率、充电桩功率等进行实时监控，并根据微网实时用电负荷功率Pr和可用电负荷Pc，计算微网的总体实时用电负荷指数Kp，确保总用电量始终不超过小区电力总容量，相关数据通过以太网传入微网管理模块。同时负荷监控模块根据历史数据、天气情况、时间段等信息对负荷进行预测，输出预测的用电负荷指数Kp(t)，具体为：可以对历史用电数据进行记录，以用于管理人员观测与推断每日用电峰值时段以及最大用电量。收集处理数据，传输至微网管理模块执行操作，若有存在电量不足的趋势，可以通过用电模块控制低优先级用电负荷接入电网；若无法满足小区电力正常运行，则按照优先级从低到高依次切除用电负荷，并保障一级负荷用电；同时启用供电模块中的储能电池供电、分布式电源供电、电动车V2G供电以及外网供电，直至满足小区电力正常运行。
其中，用电管理模块用于对小区重要用电负荷进行保障，对当前的电动车充电、储能充电以及其他负荷的用电情况进行实时监控管理，通过总体实时用电负荷指数Kp对用电负荷功率进行限制或实现功率负荷的投切控制，同时用电管理模块会上传不同用电端口的SOC状态及负荷优先级状态，用于微网管理模块进行能量的协同管理，具体包括包括电动车慢充管理子模块、电动车快充管理子模块、储能电池充电管理子模块以及小区重要用电负荷用电管理子模块。对于小区用电负荷进行分级分类具体为：根据小区用电负荷的使用次数以及使用时长进行分级分类，如小区电梯、门禁、加压水泵等定义为一级用电负荷，用电保护级别最高，任何时段必须满足一级用电负荷的需求；供能模块中的储能电池设为四级负荷，若小区用电低谷时进行充电补充；同时小区充电桩用电负荷可根据充电电动车的实时电量自动定义不同的用电等级和调整负荷等级。根据不同的充电桩以及不同电量进行定义。在快充充电桩下，电量0-40％为一级负荷，电量40％-80％为二级负荷，电量80％-90％为三级负荷；在慢充充电桩下，电量0-40％为二级负荷，电量40％-80％为三级负荷，电量80％-90％为四级负荷，对不同优先级的电动车执行不同的充电策略，优先级高的优先充电，用户可以通过额外充电电价提升优先级，结合充电价格机制对电动车充电进行引导。为保证小区用电稳定性，若用电负荷大于小区允许可用负荷时，系统自动切断优先级最低的用电负荷，如果负荷需求仍大于可用负荷要求，继续切断次等级负荷，直至用电负荷达到平衡。
其中，电动车慢充管理子模块通过智能开关与内网相连接，用于交流慢充，电动车快充管理子模块通过具有双向功能的PCS将电动车与内网相连，储能电池管理子模块通过双向DC/DC与电动车快充管理子模块并联，共同为快充电动车提供充电服务需求，减少快充对小区电网的冲击，小区重要用电子模块主要指小区电梯用电、高层水泵用电等小区重要的用电负荷模块，该模块采用双回路供电，小区重要用电子模块既与小区外网相连，同时也通过智能开关与微网相连，确保在停电等紧急情况下用微网来保证重要负荷的供电，用电管理模块根据微网管理模块提供的相关负荷优先级、负荷电池SOC、电网负荷系数等信息，控制相关负荷的智能开关通断或负荷用电功率。其中，电动车慢充管理子模块由电动车快充充电桩构成，电动车快充管理子模块由电动车快充充电桩构成。
其中，不同用电负荷分时分级制定电价为：系统通过价格机制来调节负荷等级的优先级，相关负荷微网管理模块可通过智能开关进行远程控制。根据不同用电负荷优先级，分时分级制定电价，将目标优先级作为一级约束，用电时段作为二级约束，优先级高的用电负荷对应电价要提高，用电高峰期时所有用电负荷对应电价都要提高。同时提出奖励机制，如在用电高峰值时进行电能出售可以获得更高收益，在用电谷时电价比平时低。系统通过价格机制引导用户主动参与削峰填谷，提高小区用电效率，增强电力稳定性。
其中，供电管理模块与小区内网直连，对当前微网内的供电单元进行管理，用于对当前微网内的分布式能源的接入管理、分布式能源发电输入功率、电能质量、储能电池的充/放电管理、电动车以V2G模式向微电网供电管理以及外网的供电管理。其中分布式能源包括太阳能、风能以及氢能等，其中分布式能源以燃料发电机为主，以风力发电、光伏发电为辅。供电管理模块分别通过电动车充电桩对电动车进行充电且设置不同速度，其中电动车充电桩包括电动车快充充电桩与电动车慢充充电桩，慢充充电桩功率一般为3-7kW，可仅单向充电或可双电网放电，并通过智能开关与内网相连接；快充充电桩电力来源主要来自小区内网经过PCS整流器提供，其为直流快充，电动车通过具有双向功能的PCS与内网相连。供电管理模块与内网连接后需通过用户手机APP向微网管理模块发送充/放电请求，微网管理模块会根据系统内负荷情况，自动生成相应的充/放电策略和充/放价格机制。通过微网管理模块调控将慢充充电桩中优先级低的用电负荷调停满足快充充电桩用电需求。快充充电桩用电负荷优先级高于慢充充电桩，用户使用价格高于普通慢充充电桩。其次可以使用储能装置作为快充充电桩电力来源。快充桩位上设置车载电池与储能电池，车载电池、储能电池通过PCS逆变为小区提供峰值的用电需求，大幅提高小区峰值用电负荷能力。若小区在用电低谷时间段，则可将可用容量充分释放，最大程度的满足电动车充电需求，在保证小区电网稳定的基础上，将传统的无序充电编程有序充电，大幅提供小区电网消纳新增充电桩的能力；在停电等紧急情况下，储能电池和停在快充桩位上的车载电池可通过PCS逆变器为小区优先级别最高的电梯、高层加压水泵等设备供电，确保小区停电情况下的用电安全。
