CN207053181U - 一种包含微网群的主动配电网源‑网‑荷协调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种包含微网群的主动配电网源‑网‑荷协调控制系统，包括设备层、分布控制层和集中决策层，分布式电源、电网设备、分布式储能、柔性负荷设备状态数据和运行数据通过分布控制层从下而上送到主站层，经过主站的集中决策，将控制命令经过分布控制层的监控系统从上而下到达设备层，完成分布式电源功率预测、柔性负荷预测、可调度容量分析以及协调控制策略优化。本实用新型防止设备故障和在线调试影响系统安全性，降低运行风险，提高分布式电源的综合效益。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统电源调度领域，特别涉及一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统。
背景技术
随着全球能源危机问题的日渐突出，以及电力行业科学发展的需求，建立安全、高效、绿色、坚强的智能电网已成为新时期全球电力行业发展的主旋律。作为智能电网的关键之一，大力开发利用分布式电源(DERs，Distributed Energy Resources)，包括光伏发电系统、风力发电系统、储能系统、微型燃气轮机等，已成为我国能源可持续发展战略关注的焦点。分布式电源的高密度接入主要有两种形式，一是各种形式分布式电源集群接入配电网，可以作为“虚拟电源群”为现有供电电源提供有益而重要的补充。此外，也可以通过微电网这种由分布式电源、储能装置、负荷、监控和保护装置共同组成的自治型发用电系统接入配电网，提高能源综合利用效率，协调电网和分布式电源间的矛盾；当多个微电网在中压或低压配网中地理位置接近，可互联形成微网群，既具有完备的微电网特征和功能又具有接受和执行群级调度和协调控制命令共同完成群体共同运行目标的功能。
在高密度、高渗透率微网群/虚拟电源群接入背景下，储能装置、电动汽车、柔性负荷的互动协调控制等众多新的需求将给传统被动无源的配电系统带来巨大变化，使之向主动有源的配电系统过渡。主动配电网(ADNs，Active distribution networks)是智能电网领域的研究重点，与传统配电网相比，具有较为完善的可观可控水平以及主动自愈调控的物理条件，实现接入的大量分布式能源全频段消纳和优化，以保证电网安全、经济、高效运行。从“被动无源”到“主动有源”这一过渡过程对配电网在规划设计、运行调度、控制保护、仿真分析等诸多方面提出新的要求。发展快速有效的仿真技术和仿真平台对主动配电网的各种稳态、暂态行为特征进行分析，进而为配电网规划设计、优化调度、控制策略验证、自动故障定位与隔离、网络自愈、保护设备整定、实际物理设备试验等提供基本的技术手段与技术平台，成为迫切而意义重大的研究课题。
实用新型内容
本实用新型具体为一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统，所述主动配电网源-网-荷协调控制系统包括设备层、分布控制层和集中决策层，所述设备层包括柱上开关、环网柜、配电变压器、连接到柱上开关的馈线终端设备FTU、连接到环网柜的开闭所终端设备DTU以及连接到配电变压器的配变终端设备TTU，所述设备层还包括多个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车，每个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车均连接到一个终端设备；所述分布控制层包括多个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统以及多个安全隔离装置，每个微网监控系统通过终端设备与相应的微网子系统连接并对相应的微网子系统进行监测和控制，所述换流站/合环装置监控系统通过终端设备与所述换流阀连接并对所述换流阀进行监测和控制，所述可控资源监控系统通过终端设备与电源设备、储能设备以及电动汽车相连接并对相应的电源设备、储能设备以及电动汽车进行监测和控制，每个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统均连接到一个安全隔离装置；所述集中决策层包括信息交互总线及主动配电网开放互动协调控制系统，所述信息交互总线连接到多个安全隔离装置，所述主动配电网开放互动协调控制系统包括配电自动化系统及功能扩展模块，所述配电自动化系统连接到馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU并通过馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU对相应的柱上开关、环网柜以及配电变压器进行监测和控制，所述功能扩展模块与所述信息交互总线相连接；分布式电源、电网设备、分布式储能、柔性负荷设备状态数据和运行数据通过分布控制层从下而上送到主站层，经过主站的集中决策，将控制命令经过分布控制层的监控系统从上而下到达设备层，完成分布式电源功率预测、柔性负荷预测、可调度容量分析以及协调控制策略优化。
进一步的，所述主动配电网包括多个四端口柔性直流接口装置，通过所述四端口柔性直流接口装置对四条20kV线路进行合环，每回20kV线路通过交流断路器连接到柔性直流换流器，柔性直流换流器的直流侧通过直流负荷开关连接到直流母线。
本实用新型包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统可对分布式电源、电网设备、分布式储能、柔性负荷设备等装置进行分布式电源功率预测、柔性负荷预测、可调度容量分析以及协调控制策略优化，防止设备故障和在线调试影响系统安全性，降低运行风险，提高分布式电源的综合效益。
