CN207753457U - 智能电网管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能电网管理系统。该系统包括：能量管理系统，用于调配光伏发电系统、风力发电系统、充电站、V2G电站中的生产的能量；所述能量管理系统与储能系统连接，用于控制储能系统储存和/或支配能量；所述光伏发电系统，被配置为接入380V母线；所述风力发电系统，被配置为接入380V母线；所述储能系统，被配置为接入380V母线；所述充电站，被配置为将充电设备接入380V母线；所述V2G电站，被配置为接入380V母线。本申请解决了构建能源信息采集、存储、管理和利用体系流程，优化能源供给运营与管理模式较差的技术问题。

Description

智能电网管理系统

技术领域

本申请涉及智能电网领域，具体而言，涉及一种智能电网管理系统。

背景技术

近年来人们对电能质量问题日益关注，国内外都做了大量的研究。可再生能源发电系统要作为一个微源与大电网并网运行，必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。此外，可再生能源发电必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。储能系统对于电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量的目的。对于光伏或者风电，外在条件的变化会导致输出功率的变化从而引起电能质量的下降。如果将其与储能装置结合，就可以很好地解决电压骤降、电压跌落等电能质量问题。在可再生能源发电的电能质量调节装置，针对系统故障引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降等问题，此时利用储能装置提供快速功率缓冲，吸收或补充电能，提供有功功率支撑，进行有功或无功补偿，以稳定、平滑电网电压的波动。

多数可再生能源诸如太阳能、风能等，由于其能量本身具有不均匀性和不可控性，输出的电能可能随时发生变化。当外界的光照、温度、风力等发生变化时，其相应的输出能量就会发生变化，这就决定了系统需要一定的中间装置来储存能量。如太阳能发电的夜间，风力发电在无风的情况下，或者其他类型的微电源正处于维修期间，这时系统中的储能就能起过渡作用，其储能的多少主要取决于负荷需求。

同时，在能源互联网区域内还会配备相应数量的氢燃料电池移动发电车。氢燃料电池发电过程中仅仅排放水，因此氢燃料电池的使用将是一个完全完全的、没有CO₂、有害气体和颗粒物排放的过程，可以实现对重要负荷进行快速便捷、灵活高效、绿色环保的电力应急供应。

除此之外，电动汽车及充放电设施作为区域能源互联网发展建设的智能用电环节，对其发展建设提供坚强的节点支撑，电动汽车充放电设施的安全稳定运行将影响到能源互联网的可靠运行。随着电网智能水平以及电动汽车保有量的大幅提高，电动汽车的电池将成为智能电网中重要的移动储能单元，通过对电动汽车充电乃至放电的管理，可帮助电网实现峰谷平衡，降低传统调峰备用发电容量，提高了电网的有效利用率，接纳可再生能源发电，改善电网稳定性和可靠性，大大提高综合节能减排效益。同时随着配电网智能化水平的提高以及负荷需求管理手段的丰富，电动汽车还能完成需求响应等电网辅助服务，进一步提高电网效率。电动汽车与电网互动，即V2G技术是在车辆和电网之间实现能量的双向、实时、可控、高速流动，如图1-3所示。智能充放电装置与电网和电动汽车均有交叉，其内容包括能量的转换、客户需求信息的交换、电网状态的实时反映、车辆信息的状态、计量计费系统的信息等。

针对相关技术中构建能源信息采集、存储、管理和利用体系流程，优化能源供给运营与管理模式较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种智能电网管理系统，以解决构建能源信息采集、存储、管理和利用体系流程，优化能源供给运营与管理模式较差问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种智能电网管理系统。

根据本申请的智能电网管理系统包括：能量管理系统，用于调配光伏发电系统、风力发电系统、充电站、V2G电站中的生产的能量；所述能量管理系统与储能系统连接，用于控制储能系统储存和/或支配能量；所述光伏发电系统，被配置为接入380V母线；所述风力发电系统，被配置为接入380V母线；所述储能系统，被配置为接入380V母线；所述充电站，被配置为将充电设备接入380V母线；所述V2G电站，被配置为接入380V母线。

