一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统技术方案

一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，它包括分别与母线连接的光伏发电输电支路、蓄电池输电支路、以及至少1条负载端支路；光伏发电输电支路上设有第一控制开关以及发电系统，发电系统通过第一控制开关接入母线；蓄电池输电支路上设有第二控制开关以及储能系统，储能系统通过第二控制开关接入母线；负载端支路上设有第三控制开关。本实用新型专利技术能解决非洲用电成本高，用电不稳定的技术问题。

An optical storage microgrid system designed to solve the problem of no electricity at the village level in Africa

A light storage microgrid system designed to solve the African village level electricity free problem, which includes a photovoltaic generation and transmission branch connected to a bus, a transmission branch of a battery, and at least 1 load terminal branches. A first control switch and a power generation system are provided on the photovoltaic power and transmission branch. The power generation system is connected through the first control switch. A second control switch and a energy storage system are installed on the battery transmission branch. The energy storage system is connected to the bus through the second control switch, and the third control switch is installed on the load end branch. The utility model can solve the technical problems of high power consumption and unstable power consumption in Africa.

【技术实现步骤摘要】
一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统
本技术涉及电子
，具体涉及一种通信基站供电监测方法和装置。
技术介绍
非洲地区地广人稀，广大无电地区一般采用小型柴油发电机短时供电的方式，也仅提供医院、教堂、学校和酋长家等特别重要负荷的晚上短时供电需要，一般在3-4小时。单纯依靠传统的水利、火力发电解决这些地区的供电问题。不仅受能源条件的限制，同时电力的输送成本昂贵，难以从根本上解决广大农村的用电问题。而同时，广大非洲地区，拥有全球最好的太阳能资源，日照条件得天独厚。光伏发电就地提供电力，成本较低，具有先天优势，但一直以来却没有能得到充分利用。构筑光储系统为主的村级（部落）独立微电网，在减轻电力供应成本和电费负担的同时，使居民、医院、学校等常年、昼夜都能稳定用电，是解决非洲电力问题的一个有效方法和途径。非洲光储微电网的发展还处于初期阶段，且功能不够完善，主要表现在：（1）没有针对非洲实际情况的有效方案，方案不具备可扩展性。（2）由于各逆变器（PCS）所连接的电池组荷电状态（SOC）存在差异，传统的功率对等均分方案无法兼顾蓄电池管理。（3）不具备对负荷进行分级管理机制，不能有效保证重要负荷不间断供电。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种电网系统，能解决非洲用电成本高，用电不稳定的技术问题。为了实现上述的技术特征，本技术的目的是这样实现的：一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，它包括分别与母线连接的光伏发电输电支路、蓄电池输电支路、以及至少1条负载端支路；光伏发电输电支路上设有第一控制开关以及发电系统，发电系统通过第一控制开关接入母线；蓄电池输电支路上设有第二控制开关以及储能系统，储能系统通过第二控制开关接入母线；负载端支路上设有第三控制开关。