CN116707031B - 一种台区微电网系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种台区微电网系统及控制方法，包括：分布式采集装置，用于采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；能量调度装置，用于基于运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；低压能量路由器，用于当能量调度装置不能自平衡时，基于运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。本发明考虑了机组双向调控和用户参与度，实现了配电网的有效调控。

Description

一种台区微电网系统及控制方法
技术领域
本发明属于配电网分布式能源消纳技术领域，具体涉及一种台区微电网系统及控制方法。
背景技术
从2016年开始，以光伏并网发电为代表的清洁能源呈现“井喷式”增长趋势，给公共电网带来了巨大的影响，包括：
电能质量下降：随着低压分布式光伏电站大量并网发电，部分光伏电站为了提高发电量，逆变器出口电压调高尤其当发电高峰时电压超过 250V，造成周边用户过电压，影响电压质量，严重时烧坏家用电器引发投诉。另一方面，日落后随低压光伏电站发电量下降、用户负载持续上升，部分用户存在低电压，造成台区过电压、低电压问题并存。
台区重过载：部分台区低压光伏电站发电量远超台区用户消纳能力，造成台区反向电流过大，引起公变台区重过载，严重影响台区安全运行。
台区故障率升高：部分台区低压导线线径细和运行时间长，光伏电站返供电流超过低压线路限流值或低压分路开关额定电流，造成低压设备过负荷运行，易烧断低压导线或烧坏低压开关，使低压设备故障率升高。
增加电网检修安全风险：分布式电源并网后，配电网成为多源网络，设备配置进一步复杂，对电网作业安全、运行安全、用电安全提出新挑战。尤其在电网停电检修时，如光伏发电设备的防孤岛装置发生故障，会向电网反送电，易发生人身触电事故。对低压光伏用户并网状态、发电情况无法实时监测。
增加停电检修工作时长：目前低压分布式光伏配备防孤岛装置没有明显开断点，仅在并网点加装了低压隔离开关。当对低压电网进行停电检修或故障停电抢修时， 为保证检修工作人员人身安全，除对台区配电变压器侧进行停电、验电、接地相关保证安全的技术措施外，还需逐一断开接入低压电网的分布式光伏电源并网点的隔离开关， 并采取接地、绝缘遮蔽或在断开点加锁、悬挂标示牌的措施防止反送电；大幅增加了停电时长，影响客户正常用电。
现有的配电网的总体架构在现行架构中，台区微电网缺少数据采集设备，而逆变器的数据由于内外网安全问题不共享给配电网，电表数据采集时间长，不能支持配电自动化，台区内监测盲区大，并且在现行架构下，配电网难以进行有效调控。
并且现有的以集群为最小单位的配电网的架构，未考虑灵活机组双向调控与用户参与度。
发明内容
为了解决现有技术中台区微电网缺少数据采集设备，而逆变器的数据由于内外网安全问题不共享给配电网，电表数据采集时间长，台区内监测盲区大进而不能支持配电自动化，以及没有考虑机组双向调控与用户参与度的问题，本发明提供了一种台区微电网系统，包括：
分布式采集装置、分别与分布式采集装置连接的发电设备、储能设备、负荷、低压能量路由器和能量调度装置；
低压能量路由器和能量调度装置均与发电设备和储能设备连接；
分布式采集装置，用于采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
能量调度装置，用于基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
低压能量路由器，用于当所述能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。
优选的，所述低压能量路由器，包括：
功率分配模块，用于基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
数据后台，用于将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置。
优选的，所述分布式采集装置，包括：
储能采集装置，用于采集储能设备的电池容量；
发电设备采集装置，用于采集发电设备运行数据；
负荷采集装置，用于采集负荷运行数据。
优选的，所述功率分配模块具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，并将剩余的发电量发送给其他台区，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，当电池容量减小到第二电池阈值时，调用其他台区的发电设备的发电量向负荷供电，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述发电设备和负荷需求对台区间发电设备的发电量进行调度后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率；
其中，所述第一电池阈值大于第二电池阈值。
优选的，所述能量调度装置，包括：
有载调容调压变压器和融合终端；
融合终端，用于基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令；
有载调容调压变压器，用于基于所述控制指令调节电容电压。
优选的，所述融合终端具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
若所述设备出力不小于负荷需求，则生成功耗增大指令，否则生成功耗减小指令；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
优选的，所述有载调容调压变压器具体用于：
基于所述功耗增大指令，将二次侧电阻并联，一次侧电阻角形连接；
基于所述功耗减小指令，将二次侧电阻串联，一次侧电阻星形连接。
优选的，所述能量调度装置，包括：
中压能量路由器。
优选的，所述中压能量路由器具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
优选的，所述储能设备包括：电动汽车和分布式储能；
所述储能采集装置包括：与所述电动汽车连接的电动车采集装置以及与所述分布式储能连接的分布式储能采集装置；
所述电动车采集装置，用于采集所述电动汽车的电池容量；
所述分布式储能采集装置，用于采集所述分布式储能的电池容量。