进一步地，所述光伏发电系统为屋顶光伏电站。

进一步地，所述V2G电站包括：双向充放电机、纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆，所述双向充放电机用于对纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆执行充放电管理。

进一步地，所述风力发电系统包括：小型风力发电机，所述小型风力发电机为垂直轴风力发电机。

进一步地，所述充电站包括充电桩，所述充电桩包括：交流充电桩和直流充电桩。

进一步地，所述储能系统，用于平滑所述光伏发电系统和所述风力发电系统的功率、削峰填谷、紧急供电以及储存所述光伏发电系统和所述风力发电系统发出的电能。

进一步地，智能电网管理系统部署在实施站点，所述实施站点包括：屋顶面积至少3000平米；停车位至少：100个；用电负荷至少：早上8点开始到晚上20点，平均用电功率需求为200kW；晚上20点到次日早上8点，平均用电功率需求为100kW。

进一步地，所述能量管理系统包括：V2G电站控制子管理系统，用于管理V2G电站的电动车辆的充放电，以及监控双向充放电机的工作状态；充电站控制子管理系统，用于管理充电站的电能来源以及监测各个充电设备的状态。

进一步地，系统还包括：监控系统，用于监控和管理光伏发电系统、风力发电系统、电动汽车充电站、V2G电站、能量管理系统，以及故障信息显示、设备输出参数调控、电能质量监测、运行数据实时保存。

进一步地，系统还包括：纯电动车辆，用于与所述充电站、所述V2G电站进行充放电交互。

在本申请实施例中，采用能量管理系统，用于调配光伏发电系统、风力发电系统、电动汽车充电站、V2G电站中的生产的能量的方式，通过所述光伏发电系统，被配置为接入380V母线；所述风力发电系统，被配置为接入380V母线；所述储能系统，被配置为接入380V母线；所述充电站，被配置为将充电设备接入380V母线；所述V2G电站，被配置为接入380V母线。达到了统一调度管理的目的，从而实现了源信息采集、存储、管理和利用体系完善流程的技术效果，进而解决了构建能源信息采集、存储、管理和利用体系流程，优化能源供给运营与管理模式较差的的技术问题。

本申请的智能电网管理系统将综合调配多种能源，深入挖掘电动汽车在协助电力系统促进风能和太阳能等可再生能源消纳方面潜力，利用智能充放电设备实践电动汽车与电网双向互动的协调控制，同时能源互联网区域内配备氢燃料电池移动发电车，保证重要负荷的电力供应，实现能源互联网区域内源-网-荷协调智能调控技术的充分应用，最大限度的提高资源利用率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请第一实施例的智能电网管理系统；

图2是根据本申请第二实施例的智能电网管理系统；

图3是根据本申请第三实施例的智能电网管理系统

图4是根据本申请第四实施例的智能电网管理系统；以及

图5是根据本申请第五实施例的智能电网管理系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请实施例中的智能电网管理系统，包括：能量管理系统60，用于调配光伏发电系统10、风力发电系统20、充电站50、V2G电站40中的生产的能量；所述能量管理系统60与储能系统30连接，用于控制储能系统储存和/或支配能量；所述光伏发电系统10，被配置为接入380V母线；所述风力发电系统20，被配置为接入380V母线；所述储能系统30，被配置为接入380V母线；所述充电站50，被配置为将充电设备接入380V母线；所述V2G电站40，被配置为接入380V母线。

所述光伏发电系统10将充分利用实施点的屋顶以及可能的停车场车棚等资源，铺设光伏发电系统。所发的电尽可能在实施点内消纳。屋顶光伏系统所发的电能的消费次序为：满足实施点区域内的用电需求，为储能系统和电动车辆充电，剩余电量上网。

所述充电站50将在停车位的合适位置集中建设充电设施，视情况包括交流和直流充电设施，并且要求所有的充电桩都使用符合国标的标准接口，以方便为各类型的电动车辆提供充电服务。

