CN205921397U - 基于交流母线的微电网组网 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于交流母线的微电网组网，包括电气架构及控制架构；电气架构包括若干微网、交流母线及配电网；各微网包括微源、负荷、及连接微源及负荷的电力线；交流母线与各微网的电力线连接，配电网与该交流母线连接；交流母线通过变压器或者直接接入配电网，从而实现微网与配电网的功率交换；控制架构包括微网通讯线、群控层通讯线、配电网层通讯线、微网控制中心、微网集群控制中心及配电网管理系统；微网通讯线与对应的所述微源及负荷连接；配电网管理系统和微网控制中心均与微网集群控制中心进行双向的通讯。本实用新型的基于交流母线的微电网组网，增加对分布式能源的就地和即时消纳能力，提高能源利用效率和经济性。

Description

基于交流母线的微电网组网

技术领域

本实用新型涉及电网输电领域，尤指一种基于交流母线的微电网组网。

背景技术

电网网络结构的更新、负荷需求的持续增长以及高密度能量区域的发现等使得微电网的容量和数量日益升高。各个微网单独运行不利于电网调度和区域性潮流优化，且导致微网和配电网之间的配送容量增加、分布式发电的利用率降低等问题。因此，现有的单微网运行可能难以满足电力系统可靠性和经济性的要求。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种基于交流母线的微电网组网，旨在增加对分布式能源的就地和即时消纳能力，提高能源利用效率和经济性。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于交流母线的微电网组网，包括电气架构及控制架构；所述电气架构包括若干微网、连接各微网的交流母线、及配电网；各所述微网包括微源、负荷、及连接微源及负荷的电力线，所述交流母线与各微网的电力线连接，所述配电网与该交流母线连接；所述交流母线通过变压器或者直接接入配电网，从而实现微网与配电网的功率交换；所述控制架构包括微网通讯线、群控层通讯线、配电网层通讯线、连接微网通讯线及群控层通讯线的微网控制中心、连接群控层通讯线及配电网层通讯的微网集群控制中心、及连接配电网层通讯的配电网管理系统；所述微网通讯线与对应的所述微源及负荷连接；所述配电网管理系统和微网控制中心均与微网集群控制中心进行双向的通讯。

在其中一个实施例中，所述电力线与所述交流母线的关键节点或连接点处使用智能网关作为其开关，实现对微网中的储能变流器、分布式电源、负荷、无功补偿装置、电能质量装置及其它智能设备实时数据的采集、处理，通过以太网与微网中央控制器通讯，用于微电网的运行控制、能量管理以及预同步。

在其中一个实施例中，当微网距离交流母线较近时，所述智能网关为低压智能网关；当在两者距离较远时，所述所述智能网关为高压智能网关。

在其中一个实施例中，各所述微源均具有交直流转换器。

在其中一个实施例中，所述微源包括储能装置、光伏发电装置及风力发电装置。

本实用新型的基于交流母线的微电网组网，利用多微网的多样性弥补单一微电网运行的不足，增加对分布式能源的就地和即时消纳能力，提高能源利用效率和经济性，具有很高的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型的基于交流母线的微电网组网的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，为本实用新型一较佳实施方式的基于交流母线的微电网组网100，包括电气架构及控制架构，所述电气架构包括若干微网10、连接各微网10的交流母线20、及连接交流母线20的配电网30。所述控制架构包括微网通讯线41、群控层通讯线42、配电网层通讯线43、连接微网通讯线41及群控层通讯线42的微网控制中心51(简称MGCC)、连接群控层通讯线42及配电网层通讯线43的微网集群控制中心52(简称MMCC)、及连接配电网层通讯线43的配电网管理系统53(简称DMS)。

各所述微网10包括储能装置11、光伏发电装置12、风力发电装置13、负荷14。其中，所述储能装置11、光伏发电装置12、风力发电装置13可以统称为微源。所述储能装置11、光伏发电装置12、风力发电装置13内均具有交直流转换器，即各微源均具有交直流转换器。各所述微网10还包括电力线15，所述电力线15与储能装置11、光伏发电装置12、风力发电装置13通过所述交直流转换器连接；另外，电力线15与所述负荷14连接。所述电力线15与所述交流母线20连接；在电力线15与所述交流母线20的关键节点(简称PCC)或连接点处使用智能网关16作为其开关，实现对微网10中的储能变流器、分布式电源、负荷、无功补偿装置、电能质量装置及其它智能设备实时数据的采集、处理，通过以太网与微网中央控制器通讯，用于微电网的运行控制、能量管理以及预同步。

当微网10距离交流母线20较近时，在PCC处使用低压智能网关即可；而在两者距离较远时，为降低传输损耗，对微网输出电能经升压变压器后，使用高压智能网关控制微网10与交流母线20之间的连接。

所述交流母线20通过变压器或者直接接入配电网30，从而实现微网10与配电网30的功率交换。

上述基于交流母线的微电网组网100的电气架构中，当多微网互联运行时，各个微网10均连接到交流母线20，统一经过交流母线20与其他微网10或配电网30进行能量的交互。在微网10并网运行时，配电网30可以将微网10的剩余能量输送给负荷14或者为微网10提供部分能量，以保持微网系统的平衡和稳定运行。