附图说明
图1为本实用新型一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统的结构示意图；
图2为本实用新型主动配电网四端口柔性直流接口装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本实用新型的主动配电网源-网-荷协调控制系统包括设备层、分布控制层和集中决策层，所述设备层包括柱上开关、环网柜、配电变压器、连接到柱上开关的馈线终端设备FTU、连接到环网柜的开闭所终端设备DTU以及连接到配电变压器的配变终端设备TTU，所述设备层还包括多个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车，每个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车均连接到一个终端设备；所述分布控制层包括多个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统以及多个安全隔离装置，每个微网监控系统通过终端设备与相应的微网子系统连接并对相应的微网子系统进行监测和控制，所述换流站/合环装置监控系统通过终端设备与所述换流阀连接并对所述换流阀进行监测和控制，所述可控资源监控系统通过终端设备与电源设备、储能设备以及电动汽车相连接并对相应的电源设备、储能设备以及电动汽车进行监测和控制，每个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统均连接到一个安全隔离装置；所述集中决策层包括信息交互总线及主动配电网开放互动协调控制系统，所述信息交互总线连接到多个安全隔离装置，所述主动配电网开放互动协调控制系统包括配电自动化系统及功能扩展模块，所述配电自动化系统连接到馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU并通过馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU对相应的柱上开关、环网柜以及配电变压器进行监测和控制，所述功能扩展模块与所述信息交互总线相连接；分布式电源、电网设备、分布式储能、柔性负荷设备状态数据和运行数据通过分布控制层从下而上送到主站层，经过主站的集中决策，将控制命令经过分布控制层的监控系统从上而下到达设备层，完成分布式电源功率预测、柔性负荷预测、可调度容量分析以及协调控制策略优化。
如图2所示，所述主动配电网包括多个四端口柔性直流接口装置，通过所述四端口柔性直流接口装置对四条20kV线路进行合环，每回20kV线路通过交流断路器连接到柔性直流换流器，柔性直流换流器的直流侧通过直流负荷开关连接到直流母线。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本实用新型的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (2)
1.一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统，其特征在于，所述主动配电网源-网-荷协调控制系统包括设备层、分布控制层和集中决策层，所述设备层包括柱上开关、环网柜、配电变压器、连接到柱上开关的馈线终端设备FTU、连接到环网柜的开闭所终端设备DTU以及连接到配电变压器的配变终端设备TTU，所述设备层还包括多个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车，每个微网子系统、换流阀、电源设备、储能设备以及电动汽车均连接到一个终端设备；所述分布控制层包括多个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统以及多个安全隔离装置，每个微网监控系统通过终端设备与相应的微网子系统连接并对相应的微网子系统进行监测和控制，所述换流站/合环装置监控系统通过终端设备与所述换流阀连接并对所述换流阀进行监测和控制，所述可控资源监控系统通过终端设备与电源设备、储能设备以及电动汽车相连接并对相应的电源设备、储能设备以及电动汽车进行监测和控制，每个微网监控系统、换流站/合环装置监控系统、可控资源监控系统均连接到一个安全隔离装置；所述集中决策层包括信息交互总线及主动配电网开放互动协调控制系统，所述信息交互总线连接到多个安全隔离装置，所述主动配电网开放互动协调控制系统包括配电自动化系统及功能扩展模块，所述配电自动化系统连接到馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU并通过馈线终端设备FTU、开闭所终端设备DTU以及配变终端设备TTU对相应的柱上开关、环网柜以及配电变压器进行监测和控制，所述功能扩展模块与所述信息交互总线相连接；分布式电源、电网设备、分布式储能、柔性负荷设备状态数据和运行数据通过分布控制层从下而上送到主站层，经过主站的集中决策，将控制命令经过分布控制层的监控系统从上而下到达设备层，完成分布式电源功率预测、柔性负荷预测、可调度容量分析以及协调控制策略优化。
2.根据权利要求1所述的一种包含微网群的主动配电网源-网-荷协调控制系统，其特征在于，所述主动配电网包括多个四端口柔性直流接口装置，通过所述四端口柔性直流接口装置对四条20kV线路进行合环，每回20kV线路通过交流断路器连接到柔性直流换流器，柔性直流换流器的直流侧通过直流负荷开关连接到直流母线。
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