所述V2G电站40，使电动汽车与电网之间能量和信息的双向交流成为可能。另外该技术的使用，将会允许更多的风能、太阳能等新能源大规模接入电网。电动车辆自带的电池储能系统对于电网而言，是一个个可移动的、分布式储能装置。随着电动汽车的拥有量的增加，这些移动分布式储能装置的数目也随之增加，从而构成一个数目众多的储能装置群体，其总的容量非常巨大。充分发掘这些装置的潜力，将会大力增强对电网安全和稳定、促进可再生能源的消纳。而V2G技术正是实现上述目标的技术。V2G技术不但可以大量直接使用电动汽车做为储能单元，减少储能系统的投资，而且也能够大大地延缓为接纳可再生能源而进行的电网升级改造的投资。从而提高社会资源的整体利用效率。利用智能充放电设备和双向互动协调控制策略，实现规模化电动汽车与电网的双向互动协调控制与优化调度，既可以为电动车辆充电，也可以在电网需要时把电动车辆中的电能反送电网。

所述储能系统30功能包括：储存屋顶光伏系统发的电、储存风力发电系统发的电、对光伏和风力发电系统的输出进行平滑、参与实施削峰填谷应用以及做为紧急供电的电源备用。如果有退役动力电池可用，也可以充分挖掘退役动力电池的利用价值，让退役电池发挥余热，建立退役动力电池储能电站。其功效不变，但是成本会低很多。

储能系统

如前所述，储能系统是本项目微电网的能量和管理中枢，其主要功能包括平滑光伏发电系统和风力发电系统的功率、进行削峰填谷工作、紧急供电以及储存光伏系统和风力发电系统发出的电等角色。

1)储能系统的容量和功率

储能系统的额定容量定为2MWh，分为两个1MWh的40英尺标准集装箱，其输出功率最大可达500kW(每个集装箱系统的最大输出功率为250kW)。

分为两个集装箱的好处很多，一是提高了系统的可靠性，在某一个集装箱出问题不能正常工作时，另一个集装箱升额运行，保证整个系统的正常功能；二是在需要的时候，两个集装箱可以轮换进行运维工作。

储能系统的一个重要功能是平滑本项目中屋顶光伏和风力发电系统的功率。由于风力发电系统的功率较小，可以忽略。因此主要功能为平滑屋顶光伏的出力。为满足这一功能，储能系统的容量与光伏发电系统的额定功率之间的比例为15％--30％，容量相当于30分钟—60分钟。本项目屋顶光伏发电系统的功率为300kWp。根据这一原则，储能系统的容量应该在150kWh—300kWh之间，功率在45kW—90kW之间。但是考虑到储能系统还需要存储屋顶光伏系统发出的、实施点不能消纳的电能，因此需要提高配比；另外，目前的储能系统多为集装箱式，如果采用其他制式，则成为定制产品，成本会高很多。

储能系统的另外一个重要功能为削峰填谷。根据天津市供电局的规定，高峰时段为08:00am-11:00am和18:00pm-23:00pm，平段时段为07:00am-08:00am和11:00am-18:00pm，而低谷时段为23:00pm-07:00am。本项目实施点的用电需求为：早上8点开始到晚上20点，平均用电功率需求为200kW；晚上20点到次日早上8点，平均用电功率需求为100kW。根据上述数据计算，高峰时段内用电2400kWh；屋顶光伏正常发电时日发电量大约为1200kWh，再加上V2G电站提供的电能之外，还需储能系统提供至少1000kWh的电能。但是考虑到成本因此，在本项目中，屋顶光伏、储能系统、V2G等只能提供高峰时段用电的一部分。因上述原因，为避免初始投资过大，并考虑到运维的因素，储能系统的容量定为2MWh，功率为500kW。共计2只40英尺标准集装箱式储能系统。

2)储能系统的选择

可供选择的储能系统有两种：铅碳电池或锂离子电池。本项目计划采用铅碳电池集装箱式储能系统。

选择集装箱的原因是，一方面可以很方便扩容、运输和运维，另一方面，这些集装箱储能系统既可以并联运行，也可以独立运行，因此可以当作多个电源，从而增强了供电保障。这有助于增加紧急情况下的供电可靠性；特别是，在对某一路进行维护时，整个储能系统依然可以工作，而不会中断。

