CN205123282U - 微电网 - Google Patents

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吴志锋
舒杰
崔琼
吴昌宏
王浩
张继元
黄磊
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Abstract

本实用新型公开了一种微电网，在电源配置方面，包括随机性较大的可再生能源发电设备和稳定性较高的常规能源发电设备，以及储备能源，各种能源可以相互配合相互补充，调度控制系统和元件监控设备则可以根据元件的实时状态和环境变化等对元件进行监控和调度，形成了一个稳定可靠的微电网。

Description

微电网
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，特别涉及一种微电网。
背景技术
开发新能源与可再生能源，是解决能源紧缺、环境污染问题的必然选择。微电网可以将多种分布式电源、储能、负荷按最优化方式有效管理，实现高效、可靠、经济运行，提高能源综合利用效率。因此将分布式电源构建成微电网的形式运行，将大大提高分布式发电的安全可靠性及经济效益。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，又可以孤立运行。对于大电网没有覆盖的海岛、沙漠、偏远山区，构建分布式多能互补的独立微电网，解决当地生产、生活用电问题，是既安全又高效经济的应用方式。
由于可再生能源发电具有随机性、不连续性、能流密度低等特点，大规模直接并网将给微电网带来很大的冲击，影响其稳定性和电能品质，当微电网不与大电网连接，这种影响尤为明显。
实用新型内容
本实用新型提出了一种微电网，以提高微电网的可靠性，所采用的技术方案如下。
一种微电网，包括通过通信网络依次连接的元件、元件监控设备和调度控制系统；
所述元件包括微型电源、储能设备、配电设备和负荷，每个元件通过所述通信网络连接所述元件监控设备；所述微型电源包括一种或多种可再生能源发电设备和一种或多种常规能源发电设备；所述储能设备包括各种蓄电池或蓄电池组；所述配电设备包括变压器、配电线路、断路器、开关和刀闸；
所述元件监控设备包括测量和控制所述元件所需的各种传感器和智能监控终端；各个智能监控终端通过所述通信网络连接所述调度控制系统；
所述调度控制系统包括相连的采集与监控系统和调度决策系统，所述采集与监控系统通过所述通信网络连接所述元件的智能监控终端。
本实用新型的微电网，在电源配置方面，包括随机性较大的可再生能源发电设备和稳定性较高的常规能源发电设备，以及储备能源，各种能源可以相互配合、相互补充，调度控制系统和元件监控设备则可以根据元件的实时状态和环境变化等对元件进行监控和调度，形成了一个稳定可靠的微电网。
附图说明
图1为本实用新型微电网的结构示意图；
图2为示例微电网的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
本实用新型的微电网，如图1所示，包括通过通信网络依次连接的元件、元件监控设备和调度控制系统。
所述元件包括微型电源、储能设备、配电设备和负荷等，每个元件通过所述通信网络连接所述元件监控设备；所述微型电源包括一种或多种可再生能源发电设备(如风力发电机、太阳能电池组件)和一种或多种常规能源发电设备(如燃油发电机、燃气发电机)；所述储能设备包括各种蓄电池或蓄电池组；所述配电设备包括变压器、配电线路、断路器、开关和刀闸等。
所述负荷分成重要负荷、一般负荷、可调负荷三级。所述重要负荷是指微电网必须保障的最低负荷，如军事、政府用电；所述一般负荷是指微电网正常运行时应保障的负荷，如居民、商业用电；可调负荷是指微电网在可再生能源过剩时可以启用的负荷，如制冰蓄冷装置、热泵、海水淡化装置等。
所述元件监控设备是指监控微网元件运行状态及环境监测的智能监控终端，也包括测量和控制所需的各种传感器，所述智能监控终端如光伏逆变器、风机并网控制器、电池管理系统、电能表、配变监测终端、负荷管理终端、配电监控终端、环境监测仪等。各个智能监控终端通过通信网络连接调度控制系统。
所述通信网络包括有线通信网络和无线通信网络，有线通信网络为双绞线或同轴电缆，无线通信网络为数传电台、微波、移动通信(GSM/GPRS、3G/4G)中的任一种。
