一种含单三相的混联结构光储型多微网系统技术方案

本实用新型专利技术是一种含单三相的混联结构光储型多微网系统。该系统包括一次系统与二次系统：一次系统由单相子微网和三相子微网组成，包括光伏发电系统、储能系统、光储一体化系统和负荷设备；光伏发电系统由光伏板、光伏直流配电箱和光伏逆变器组成；储能系统由锂电池组和储能双向变流器组成；光储一体化系统由光伏板、光伏直流配电箱、锂电池组和光储一体机组成；负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载。二次系统是光储型多微网的控制系统，主要控制装置包括区域型中央控制器和区域型一体化终端。本实用新型专利技术建立一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，对开展光储型多微网典型应用场景的研究具有重要的工程价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微电网领域，具体涉及一种含单三相的混联结构光储型多微网系统。
技术介绍
现代工业高速发展，传统化石能源日渐枯竭，为满足人类对能源的需求，发展清洁高效的可再生能源成为全世界的共同目标。分布式发电有利于新能源的就地分散利用，提高用户供电可靠性，但其不稳定的发电方式也给电网稳定运行带来很多难题。微电网作为分布式发电接入电网的有效利用方式，将发电系统、储能系统、负荷相结合，通过相关控制装置间的配合，不仅解决了分布式电源发电系统的大规模接入问题，还为用户带来了其他多方面的效益。随着微电网大规模接入配电网，一定区域内多个邻近微电网由于利益趋近形成多微网系统。目前我国在光储多微网系统方面的研究和现场运行经验较少，随着光储微电网进入快速发展阶段，有必要发展一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，以开展光储多微网典型应用场景的关键技术研究。经对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为：201220002686.4，名称为：一种实验室用的微电网系统，该申请内的微电网系统只包括一次系统，未涉及二次系统设计，微电网系统不具备完善的功能；中国专利申请号为：201420103450.9，名称为：一种基于多种分布式电源的实验室用智能微电网系统，该申请内的微电网系统为单微网，没有考虑单三相，不适用多微网典型应用场景的关键技术研究。
技术实现思路
本技术为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，对开展光储型多微网系统典型应用场景的关键技术研究具有重要意义。为实现上述技术目的，本技术采用以下技术方案。一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，其包括一次系统与二次系统：所述一次系统由三相子微网和单相子微网组成，三相子微网包括第一三相子微网、第二三相子微网，单相子微网包括第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，再通过接触器和断路器与380V配电网相连接形成第一三相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第二三相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为三相；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第一单相子微网和第二单相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为单相；光储一体化系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第三单相子微网；所述二次系统是主控硬件采用芯片stm32F407的光储型多微网控制系统，主要控制装置包括区域型中央控制器和区域型一体化终端，两者都各自具有底层设备通信模块、终端通信模块、DI(Digital input，数字量输入)模块、DO(Digital Output，数字量输出)模块、AI(Analog input，模拟量输入)模块、AO(Analog Output，模拟量输出)模块和温度模块，区域型一体化终端独有双向计量模块；第一三相子微网用以模拟公共负荷构成的或者工业厂区内包括10kV/0.4kV电压等级接入的用户侧微网；第二三相子微网用以模拟商业办公楼宇与工业厂区型应用场景中由各用户或者由车间构成的用户侧微网；第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网组成的光储型多微网用以模拟商业住宅楼宇与家庭小区/园区型应用场景中由各住户构成的用户侧微网，由于此场景下用户单相接入附近的低压配电柜中，为了保持三相平衡，第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网应同时接入多微网母线。所述的一种含单三相的混联结构光储型多微网系统中，所述光伏发电系统由光伏板、光伏直流配电箱和光伏逆变器组成，光伏板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱与光伏逆变器相连接；所述储能系统由锂电池组和储能双向变流器组成，串联后的锂电池组与储能双向变流器相连接；所述光储 一体化系统由光伏板、光伏直流配电箱、锂电池组和光储一体机组成，光伏板与光伏直流配电箱相连，光伏直流配电箱、锂电池组与光储一体机相连接；所述负荷设备包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载，各自通过一个断路器和一个接触器与微电网母线相连接。所述的一种含单三相的混联结构光储型多微网系统中，所述区域型一体化终端底层设备通信模块从光伏发电系统、储能系统、光储一体化系统和负荷设备端采集运行数据并下达通信控制指令；所述区域型一体化终端的终端通信模块传输运行数据至区域型中央控制器，并接收区域型中央控制器的控制指令；所述区域型一体化终端DI模块采集所有断路器状态；所述区域型一体化终端DO模块输出继电器控制信号；所述区域型一体化终端AI模块采集光照强度相关信号；所述区域型一体化终端AO模块为备用输出；所述区域型一体化终端温度模块采集环境温度数据；所述区域型一体化终端双向计量模块采集用户出口的电能数据，并上传电能数据；所述区域型中央控制器终端通信模块接收区域型一体化终端传输的运行数据，结合配电网的调度信息经决策后下达控制指令。系统工作原理如下：通过控制子微网与多微网母线之间断路器和接触器的通断，构成光储型多微网的典型应用场景。