3)退役电池储能系统

动力电池在容量衰减到初始值的80％时，就会退役。退役下来的动力电池的容量还有不少，虽然不能用作动力用途，但还可以用于储能，继续发挥余热。利用退役电池建设储能系统，不但可以节省一大批开支，而且更可以提高现有资源的利用效率。

由于退役电池的使用历史千差万别，因此退役电池的性能也参差不齐。在储能电站中，对每组电池中的电池的一致性有很高的要求，因此退役电池的选取和重组是一道必须的工序。

但是由于电池重组的成本很高，因此我们建议车型批次都高度统一、车辆用途类似、使用历史大体相同的退役电池。这样做可以节省大量的投资，并能保证退役电池储能电站的使用寿命，减少运维工作量。

退役电池储能电站必须配备单独的监控系统。这个监控系统必须能够监控退役电池的一些参数，包括端电压、荷电状态(SOC)等，以及记录充放电历史等；一旦发现有电池的性能不符合要求，立即更换。另外，也要注意积累历史数据，通过历史数据，从中找出退役电池的使用寿命的经验值，逐渐做到可以大体预估或预测退役电池在储能电站中的使用寿命，从而提前为更换电池做好准备，减少维护时间，更好地发挥储能电站的效用。

所述能量管理系统60在每个实施点上都配备能量管理系统，有机调配各种能源，实现可再生能源发电与配电网协调运行，同时深入挖掘电动汽车在协助电力系统促进风能和太阳能等可再生能源消纳等方面潜力，实现源-网-荷协调智能调控技术的充分应用，最大限度的提高资源利用率。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用能量管理系统，用于调配光伏发电系统、风力发电系统、电动汽车充电站、V2G电站中的生产的能量的方式，通过所述光伏发电系统，被配置为接入380V母线；所述风力发电系统，被配置为接入380V母线；所述储能系统，被配置为接入380V母线；所述充电站，被配置为将充电设备接入380V母线；所述V2G电站，被配置为接入380V母线。达到了统一调度管理的目的，从而实现了源信息采集、存储、管理和利用体系完善流程的技术效果，进而解决了构建能源信息采集、存储、管理和利用体系流程，优化能源供给运营与管理模式较差的的技术问题。

本申请的智能电网管理系统将综合调配多种能源，深入挖掘电动汽车在协助电力系统促进风能和太阳能等可再生能源消纳方面潜力，利用智能充放电设备实践电动汽车与电网双向互动的协调控制，同时能源互联网区域内配备氢燃料电池移动发电车，保证重要负荷的电力供应，实现能源互联网区域内源-网-荷协调智能调控技术的充分应用，最大限度的提高资源利用率。

根据本发明实施例，作为本实施例中的优选，如图2所示，所述光伏发电系统为屋顶光伏电站。屋顶光伏申请实施例每个实施点有屋顶资源约3000平方米。如果能够建设停车棚，则这都是都是铺设光伏发电系统的优良资源。暂时不计车棚棚顶面积。粗略估算，3000平方米的屋顶面积可以铺设约300kWp的光伏发电系统。根据假定条件，白天申请实施例每个实施点的用电需求为200kW，而晚上为100kW。屋顶光伏系统为300kWp。因此在绝大多数情况下，屋顶光伏所发的电直接在本地消纳。超出部分，优先选择存储于储能系统中；不足部分，在尖峰和高峰时段，由储能系统和V2G电站进行补充；而在其他时段，则直接从电网上取电以满足申请实施例内的用电需求。在正常天气条件下，光伏发电系统一天所发的电相当于满发4小时，每天大体上可工作220天。由于很多天气状况下光伏发电系统无法发电，比如阴雨天、雾霾特别严重的天气等。在此假设下，300kWp的屋顶光伏系统在合适的天气条件下一天可以发电300kW×4h＝1200kWh。

所述风力发电系统20在实施点寻找合适的位置架设风力发电机，以充分利用滨海新区的风力资源。风力发电系统既可为本申请实施例提供一部分用电，也可与屋顶光伏系统形成互补关系。优选地，据《北极星风力发电网》的信息，天津市的风力资源属于IV类区。而且天津市风能资源从沿海向内陆地区递减，风能资源随离地面高度增加而增加。从时间分布特征来看，风能资源呈现春季最大、冬季次之，夏季最小的特点。