其中，为满足用户紧急充电需求和高峰时负荷需求，微网管理模块设置储能模块，作为小区内网的能量调节装置，储能模块可储存用电低谷时电网能量，也可调节分布式发电系统对小区内网的波动影响，小区储能模块与供电管理模块连接，用于对供电管理模块的额外电力补给。与分布式发电电源相连，用电高峰时作为小区重要负荷电力保障，正常用电时作为充电模块的额外电力补给，用电低谷时接收智能微网中空闲电能进行补充。小区储能装置用淘汰的电动车蓄电池作为容器，通过分布式发电如：太阳能发电，以及小区用电低谷时进行充电。用途优先作为紧急用电备用电源，其次经过DC/DC转化器作为快充充电桩的电力补给，提供短时大功率供电，可与PSC并联共同为电动车进行快速充电，从而减少对小区电网的冲击。
同时，通过电动车双向充/放电，将电动车作为一种用来调节小区电力系统稳定性的储能装置，V2G即是电动车到电网。若小区用电高峰时，用户可以选择出售电动车中富余电量获取利益；若其他电动车有快速充电需求时，也可以选择出售电动车中富余电量获取利益。电动车不再仅仅作为代步工具，更是成为电力系统大型储能元件，在电动车接入电网时对电网起到调节作用。
其中，用户终端模块与微网管理模块无线通信连接，用于用户与微网的信息交互，用于接受来自微网管理模块的充/放电价格调节机制和对应用户用电负荷分级情况以及各负荷端口的优先级等；为用户提供来自微网管理模块的充/放电价格参数、用户充电负荷的优先级信息，同时用户终端模块也会发送用户充/放电功率及相应的充/放电时段请求等参数信息。由用户手机APP构成，用户可以通过手机APP接受微网管理模块上传云端的数据，如实时查看充电桩充电状态，进行充电桩预约等；参与削峰填谷，在用电峰值时，可将电动车富裕电量进行电能出售，在用电低谷时再进行电力补充；以及查看小区智能微电网用电负荷及能量流情况。
小区一级负荷，一级负荷为小区最重要的用电设备，如小区电梯的备用供电、小区加压水泵等。该类设备通过智能开关接入微电网内，若小区内网有电时，微网一直处于并网连通工作状态，若小区停电时，在接收到微网管理模块的指令后，断开并离网切换开关，实现微网的离网运行，并合上智能断路器，给小区重要用电负荷供电，并能监控小区重要用电负荷的功率、电压上传至微网管理模块，若小区外部供电恢复时，则控制并离网切换开关实现与小区内网的并网运行。
同时系统也可根据不同用户的实际情况通过不同模块和功能的增减，实现功能的优化组合和成本控制。
同时系统具有较好的扩展性，可以柔性接入太阳能、风能以及氢能等分布式清洁能源，为实现“零碳”小区提供扩展接入口。小区居民可以通过手机APP的方式查看每一个充电桩的充电状态以及小区智能微电网用电负荷及能量流情况，智能微电网根据不同时段的用电负荷情况将小区的充电价格进行智能的阶梯价格区分，引导客户在低负荷时进行低成本充电；而在停电或高峰时间段则可通过价格机制引导用户将多余的电回馈电网，通过V2G模式大幅提高小区级电网的可靠性和稳定性。
此外微电网系统通过采集气候温度、不同的时间以及历史用电数据可智能预测小区用电负荷情况，通过大数据分析，智能预测不同年月，不同时间段的用电负荷需求，并同价格机制实现能源的高效双向流动，用于分布式发电电源发电量预测，从而实现对小区微电网的智能调节。
如图3所示，一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法，具体方法包括如下步骤：
S1：负荷监控模块采集小区总体的用电负荷情况，并计算实时用电指数Kp。
S2：根据总体实时用电负荷指数Kp得到可用电量与实际用电量。
S3：微网管理模块对负荷进行分级以及对电动车充电优先级进行动态分级。
S4：对实际用电量与可用电量大小进行判断，对小区进行正常运行供电。
S5：若实际用电量大于可用电量，用电管理模块按负荷的优先级从低到高依次切除负荷，并通过微网管理模块启动储能电池进行供电，否则对储能电池进行充电；
S6：若储能电池的电量状态SOC低于80％时，微网管理模块发布V2G供电需求于用户终端模块，供电管理模块利用电动车通过V2G的方式对小区进行供电。
S7：若储能电池SOC低于60％，用电管理模块进一步控制二级用电负荷，供电管理模块启动分布式电源供电。
S8：若储能电池SOC低于40％，储能电池停止供电，供电管理模块启动外网供电。
若小区正常供电时，保证储能电池SOC不低于40％。