光储型多微网的区域型一体化终端通过底层设备通信模块实时采集光伏发电系统、储能系统、光储一体化系统和负荷设备的运行数据(储能系统荷电状态、敏感负荷总有功、可控负荷总有功、完全可切除负荷总有功、分布式电源出力、各断路器开关状态、子微网运行状态)，再通过终端通信模块传输数据至区域型中央控制器；区域型中央控制器对接收的数据进行统计分析，结合配电网的调度信息经决策后向区域型一体化终端发送控制指令，区域型一体化终端再向光伏发电系统、储能系统、光储一体化系统和负荷设备下达指令，实现光储型多微网功率实时平衡控制、运行优化、模式切换。光储型多微网的控制系统是光储型多微网系统的决策中心，根据接收的底层设备实时运行数据和配电网调度信息，采取快速决策确定相关分布式电源的出力、负荷的投切以及各子微网的并离网控制。具备以下基本功能：(1)光储型多微网各分布式电源和负荷运行状态的实时监控；(2)光储型多微网 的孤岛检测与运行模式控制；(3)光储型多微网的故障保护及稳定运行控制；(4)光储型多微网互联运行的群组协调技术。与现有技术相比，本技术具有如下优点和显著效果：本技术建立一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，可用于光储型多微网系统的典型应用场景研究；可实时监控光储型多微网各分布式电源和负荷的实时运行状态，对开展多微网系统能量优化管理有重要工程应用价值；同时，光储型多微网的控制系统根据接收的底层设备实时运行数据和配电网调度信息，确定相关分布式电源的出力、负荷的投切以及各子微网的并离网控制，可快速验证多微网功率实时平衡控制、运行优化、模式切换策略的有效性。附图说明图1是一种含单三相的混联结构光储型多微网系统电气拓扑图。图2是含单三相的混联结构光储型多微网控制装置的功能架构图。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例详细说明本技术的技术方案，以便更清楚、直观地理解本技术实质(以下实施方式若涉及软件部分，均是本领域技术人员可参照现有技术进行编程实现的)。图1是一种含单三相的混联结构光储型多微网系统电气拓扑图。一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，其包括一次系统与二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，其特征在于，包括一次系统与二次系统：所述一次系统由三相子微网和单相子微网组成，三相子微网包括第一三相子微网、第二三相子微网，单相子微网包括第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，再通过接触器和断路器与380V配电网相连接形成第一三相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第二三相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为三相；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第一单相子微网和第二单相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为单相；光储一体化系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第三单相子微网；所述二次系统是主控硬件采用芯片stm32F407的光储型多微网控制系统，主要控制装置包括区域型中央控制器和区域型一体化终端，两者都各自具有底层设备通信模块、终端通信模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块和温度模块，区域型一体化终端独有双向计量模块；第一三相子微网用以模拟公共负荷构成的或者工业厂区内包括10kV/0.4kV电压等级接入的用户侧微网；第二三相子微网用以模拟商业办公楼宇与工业厂区型应用场景中由各用户或者由车间构成的用户侧微网；第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网组成的光储型多微网用以模拟商业住宅楼宇与家庭小区/园区型应用场景中由各住户构成的用户侧微网，由于此场景下用户单相接入附近的低压配电柜中，为了保持三相平衡，第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网应同时接入多微网母线。...

【技术特征摘要】
1.一种含单三相的混联结构光储型多微网系统，其特征在于，包括一次系统与二次系统：所述一次系统由三相子微网和单相子微网组成，三相子微网包括第一三相子微网、第二三相子微网，单相子微网包括第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与多微网母线相连接，再通过接触器和断路器与380V配电网相连接形成第一三相子微网；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第二三相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为三相；光伏发电系统、储能系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第一单相子微网和第二单相子微网，其中光伏逆变器、储能变流器和负荷均为单相；光储一体化系统和负荷设备通过断路器和接触器与子微网母线相连接形成第三单相子微网；所述二次系统是主控硬件采用芯片stm32F407的光储型多微网控制系统，主要控制装置包括区域型中央控制器和区域型一体化终端，两者都各自具有底层设备通信模块、终端通信模块、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块和温度模块，区域型一体化终端独有双向计量模块；第一三相子微网用以模拟公共负荷构成的或者工业厂区内包括10kV/0.4kV电压等级接入的用户侧微网；第二三相子微网用以模拟商业办公楼宇与工业厂区型应用场景中由各用户或者由车间构成的用户侧微网；第一单相子微网、第二单相子微网和第三单相子微网组成的光储型多微网用以模拟商业住宅楼宇与家庭小区/园区型应用场景中由各住户构成的用户侧微网，由于此场景下用户单相接入附...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志荣，杨苹，郑成立，郑群儒，何婷，宋嗣博，张育嘉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44