根据本发明实施例，作为本实施例中的优选，如图3所示，所述V2G电站包括：双向充放电机、纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆，所述双向充放电机用于对纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆执行充放电管理。

具体地，V2G电站主要设备包括10套50kW的双向充放电机及其配套设备。在申请实施例每个实施点中，规划了10辆纯电动通勤车和10辆社区环卫车辆。这些车辆运行特点：每天早上会出勤，到10点左右基本上就会回到集中停放地；而通勤车辆下午下班时分会再次出勤，在傍晚再次回到集中停放地。这些车辆在中午时分，即屋顶光伏出力最大的时候，可以利用屋顶光伏发出的电能补满电；在傍晚时分通过V2G将自身电池系统中的电能释放出来，供使用；在晚间谷电时段再补满电，以备次日使用。这些车辆等分为两组，每天有一组参与V2G电站的工作。过一段时间后，两组互换。这样安排的原因一方面是为了车辆电池的使用寿命考虑，要做到基本上不影响电池的日历寿命；另一方面也是为了保证在有急需的情况下仍然有足够的车辆履行职责。

根据本发明实施例，作为本实施例中的优选，如图4所示，所述风力发电系统包括：小型风力发电机，所述小型风力发电机为垂直轴风力发电机。

根据本发明实施例，作为本实施例中的优选，如图5所示，所述充电站包括充电桩，所述充电桩包括：交流充电桩和直流充电桩。

申请实施例的每个实施点包括50套充电桩及配套设备，其中10套为3kW交流充电桩，另40套为60kW直流充电桩。在40套60kW的直流充电桩中，10台是专为通勤车和环卫车预留的。当然，在空闲时也可以为社会车辆提供充电服务，前提是社会车辆必须服从车辆调度系统的调度。由于在整个充电站中，充电桩的资源是有限的。为了充分发挥充电桩的效能，需要对充电桩的使用进行管理。具体的管理可能交由监控系统和调度系统共同完成。在高峰时段，由于电价昂贵，应尽可能地使用屋顶光伏所发的电或者由储能系统所提供的电能为电动汽车充电，这样才能将业主的经济效益最大化，也能将储能系统和光伏系统的资源利用效率最大化。

如图5所示是根据本申请第五实施例的智能电网管理系统。

本实施例中的V2G电站控制子管理系统，用于管理V2G电站的电动车辆的充放电，以及监控双向充放电机的工作状态；

充电站控制子管理系统，用于管理充电站的电能来源以及监测各个充电设备的状态。

本实施例中的系统还包括：监控系统，用于监控和管理光伏发电系统、风力发电系统、电动汽车充电站、V2G电站、能量管理系统，以及故障信息显示、设备输出参数调控、电能质量监测、运行数据实时保存。

本实施例中的系统还包括：纯电动车辆，用于与所述充电站、所述V2G电站进行充放电交互屋顶光伏发电系统，接入380V低压母线；风力发电系统接入380V母线；储能系统接入380V母线；充电站：可为电动车辆充电，所有的充电设备接入380V低压母线；V2G电站：参与V2G工作的电动车辆构成一个V2G电站，经过双向充放电机，接入380V母线；整个系统配备能量管理系统，负责管理整个系统的能量走向和调配；而每个实施点有自己的管理系统，而且其中的每个子系统都有自己的子能量管理系统，相互独立，互相支持。由最高层级的申请实施例综合能源管理系统有机地统一。

能量管理系统，是整个微电网的大脑，负责指挥和保证微电网的正常运转。能量管理系统负责管理微电网中的风电系统、光伏系统、充电设施、充放电设施、储能系统、楼宇负荷监测和紧急供电系统以及电动车辆的停放管理等。其具体功能如下：