若储能电池SOC低于40％时，则判断小区是否停电。
S9：若小区停电，微网管理模块启动离网模式，用电管理模块保障最高优先级负荷用电。
S10：若小区停电时，用电管理系统控制所有的低优先级负荷均停止供电，仅向一级负荷供电。
S11：若实际用电量小于可用电量，微网启动储能电池进行充电。
S12：若储能电池电量大于90％时，储能电池停止充电。
如图4所示，小区用电负荷等级分级过程包括如下步骤：
S1：将小区重要负荷设置为一级负荷。
S2：将储能电池设置为四级负荷。
S3：按照电动车初始SOC和充电模式对充电负荷进行动态分级。
S4：在慢充模式下：
设初始SOC为90％至80％为四级负荷。
设初始SOC为80％至40％为三级负荷。
设初始SOC为40％至0％为二级负荷。
S5：在快充模式下：
设初始SOC为90％至80％为三级负荷。
设初始SOC为80％至40％为二级负荷。
设初始SOC为40％至0％为一级负荷。
其中，划分峰平谷时，慢充模式下的充电桩有序充电价格为：
Figure BDA0003871951850000131
如式(1)所示ph、pn、pl分别为峰、平、谷时的充电电价，th1、th2为用电峰时的分界时间点，tn1、tn2为用电平时的分界时间点，tl1、tl2为用电谷时的分界时间点，为鼓励用户用电低谷时进行充电，其中ph＞pn＞pl。
设快充模式下充电电价为：
pf(t)＝ps(t)+λλ∈[1,1.2] (2)
λ为快充额外增加充电电价，根据实际情况自主灵活设定，其范围为1-1,2元。
微网管理模块接收用户充电需求D(t)，用电管理模块收集当前电池电量Sn、目标电池电量So、充电桩类别C、实时用电负荷功率Pr和可用功率Pc。
计算充电时长Tc：
Figure BDA0003871951850000141
如式(3)所示Vc为充电速率，η为充电效率，求得Tc为用户选择提供参考；
负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据，并计算总体实时用电指数Kp具体包括如下步骤：
负荷监控模块监测微网与外网之间的用电负荷数据，获得可用功率Pc；
负荷监控模块监测微网与小区内网的用电负荷数据，获得实时用电负荷功率Pr；
通过实时用电负荷功率Pr和可用功率Pc计算微网的总体实时用电负荷指数Kp。
计算总体实时用电负荷指数Kp：
Figure BDA0003871951850000142
如式(4)所示Pe为供电模块功率，ηe为供电模块输出效率，若Pr越接近Pc时，ηe越高。求得Kp表示当前电网运行状况，Kp越小，当前电网运行负荷越少；
判断当前充电桩是否能够满足充电需求D(t)，设当前处于工作充电桩数量为N。可用充电桩数量为Nmax，Nmax根据总体实时用电负荷指数Kp进行调节；
Figure BDA0003871951850000151
如式(5)所示N+1为即将工作的充电桩数，若小于额定工作充电桩数Nmax则充电桩正常工作，反之，则充电桩处于待充电状态；
将待充电状态中的电动车进行分优先级Rc：
Figure BDA0003871951850000152
Figure BDA0003871951850000153
如式(6)、式(7)所示Cf为快充充电桩，Cs为慢充充电桩。S1、S2、S3分别为不同优先级的电动车电量阈值，在用电平时设置为：
Figure BDA0003871951850000154
可以根据总体实时用电负荷指数Kp进行调节；
按照不同的优先级依次进行有序充电，用户结合充电时长Tc进行考虑，可以选择增加充电价格的方式提高优先级Rc；
额外充电价格Pe，与目标优先级和当前用电时段相关：
Pe＝(k1+k2)*P(t) (9)
如式(9)所示k1为目标优先级相关放大系数，目标优先级越高则k2越大；
如式(10)所示k2为用电时段相关相关放大系数通常k2＞1；
2＞k2h＞k2n＞1 (10)
如上式所示k2h、k2n分别为用电峰、平时的放大系数。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，其特征在于，包括：
微网管理模块，根据负荷监控模块上传的用电负荷数据、用电管理模块上传的不同用电端口电动车的SOC状态与负荷种类以及用户终端的交互信息，对微网内的负荷进行分级管理，并通过总体实时用电负荷指数Kp分时分级制定电价；
负荷监控模块，安装于外网与小区内网、小区内网和微网之间，实时监控小区总体的用电负荷数据，并根据小区总体的用电负荷数据获得微网的总体实时用电负荷指数Kp；
所述微网的总体实时用电负荷指数Kp计算公式如下：
Figure FDA0004217220070000011
其中，Pr为实时用电负荷功率，Pc可用功率，Pe为供电模块功率，ηe为供电模块输出效率；