再一方面，本申请还提供了一种台区微电网控制方法，包括：
通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。
优选的，所述通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度，包括：
通过功率分配模块基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
通过数据后台将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置。
优选的，所述通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置，包括：
通过储能采集装置采集储能设备的电池容量；
通过发电设备采集装置采集发电设备运行数据；
通过负荷采集装置采集负荷运行数据。
优选的，所述通过功率分配模块基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节，包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，并将剩余的发电量发送给其他台区，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，当电池容量减小到第二电池阈值时，调用其他台区的发电设备的发电量向负荷供电，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述发电设备和负荷需求对台区间发电设备的发电量进行调度后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率；
其中，所述第一电池阈值大于第二电池阈值。
优选的，所述通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，包括：
通过融合终端和有载调容调压变压器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节。
优选的，所述通过融合终端和有载调容调压变压器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，包括：
通过融合终端基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令；
通过有载调容调压变压器基于所述控制指令调节电容电压。
优选的，所述通过融合终端基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令，包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
若所述设备出力不小于负荷需求，则生成功耗增大指令，否则生成功耗减小指令；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
优选的，所述通过有载调容调压变压器基于所述控制指令调节电容电压，包括：
基于所述功耗增大指令，将二次侧电阻并联，一次侧电阻角形连接；
基于所述功耗减小指令，将二次侧电阻串联，一次侧电阻星形连接。
优选的，所述通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
优选的，所述通过储能采集装置采集储能设备的电池容量，包括：
通过电动车采集装置采集所述电动汽车的电池容量；
通过分布式储能采集装置采集所述分布式储能的电池容量。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明涉及一种台区微电网系统及控制方法，包括：分布式采集装置、分别与分布式采集装置连接的发电设备、储能设备、负荷、低压能量路由器和能量调度装置；低压能量路由器和能量调度装置均与发电设备和储能设备连接；分布式采集装置，用于采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；能量调度装置，用于基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；低压能量路由器，用于当所述能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。本发明采用分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，能够监测台区微电网系统的运行数据，使得台区微电网系统支持配电自动化，并且基于运行数据以及状态变量进行计算得到设备出力和负荷需求，实现了台区微电网系统内光伏、储能和电动汽车等元素主动响应和双向互动，考虑了机组双向调控和用户参与度。进一步的通过低压能量路由器和能量调度装置调节储能设备和发电设备的参数，形成了台区微电网系电能自治与优化协同，实现了配电网的有效调控。
附图说明
图1是本发明的一种台区微电网系统的主要结构框图；
图2是本发明实施例的现阶段台区微电网系统一二次整体结构图；
图3是本发明实施例的功率分配模块边缘计算与控制过程流程图；
图4是本发明实施例的非计划工作模式流程图；
图5是本发明实施例的融合终端实时监测台区状态图；
图6是本发明实施例的融合终端边缘计算功能流程图；
图7是本发明实施例的有载调容调压变压器工作原理图；
图8是本发明实施例的未来台区微电网系统一二次整体结构图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种台区微电网系统及运行方法，旨在满足：
实现台区运行状态的全面感知；台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动；以融合终端或能量路由器为控制中心，形成台区微电网系统内光伏、储、充、配的内部电能自治与优化协同；以融合终端或能量路由器为控制中心，在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1：
本发明提供的一种台区微电网系统，如图1所示包括：
分布式采集装置、分别与分布式采集装置连接的发电设备、储能设备、负荷、低压能量路由器和能量调度装置；
低压能量路由器和能量调度装置均与发电设备和储能设备连接；
分布式采集装置，用于采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