(1)车辆停放调度

在每个实施点的100个停车位中，将会专门为10辆通勤班车和10辆社区卫生车辆预留20个停车位；在这20个预留车位中，将有10个车位用于V2G电站，每个车位安装一套双向充放电机，用于V2G应用。用于V2G电站的电动车辆不是固定不变的，而是采用轮换制。这样做的目的是为了尽可能延长电动车辆的日历寿命，另外也保证在有紧急情况下有足够的电动车辆供调用。为保证两组电动车辆的正常交换，必须对物流车进行管理；另外，由于申请实施例实施点中的双向充放电机的位置是固定的，因此需要对每组电动车辆的停放位置进行管理。这一任务将由能量管理系统完成。

(2)对V2G电站的控制

能量管理系统对V2G电站的管理工作就是管理V2G电站的电动车辆的充放电。大部分情况下，屋顶光伏所发的电基本上都会在白天完全消纳，因此需要在晚上低谷期间将所有电动车辆充满电。在白天中午，已经在早上出勤的通勤班车和环卫车辆已经消耗了一部分的电能，在中午屋顶光伏可以发电的时候也需要补电。在傍晚高峰时段(夏天为尖峰时段)内，V2G电站将用于V2G应用的电动车辆中的电能放出，为微电网提供电能。在屋顶光伏可以正常工作的条件下，V2G电站与储能系统共同做为光伏系统的补充；而在屋顶光伏不能正常工作的条件下，V2G电站与储能系统共同共同为微电网高峰和尖峰时段供电。能量管理系统要监控双向充放电机的使用情况，最大限度地提高双向充放电机的利用率，以提高业主的资源的最大利用率，尽可能地提升投资收益。

(3)对充电站的控制

在本申请实施例中，为了推动电动汽车的应用，为改善空气质量贡献力量，除前述双向充放电机之外，还在停车位中选取10个停车位，安装直流和交流充电桩。其管理由能量管理系统实施。能量管理系统对充电站的控制，体现在两个方面：一是管理充电站的电能来源；二是监测各个充电设备的状态。

(4)对光伏发电系统的控制

本申请实施例的光伏系统所发的电，主要供本申请实施例范围内的楼宇就地消纳。如果超出本地用电需求，则首先选择储存于储能系统中；如果还有富余，则送到大电网上。屋顶光伏和车棚光伏发电系统是一个相对独立的发电系统。一般地，所建设的光伏系统会有自己的控制系统，用于监控光伏电站中各个太阳能组件和组串的状态、整个光伏系统的发电状态以及功率变化等，而且也会监测天气变化，预测光伏发电系统出力，并和电网调度进行通讯，执行电网调度下达的指令等。能量管理系统需要与光伏控制系统进行通讯，获取相关的资讯，以确定如何调配光伏系统所发出的电能。特别是在电网调度对光伏发电系统的上网功率进行限制的情况下，要尽可能地使用、储存多余的电能，尽最大可能避免弃光，从而提高光伏发电系统的使用率，争取最好的经济效益。

(5)对风力发电系统的控制

垂直轴风力发电机与常见的水平轴风力发电机不同，没有扇叶，而且造型多样，可以和本申请实施例有机地结合在一起，不但能够发电，更可以做为景观物，美化环境。能量管理系统对风力发电系统的控制主要是监控风力发电机的状态，并将收集到的信息保存。