所述调度控制系统是整个微电网的核心，是基于调配一体化技术设计的，包括数据采集与监控系统(SCADA)、调度决策系统。所述SCADA系统与微网监控器通信，实时采集所有微网元件运行状态及环境监测数据，经过分析处理后存入实时数据库和历史数据库，以供调度决策所用。所述调度决策系统是利用SCADA系统采集存储的实时数据和历史数据进行在线或离线的处理、分析和计算，按照微电网调度控制策略，形成最终的调度指令，并通过SCADA系统下发给微网监控器，控制微网元件的运行方式。它包括实时网络状态分析、预想事故分析、可再生能源发电预测、储能预测、负荷预测、配变监测、负荷管理等功能。
所述微电网调度控制策略是以系统供电可靠性最高、经济性最优、能量储存分布最优为能量调度目标，通过控制各微源及负荷的投切，调节各微源的输送功率，实现各微源接口处电压和频率的调节，保证微电网安全、可靠、经济运行。
微电网运行分为微电网启动、微电网稳定运行、微电网故障等三个状态。
图2所示是以一个示例微电网，其包括1个50kW屋顶光伏发电系统、1个1000kW地面光伏电站、1个50kW风力发电场、1个1000kW柴油发电机组、1个500kVA双向变流器组、5个500kWh蓄电池组、4台0.4/10kV变压器、4个负荷区。其中，50kW屋顶光伏发电系统由5个10kW光伏发电单元组成，1000kW地面光伏电站由4个250kW光伏发电单元，50kW风力发电场由5台10kW风力发电单元组成，1000kW柴油发电机组由3台功率分别为500kW、250kW、250kW的柴油发电机组成，500kVA双向变流器组由2台250kVA的双向变流器组成。每个变压器均配置1台配变监测终端，每个负荷区均配置1台负荷管理终端。
微电网运行分为微电网启动、微电网稳定运行、微电网故障等三个状态。上述微电网总体调度控制流程为：系统首先进入启动状态控制过程，待启动过程全部完成后，系统循环监测微电网运行状态，进行状态估计，看是否有故障发生，如没有故障发生，则进入微电网稳定状态控制过程，如有故障发生，则进入微电网故障状态控制过程。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种典型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种微电网，其特征在于，
包括通过通信网络依次连接的元件、元件监控设备和调度控制系统；
所述元件包括微型电源、储能设备、配电设备和负荷，每个元件通过所述通信网络连接所述元件监控设备；所述微型电源包括一种或多种可再生能源发电设备和一种或多种常规能源发电设备；所述储能设备包括各种蓄电池或蓄电池组；所述配电设备包括变压器、配电线路、断路器、开关和刀闸；
所述元件监控设备包括测量和控制所述元件所需的各种传感器和智能监控终端；各个智能监控终端通过所述通信网络连接所述调度控制系统；
所述调度控制系统包括相连的采集与监控系统和调度决策系统，所述采集与监控系统通过所述通信网络连接所述智能监控终端。
2.根据权利要求1所述的微电网，其特征在于，
所述智能监控终端包括光伏逆变器、风机并网控制器、电池管理系统、电能表、配变监测终端、负荷管理终端、配电监控终端和环境监测仪。
3.根据权利要求1或2所述的微电网，其特征在于，
所述通信网络包括有线通信网络和无线通信网络，有线通信网络为双绞线或同轴电缆，无线通信网络为数传电台、微波、移动通信中的任一种。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106253482A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 天津天大求实电力新技术股份有限公司 一种具有能耗监控与设备检测功能的微电网系统
CN108767987A (zh) * 2018-06-19 2018-11-06 清华大学 一种配电网及其微电网保护与控制系统
CN108879788A (zh) * 2018-08-23 2018-11-23 广东电网有限责任公司 供电系统及供电系统启动方法
US11616390B2 (en) 2018-06-19 2023-03-28 Tsinghua University Micro-grid reconstruction method and device, micro-grid protection control center, and storage medium

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