能量调度装置，用于基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
低压能量路由器，用于当所述能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。
其中，分布式采集装置，具体包括：
储能采集装置，用于采集储能设备的电池容量；
发电设备采集装置，用于采集发电设备运行数据；
负荷采集装置，用于采集负荷运行数据。
具体的，储能设备具体包括：
电动汽车和分布式储能。
储能采集装置具体包括：
与所述电动汽车连接的电动车采集装置以及与所述分布式储能连接的分布式储能采集装置；
所述电动车采集装置，用于采集所述电动汽车的电池容量；
所述分布式储能采集装置，用于采集所述分布式储能的电池容量。
结合图2，分布式采集装置具体执行过程为：
在用户侧通过分布式采集装置+保护装置的方式，满足光伏、电动汽车、储能和负荷等元素的低压侧接入、感知与互动控制，分布式采集装置可实现光照、电流、电压和谐波等运行数据的检测、采集与感知。
在本实施例中，分布式采集装置采集台区微电网的数据，能够监测台区微电网系统的运行数据，实现了台区运行状态的全面感知，使得台区微电网系统支持配电自动化。
其中，低压能量路由器具体包括：
功率分配模块，用于基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
数据后台，用于将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置。
具体的，功率分配模块，具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，并将剩余的发电量发送给其他台区，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，当电池容量减小到第二电池阈值时，调用其他台区的发电设备的发电量向负荷供电，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述发电设备和负荷需求对台区间发电设备的发电量进行调度后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
低压能量路由器具体执行过程为：
为分布式光伏、电动车和储能等通过低压能量路由器连接至380Vac低压交流配电网，在用户侧，低压能量路由器包括电能变换与控制之外，还包括数据采集模块、功率分配模块与数据后台。
数据采集模块可对设备状态、运行环境、电气量等状态变量进行采集与监控。
结合图3，功率分配模块可通过边缘计算，根据各单元发用电情况进行发用电控制与电能质量优化，快速实现以低压能量路由器核心的节点内部的功率就地管控。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
数据后台保存运行数据并上传至融合终端。
当低压能量路由器节点无法实现内部自平衡，可低压能量路由器的柔性互联功能，进行低压台区间的能量交互。
在本实施例中，基于终端边缘计算综合运况信息、用户用电意愿和、各组件对未来一段时间内需求的反馈信息以及上级调度单元下发的增/减负荷指令，可实现台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动。
储能设备中包括了电动汽车，考虑了微电网系统机组的双向调控和用户参与度，并且以能量路由器为控制中心，采取边缘计算模式就地实现台区内用能平衡与预测。通过能量路由器，在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现电压穿越、故障隔离、反孤岛运行等保护控制功能，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
其中，能量调度装置具体包括：
有载调容调压变压器和融合终端或中压能量路由器。
具体的，融合终端，具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
若所述设备出力不小于负荷需求，则生成功耗增大指令，否则生成功耗减小指令；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
融合终端，具体执行过程为：
结合图5，通过融合终端实时监测设备运行状态，实现全台区的智能感知，准确识别低压台区用电状态，分解发用电行为，统计分析用电信息。
以融合终端为控制核心，构建融合分布式光伏、储能与低压台区互联装置的台区微电网系统，结合图6，所配置融合终端通过边缘计算能力合理分配台区内部能量，对台区内产能“过剩”或产能不足进行合理的能量调度。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
有载调容调压变压器，具体用于:
基于所述功耗增大指令，将二次侧电阻并联，一次侧电阻角形连接；
基于所述功耗减小指令，将二次侧电阻串联，一次侧电阻星形连接。
有载调容调压变压器具体执行过程为：
1）可基于有载调容调压变压器替代传统变压器，结合图7，有载调容调压变压器，能够根据实际负荷情况自动调节或根据融合终端指令调节容量大小和电压高低，实现带载自适应负荷变化。在光伏出力较高的中午，有载调容调压变二次侧电阻并联，一次侧角形连接，在光伏出力较小的夜晚，有载调容调压变二次侧电阻串联，一次侧星形连接，有效降低空载损耗。
其中，实际负荷情况是有载调容调压变压器通过与台区监测装置通信，获取实际负荷数据，自动调节工作模式。
可选的，台区检测装置可以为TTU和智能电表等。
指令包括：有载调容调压变压器的调容开关、调压开关动作指令。
在本实施例中，基于终端边缘计算综合运况信息、用户用电意愿和、各组件对未来一段时间内需求的反馈信息以及上级调度单元下发的增/减负荷指令，可实现台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动。
储能设备中包括了电动汽车，考虑了微电网系统机组的双向调控和用户参与度，并且以融合终端为控制中心，实现了台区内用能平衡与预测。通过融合终端，在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现电压穿越、故障隔离、反孤岛运行等保护控制功能，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
中压能量路由器，具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