用电管理模块，对当前电动车充电、储能电池充电以及其他负荷的用电情况进行实时监控，通过总体实时用电负荷指数Kp对用电负荷功率进行限制或实现负荷的投切控制，同时上传不同用电端口电动车的SOC状态及负荷优先级状态至微网管理模块；
所述微网管理模块对负荷分级以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级的动态分级为：按照电动车初始的SOC和充电模式对充电负荷进行动态分级；
供电管理模块，用于对当前微网内的储能电池的放电管理、分布式能源的接入管理、电动车以V2G模式向微电网供电管理以及外网的供电管理；
用户终端模块，与微网管理模块通信连接，为用户提供来自微网管理模块的充/放电价格参数、用户充电负荷的优先级信息，以及提供向微网管理模块发送用户充/放电功率及相应的充/放电时段的请求参数。
2.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，其特征在于，所述微网管理模块还对电动车用电负荷进行分级管理，具体包括：
根据充电电动车电量SOC和充电模式的不同对充电电动车的负荷等级进行分级；
通过价格机制调节充电时的负荷等级。
3.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，其特征在于，所述微网管理模块与负荷之间设置有智能开关，且所述微网管理模块与智能开关之间通信连接，所述微网管理模块通过智能开关对相关负荷进行远程控制。
4.如权利要求3所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，其特征在于，所述用电管理模块包括电动车慢充管理子模块、电动车快充管理子模块、储能电池充电管理子模块以及其他负荷用电管理子模块；
所述电动车慢充管理子模块通过智能开关与内网相连接，用于交流慢充；
所述电动车快充管理子模块通过具有双向功能的PCS整流器将电动车与内网相连；
所述储能电池管理子模块通过双向DC/DC与电动车快充管理子模块并联，共同为快充电动车提供充电服务需求；
所述其他负荷用电管理子模块与小区外网连接，同时通过智能开关与微网连接，用于停电或紧急情况下保证小区负荷的供电。
5.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统，其特征在于，所述用户终端模块为手机APP端，通过网络与微网管理模块通信连接，用于接受来自微网管理模块的充/放电价格调节机制和对应用户用电负荷分级情况以及各负荷端口的优先级，对每个充电桩的充电状态以及小区智能微电网用电负荷及能量流情况查看。
6.如权利要求1-2任一项所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统的控制方法，其特征在于，具体方法包括如下步骤：
负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据，计算总体实时用电负荷指数Kp；
微网管理模块根据总体实时用电负荷指数Kp得到可用电量与实际用电量，对负荷进行分级，以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级进行动态分级；
对实际用电量与可用电量大小进行判断，对小区进行正常运行供电；
若实际用电量大于可用电量，用电管理模块按负荷的优先级从低到高依次切除负荷，并通过微网管理模块启动储能电池进行供电，否则对储能电池进行充电；
若储能电池的电量状态SOC低于80％时，微网管理模块发布V2G供电需求于用户终端模块，供电管理模块利用电动车通过V2G的方式对小区进行供电；
若储能电池SOC低于60％，供电管理模块启动分布式电源供电；
若储能电池SOC低于40％，储能电池停止供电，供电管理模块启动外网供电。
7.如权利要求6所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统的控制方法，其特征在于，所述若储能电池SOC低于40％时，则判断小区是否停电；
若小区停电，微网管理模块启动离网模式，用电管理模块保障最高优先级负荷用电。
8.如权利要求6所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统的控制方法，其特征在于，所述负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据，并计算总体实时用电负荷指数Kp具体包括如下步骤：
负荷监控模块监测微网与外网之间的用电负荷数据，获得可用功率Pc；
负荷监控模块监测微网与小区内网的用电负荷数据，获得实时用电负荷功率Pr；
通过实时用电负荷功率Pr和可用功率Pc计算微网的总体实时用电负荷指数Kp。
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