(6)对储能系统的控制

在本申请实施例的微电网中，储能系统的作用很大，相当于能量中枢。储能系统的第一个功能是平滑光伏发电系统的出力，也就是输出功率。借助储能系统对光伏发电系统的出力进行平滑，不单是为了保证微电网的平稳运行，而且也减少对大电网的冲击以及本申请实施例楼宇中电力用户的用电安全。储能系统的第二个功能是对风力发电系统的出力进行平滑，特别是在风力变化比较急剧的天气情况下。由于风力发电系统的额定功率远远小于光伏系统的额定功率，因此这一功能相对要求较低。储能系统的第三个功能是存储由光伏发电系统和风力发电系统所发但是又不能在本地用掉的电能。储能系统的第四个功能是做为的紧急电源使用。一般地，为了延长储能系统中电池的使用寿命，在使用时放电深度(DOD)都不会是100％(即所谓的全充全放)，而是设定在60％。因此储能系统中基本会至少储存有相当于40％额定容量的电能。在紧急情况下，这些电能可以调出使用。这也可以节省配备UPS电源中的电池的开支。UPS中的电池，一般使用铅酸电池，寿命常常在5年，然后更换。而且储能系统可采用标准集装箱的形式，不但可以方便扩容，有利于轮流维护，而且每个集装箱都可作为一路独立的紧急电源使用，因此客观上也大大增加了紧急电源的可靠性。储能电站的第五个功能进行削峰填谷应用，在晚间谷电时段储存从电网取下来的电能，在白天高峰或尖峰时刻释放电能供微电网使用。这一功能也能有效降低园区的用电成本。储能系统可以采用铅碳电池(也可以采用锂离子电池，只是成本会上升很多)。如果有现成的退役动力电池，则可用来建设储能系统。使用退役动力电池，不但可以节省大批的开支，更能挖掘利用这些动力电池的价值，达到减排的效果。对储能系统的控制包括：状态监控、充电控制、放电控制等。特别是根据负载、光伏发电系统的出力、风力发电系统的出力、充电站的需求等因素，对储能系统的出力进行控制。能量管理系统对储能系统的管理工作还要包括对电池及整个储能系统的各项参数进行数据集累，预测运维需要，向运维人员发出警报，让运维人员提前做好准备，从而缩短储能电站的维护时间，提高使用率。

(7)实施点微电网的管理

如上所述，能量管理系统需要对微电网中的各个组成部分的出力或所需电力功率情况、影响光伏与风电的天气情况、电网的峰谷电价差以及电网调度的指令等，灵活确定微电网中各个子系统的动作，确保最合理地使用电能，而且直接或间接地让业主的收益最大化。

(8)微电网运行情况统计分析

能量管理系统将对收集到的信息进行统计分析，给出各种运行情况的统计报表，为业主优化运营策略提供依据。能量管理系统也有维护工作站，提供人机交互界面，为维护人员提供各种图形工具对整个系统进行配置、维护操作等，从而提高整个系统的运维效率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电网管理系统，其特征在于，包括：

能量管理系统，用于调配光伏发电系统、风力发电系统、充电站、V2G电站中的生产的能量；

所述能量管理系统与储能系统连接，用于控制储能系统储存和/或支配能量；

所述光伏发电系统，被配置为接入380V母线；

所述风力发电系统，被配置为接入380V母线；

所述储能系统，被配置为接入380V母线；

所述充电站，被配置为将充电设备接入380V母线；

所述V2G电站，被配置为接入380V母线。

2.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述光伏发电系统为屋顶光伏电站。

3.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述V2G电站包括：双向充放电机、纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆，所述双向充放电机用于对纯电动通勤车以及纯电动环卫车辆执行充放电管理。

4.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述风力发电系统包括：小型风力发电机，所述小型风力发电机为垂直轴风力发电机。

5.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述充电站包括充电桩，所述充电桩包括：交流充电桩和直流充电桩。

6.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述储能系统，用于平滑所述光伏发电系统和所述风力发电系统的功率、削峰填谷、紧急供电以及储存所述光伏发电系统和所述风力发电系统发出的电能。

7.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，智能电网管理系统部署在实施站点，所述实施站点包括：屋顶面积至少3000平米；停车位至少：100个；用电负荷至少：早上8点开始到晚上20点，平均用电功率需求为200kW；晚上20点到次日早上8点，平均用电功率需求为100kW。

8.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，所述能量管理系统包括：

V2G电站控制子管理系统，用于管理V2G电站的电动车辆的充放电，以及监控双向充放电机的工作状态；

充电站控制子管理系统，用于管理充电站的电能来源以及监测各个充电设备的状态。

9.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，还包括：监控系统，用于监控和管理光伏发电系统、风力发电系统、电动汽车充电站、V2G电站、能量管理系统，以及故障信息显示、设备输出参数调控、电能质量监测、运行数据实时保存。

10.根据权利要求1所述的智能电网管理系统，其特征在于，还包括：纯电动车辆，用于与所述充电站、所述V2G电站进行充放电交互。