结合图8，未来台区微电网台区侧，中压能量路由器具体执行过程为：
1）可基于中压能量路由器替代有载调容调压变压器或传统变压器，所述中压能量路由器集成融合终端的边缘计算功能 、中低压交直流变换功能，能够根据实际负荷情况自动调节或根据自动化调度指令调节容量大小和电压高低，实现台区微电网的能量平衡控制。
2）未来台区微电网低压光伏、储能，充电桩等元素与能量路由器直接互动，实时监测设备运行状态，实现全台区的智能感知，准确识别低压台区用电状态，分解发用电行为，统计分析用电信息。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
在本实施例中，基于终端边缘计算综合运况信息、用户用电意愿和、各组件对未来一段时间内需求的反馈信息以及上级调度单元下发的增/减负荷指令，可实现台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动。
储能设备中包括了电动汽车，考虑了微电网系统机组的双向调控和用户参与度，并且以中压能量路由器为控制中心，实现了台区内用能平衡与预测。通过中压能量路由器在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现电压穿越、故障隔离、反孤岛运行等保护控制功能，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
实施例2：
本发明提供的一种台区微电网控制方法，包括：
步骤S101：通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
步骤S102：通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
步骤S103：通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。
其中，步骤S101中通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置，具体包括：
步骤S101a：通过储能采集装置采集储能设备的电池容量；
步骤S101b：通过发电设备采集装置采集发电设备运行数据；
步骤S101c：通过负荷采集装置采集负荷运行数据。
具体的，步骤S101a中通过储能采集装置采集储能设备的电池容量，包括：
步骤S101a1:通过电动车采集装置采集所述电动汽车的电池容量；
步骤S101a2:通过分布式储能采集装置采集所述分布式储能的电池容量。
结合图2，步骤S101中通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置具体执行过程为：
在用户侧通过分布式采集装置+保护装置的方式，满足光伏、电动汽车、储能和负荷等元素的低压侧接入、感知与互动控制，分布式采集装置可实现光照、电流、电压和谐波等运行数据的检测、采集与感知。
在本步骤中，分布式采集装置采集台区微电网的数据，能够监测台区微电网系统的运行数据，实现了台区运行状态的全面感知，使得台区微电网系统支持配电自动化。
其中，步骤S102中通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节具体包括：
步骤S102a：通过融合终端和有载调容调压变压器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
步骤S102b：通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节。
具体的，步骤S102a中通过融合终端和有载调容调压变压器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，具体包括：
步骤S102a1：通过融合终端基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令；
步骤S102a2：通过有载调容调压变压器基于所述控制指令调节电容电压。
具体的，步骤S102a1中通过融合终端基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令，具体包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
若所述设备出力不小于负荷需求，则生成功耗增大指令，否则生成功耗减小指令；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
步骤S102a1中通过融合终端基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令，具体执行过程为：
结合图5，通过融合终端实时监测设备运行状态，实现全台区的智能感知，准确识别低压台区用电状态，分解发用电行为，统计分析用电信息。
以融合终端为控制核心，构建融合分布式光伏、储能与低压台区互联装置的台区微电网系统，结合图6，所配置融合终端通过边缘计算能力合理分配台区内部能量，对台区内产能“过剩”或产能不足进行合理的能量调度。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
步骤S102a2中通过有载调容调压变压器基于所述控制指令调节电容电压，具体包括：
基于所述功耗增大指令，将二次侧电阻并联，一次侧电阻角形连接；
基于所述功耗减小指令，将二次侧电阻串联，一次侧电阻星形连接。
步骤S102a2中通过有载调容调压变压器基于所述控制指令调节电容电压，具体执行过程为：
1）可基于有载调容调压变压器替代传统变压器，结合图7，有载调容调压变压器，能够根据实际负荷情况自动调节或根据融合终端指令调节容量大小和电压高低，实现带载自适应负荷变化。在光伏出力较高的中午，有载调容调压变二次侧电阻并联，一次侧角形连接，在光伏出力较小的夜晚，有载调容调压变二次侧电阻串联，一次侧星形连接，有效降低空载损耗。
其中，实际负荷情况是有载调容调压变压器通过与台区监测装置通信，获取实际负荷数据，自动调节工作模式。
可选的，台区检测装置可以为TTU和智能电表等。
指令包括：有载调容调压变压器的调容开关、调压开关动作指令。
步骤S102b中通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，具体包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