本方案中，基于分层控制的思想，所述控制架构分为配电网层、群控层以及微网层，它们分别以所述配电网管理系统53、微网集群控制中心52以及微网控制中心51为核心。

所述控制架构的通讯线41的一端与所述微网10的储能装置11、光伏发电装置12、风力发电装置13、负荷14连接，另外一端与微网控制中心51连接。所述配电网管理系统53和微网控制中心51之间没有直接的信息交流传输，两者均与微网集群控制中心52进行双向的通讯。微网集群控制中心52作为信息传输枢纽和微网群控中心，在并网运行时，作为配电网层的辅助控制层，完成对微网层的监控任务，使配电网管理系统53保持原有的控制逻辑，提高配电网管理系统53对于多微网并网运行的适应性；在离网运行时，需要为本集群内的微网10制定运行策略，并进行调度优化。

根据各控制层的职责和分工，配电网管理系统53、微网集群控制中心52以及微网控制中心51所要完成的功能分别如下：

一、配电网管理系统53：作为配电网的控制和管理系统，其主要功能有：

通过终端单元实现对配电网30的监测与控制，实现对配电网30范围内的运行数据、故障数据的采集，完成对配电网30故障的排查与恢复；

控制配电网30内的无功补偿装置，调整配电网30的电压；

制定检修计划、运行策略，调整配电网30的运行方式；

对于接入微网10的配电网30，配电网管理系统53还需要控制配电网30和微网10之间的交换功率。

二、微网集群控制中心52：作为连接配电网层和微网层的枢纽，微网集群控制中心52的主要作用有：

负责互联微电网与配电网30的同期与并网控制，并对辖区内的微网10控制中心51发送并离网指令；

从微网层的微网控制中心51获取所辖范围内各个微网10的运行状态，并将运行数据发送到配电网管理系统53；

在微网10并网运行时，分析各个微网10的运行状态，根据配电网管理系统53的交换功率指令，通过微网控制中心51调整各个微网10中微源的输出功率并对负荷14进行管理；

配电网30故障时，通过微网控制中心51使辖区内互联的微网10有序解列、自治运行，分析微网的互联能力，协调各微网10并对其进行互联；

三、微网控制中心51：微网控制中心51作为微网层控制的核心，主要任务是控制协调微网内的微源和负荷14的运行状态，其具体功能如下：

监测微网10的运行状态，采集微网10的运行数据并反馈给微网集群控制中心52；

接收微网集群控制中心52的交换功率指令，并根据分布式发电、本地负荷的输出功率波动实时调整储能单元的输出功率；

微网离网运行时，协调微网10内的微源、负荷，维持微网10的电压和频率，使微网10正常、稳定运行；

接收微网集群控制中心52的并网指令，直接调整微网的频率，使得PCC处的电压与交流母线电压同期，控制微网并网，并切换运行模式。

当接收到微网集群控制中心52发出解列信号后，调整微网内的微源的控制模式，启动备用，控制微网实现并网到离网的切换。

本实用新型的基于交流母线的微电网组网利用多微网的多样性弥补单一微电网运行的不足，增加对分布式能源的就地和即时消纳能力，提高能源利用效率和经济性，具有很高的灵活性。基于交流母线的互联方式使得微电网之间以交流联络线直接联结，电能无需经过AC-DC-AC的变换，降低了成本，同时也提高了电能在联络线上的传输效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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 (5)

1.一种基于交流母线的微电网组网，其特征在于，包括电气架构及控制架构；所述电气架构包括若干微网、连接各微网的交流母线、及配电网；各所述微网包括微源、负荷、及连接微源及负荷的电力线，所述交流母线与各微网的电力线连接，所述配电网与该交流母线连接；所述交流母线通过变压器或者直接接入配电网，从而实现微网与配电网的功率交换；所述控制架构包括微网通讯线、群控层通讯线、配电网层通讯线、连接微网通讯线及群控层通讯线的微网控制中心、连接群控层通讯线及配电网层通讯的微网集群控制中心、及连接配电网层通讯的配电网管理系统；所述微网通讯线与对应的所述微源及负荷连接；所述配电网管理系统和微网控制中心均与微网集群控制中心进行双向的通讯。

2.根据权利要求1所述的基于交流母线的微电网组网，其特征在于：所述电力线与所述交流母线的关键节点或连接点处使用智能网关作为其开关，实现对微网中的储能变流器、分布式电源、负荷、无功补偿装置、电能质量装置及其它智能设备实时数据的采集、处理，通过以太网与微网中央控制器通讯，用于微电网的运行控制、能量管理以及预同步。

3.根据权利要求2所述的基于交流母线的微电网组网，其特征在于：当微网距离交流母线较近时，所述智能网关为低压智能网关；当在两者距离较远时，所述所述智能网关为高压智能网关。

4.根据权利要求1所述的基于交流母线的微电网组网，其特征在于：各所述微源均具有交直流转换器。

5.根据权利要求1所述的基于交流母线的微电网组网，其特征在于：所述微源包括储能装置、光伏发电装置及风力发电装置。