结合图8，未来台区微电网台区侧，步骤S102b中通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，具体执行过程为：
1）可基于中压能量路由器替代有载调容调压变压器或传统变压器，所述中压能量路由器集成融合终端的边缘计算功能 、中低压交直流变换功能，能够根据实际负荷情况自动调节或根据自动化调度指令调节容量大小和电压高低，实现台区微电网的能量平衡控制。
2）未来台区微电网低压光伏、储能，充电桩等元素与能量路由器直接互动，实时监测设备运行状态，实现全台区的智能感知，准确识别低压台区用电状态，分解发用电行为，统计分析用电信息。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
在本步骤中，基于终端边缘计算综合运况信息、用户用电意愿和、各组件对未来一段时间内需求的反馈信息以及上级调度单元下发的增/减负荷指令，可实现台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动。
储能设备中包括了电动汽车，考虑了微电网系统机组的双向调控和用户参与度，并且以中压能量路由器为控制中心，实现了台区内用能平衡与预测。通过中压能量路由器在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现电压穿越、故障隔离、反孤岛运行等保护控制功能，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
步骤S103中通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度，具体包括：
步骤S103a：通过功率分配模块基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
步骤S103b：通过数据后台将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置。
其中，步骤S103a中通过功率分配模块基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节，具体包括：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，并将剩余的发电量发送给其他台区，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，当电池容量减小到第二电池阈值时，调用其他台区的发电设备的发电量向负荷供电，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述发电设备和负荷需求对台区间发电设备的发电量进行调度后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率；
其中，所述第一电池阈值大于第二电池阈值。
步骤S103中通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度，具体执行过程为：
为分布式光伏、电动车和储能等通过低压能量路由器连接至380Vac低压交流配电网，在用户侧，低压能量路由器包括电能变换与控制之外，还包括数据采集模块、功率分配模块与数据后台。
数据采集模块可对设备状态、运行环境、电气量等状态变量进行采集与监控。
结合图3，功率分配模块可通过边缘计算，根据各单元发用电情况进行发用电控制与电能质量优化，快速实现以低压能量路由器核心的节点内部的功率就地管控。
电能质量优化的具体执行过程为：分布式光伏、风电等分布式电源以电流源方式并网，储能以电压源方式并网，有功功率和无功功率的控制与调节解耦进行，通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。功率调节指令可由台区融合终端和能量路由器等装置制定并下发。
发用电控制的具体执行过程为：
1.计划性离网检修时，能量路由器断开并网开关与下属所有开关，光伏、风电、储能和电动汽车等系统均停止运行。
结合图4，2.非计划性离网时，在孤岛运行时，变压器高压侧开关断开，台区以储能系统为中心制定功率控制策略，平衡分布式电源与负荷的关系。储能系统起加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
能量路由器监测并离网状态，当识别到非计划孤岛工况时，系统根据光伏出力和负荷情况，判断光伏出力是否满足负荷需求。
（1）当光伏出力≥负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于恒压模式，自动吸收光伏多余电量。同时检测储能电池SOC是否≥95%，若是，则断开光伏接入开关，储能变流器切换至V/F模式；若否，则继续工作；
（2）当光伏出力＜负荷需求时，能量路由器下达控制指令，储能变流器处于V/F模式，储能、光伏同时出力，储能自动调节电压和频率，同时检测储能电池SOC是否≤15%，若是，则发出停电指令，并停止供电；若否，则继续工作。
数据后台保存运行数据并上传至融合终端。
当低压能量路由器节点无法实现内部自平衡，可低压能量路由器的柔性互联功能，进行低压台区间的能量交互。
在本步骤中，基于终端边缘计算综合运况信息、用户用电意愿和、各组件对未来一段时间内需求的反馈信息以及上级调度单元下发的增/减负荷指令，可实现台区微电网系统内光伏、储能、电动汽车等元素主动响应、双向互动。
储能设备中包括了电动汽车，考虑了微电网系统机组的双向调控和用户参与度，并且以能量路由器为控制中心，采取边缘计算模式就地实现台区内用能平衡与预测。通过能量路由器，在台区微电网故障状态下通过反孤岛装置或断路器，实现电压穿越、故障隔离、反孤岛运行等保护控制功能，实现台区微电网内电源脱网，或形成微电网孤岛系统维持台区持续供电。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种台区微电网系统，其特征在于，包括：分布式采集装置、分别与分布式采集装置连接的发电设备、储能设备、负荷、低压能量路由器和能量调度装置；
低压能量路由器和能量调度装置均与发电设备和储能设备连接；
分布式采集装置，用于采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
能量调度装置，用于基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
低压能量路由器，用于当所述能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度；
所述低压能量路由器，包括：
功率分配模块，用于基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
数据后台，用于将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置；
所述分布式采集装置，包括：
储能采集装置，用于采集储能设备的电池容量；
发电设备采集装置，用于采集发电设备运行数据；
负荷采集装置，用于采集负荷运行数据；
所述功率分配模块具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若所述运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，并将剩余的发电量发送给其他台区，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若所述运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，当电池容量减小到第二电池阈值时，调用其他台区的发电设备的发电量向负荷供电，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述发电设备和负荷需求对台区间发电设备的发电量进行调度后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率；
其中，所述第一电池阈值大于第二电池阈值；
所述能量调度装置，包括：
有载调容调压变压器和融合终端；
融合终端，用于基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间的发电设备和储能设备的参数进行调节，并生成控制指令；
有载调容调压变压器，用于基于所述控制指令调节电容电压；
所述融合终端具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
若所述设备出力不小于负荷需求，则生成功耗增大指令，否则生成功耗减小指令；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若所述运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若所述运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率；
所述能量调度装置，包括：中压能量路由器；
所述中压能量路由器具体用于：
基于发电设备的运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和电能质量；
基于负荷的运行数据和状态变量结合边缘计算得到负荷的负荷需求；
当所述设备出力不小于负荷需求时，若运行状态为正常，则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，将电池容量增大到第一电池阈值，否则储能设备处于恒压模式存储发电设备的发电量，并当储能设备的电池容量增大到第一电池阈值时，将储能设备切换为V/F模式；
当所述设备出力小于负荷需求时，若所述运行状态为正常，则储能设备向负荷供电，将电池容量减小到第二电池阈值，否则增大发电设备的输出功率，并增大储能设备的输出功率、电压和频率，储能设备向负荷供电，当储能设备的电池容量不大于第二电池阈值时，停止向负荷供电；
基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行调节后，当电能质量小于电能质量阈值时，增大发电设备的输出电压和频率，并调节储能设备的电压幅值增大无功功率，调节储能设备的电压相角增大有功功率。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有载调容调压变压器具体用于：
基于所述功耗增大指令，将二次侧电阻并联，一次侧电阻角形连接；
基于所述功耗减小指令，将二次侧电阻串联，一次侧电阻星形连接。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能设备包括：电动汽车和分布式储能；
所述储能采集装置包括：与所述电动汽车连接的电动车采集装置以及与所述分布式储能连接的分布式储能采集装置；
所述电动车采集装置，用于采集所述电动汽车的电池容量；
所述分布式储能采集装置，用于采集所述分布式储能的电池容量。
4.一种台区微电网控制方法，用于控制如权利要求1-3任一项所述的一种台区微电网系统，其特征在于，包括：
通过分布式采集装置采集发电设备和负荷的运行数据以及状态变量，并将所述发电设备和负荷的运行数据以及状态变量发送至低压能量路由器和能量调度装置；
通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过低压能量路由器当通过能量调度装置不能自平衡时，基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区间发电设备的发电量和储能设备中的参数进行调度，包括：
通过功率分配模块基于所述运行数据和状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力、发电设备的电能质量和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求结合运行状态对台区间发电设备的发电量进行调度，并对储能设备的电量进行调节，并基于电能质量对发电设备的电压频率和储能设备的功率进行调节；
通过数据后台将所述运行数据和状态变量发送给能量调度装置。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过能量调度装置基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节，包括：
通过融合终端和有载调容调压变压器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节；
通过中压能量路由器基于所述运行数据和所述状态变量结合边缘计算得到发电设备的设备出力和负荷的负荷需求，基于所述设备出力和负荷需求对台区内发电设备和储能设备的参数进行自平衡调节。
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