上述发电系统为光伏发电系统，包括光伏发电组件、以及与光伏发电组件连接的光伏逆变器，光伏逆变器与第一控制开关连接。上述光伏发电组件包括太阳能光伏板。上述储能系统包括储能蓄电池、以及与储能蓄电池连接的能量转换系统，能量转换系统与第二控制开关连接。上述能量转换系统为PCS系统。包括监视网以及控制网，监视网以及控制网的数据端分别与中央控制器、光伏逆变器、电池管理系统以及能量转换系统连接。上述监视网分别与服务器、转换器连接。上述转换器与汇流箱连接。上述转换器为规约转换器。本技术有如下有益效果：1.通过能量转换系统（PCS）实现双向逆变，在白天光伏直接给负荷供电，避免了频繁的充放电，延长了蓄电池及整个系统的寿命。2.PCS与BMS有效配合，根据输出功率要求及各蓄电池组荷电状态自动均衡出力，即延长蓄电池寿命，又实现光伏发电利用最大化的经济优化目的。3.对负荷进行分级管理机制，有效保证重要负荷不断电；按照负荷的性质及重要性，对负荷进行分级，在储能容量不足时，优先保证公用设施的用电，如水泵、通信基站、医院等（视为一级负荷），其次是学校、政府（视为二级负荷），再次就是居民的照明用电（视为三级负荷），最后就是电器设备如空调、风扇等动力负荷的用电（视为四级负荷）。4.具备在线仿真功能。为了实现微电网系统的现场验收和控制策略预演，本方案的中央控制器支持故障在线仿真。通过图形化的微电网仿真器、用户可以在一次接线图上任意定制微网控制点、控制时序、电气类型、动作模式等各种参数，实时查看开关状态、电源出力及负荷状态等工况信息，启动微电网控制策略，预演控制策略对微电网安全稳定及经济运行的影响，为用户对微电网的科学、高效的控制提供依据。5.除光伏发电部分外，其余设备可根据用户需要和当地环境条件，采用建筑物内放置和集装箱一体化装置两种方案。特别是集装箱一体化装置是我们针对非洲国家工程技术人员缺乏、施工条件恶劣、工期要求紧的实际，提供的有效解决方案。其中，光储微电网集装箱一体化装置包含接地系统、防雷系统、照明系统、温湿检测系统、报警系统、消防系统、隔热阻燃系统、电气连锁系统、机械连锁系统和安全逃生及应急系统。该装置在国内完成组装、接线和联调联试。可以避免安装人员国外出差和安装，从而达到缩短工期，节约成本。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明；图1是本技术的系统接线图；图2为本技术的数据采集与监控系统结构示意图；图3为本技术中集装箱的俯视图；图4为本技术中集装箱的主视图；图5为本技术中集装箱的左视图。具体实施方式如图1所示，一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，它包括分别与母线1连接的光伏发电输电支路2、蓄电池输电支路3、以及至少1条负载端支路4；光伏发电输电支路2上设有第一控制开关5以及发电系统，发电系统通过第一控制开关5接入母线1；蓄电池输电支路3上设有第二控制开关8以及储能系统，储能系统通过第二控制开关8接入母线1；负载端支路4上设有第三控制开关11。所述发电系统为光伏发电系统，包括光伏发电组件6、以及与光伏发电组件6连接的光伏逆变器7，光伏逆变器7与第一控制开关5连接。所述光伏发电组件6包括太阳能光伏板。所述储能系统包括储能蓄电池9、以及与储能蓄电池9连接的能量转换系统10，能量转换系统10与第二控制开关8连接。所述能量转换系统10为PCS系统。如图2所示，包括监视网12以及控制网13，监视网12以及控制网13的数据端分别与中央控制器14、光伏逆变器7、电池管理系统15以及能量转换系统10连接。所述监视网12分别与服务器16、转换器17连接。所述转换器17与汇流箱18连接。所述转换器17为规约转换器。可选的，可以在本系统中设置柴油发电机接口。其中，系统服务器用于完成基本SCADA功能、信息采集。完成系统数据库的建立/修改、画面建立/修改、系统运行参数的定义/修改；日常监视、控制操作；报表的绘制、查看；中央控制器用于实现系统控制；光伏逆变器设备，采用串口通讯。设备之间的通信协议是兼容的。各个设备的通信接口完全具备实现所需功能的控制指令，并在安装调试过程中进行设置；储能系统满足快速的高级应用控制功能，蓄电池的管理系统（BMS）及储能转换系统（PCS）都以IEC61850规约接入系统，并支持GOOSE通讯；考虑到第三方的需要，其他智能设备如电能采集装置、光伏汇流箱等设备的通讯采用为串口通讯，通过规约转换器接入系统；本电网系统的控制策略如下：当由储能作为主电源时，储能变流器运行于电压频率变换（VF）控制模式，建立微电网电压及频率，并利用蓄电池充放电及微电网中央控制器对光伏的投切控制，实现微网系统的稳定运行。本系统通过PCS与BMS有效配合，根据输出功率要求及各蓄电池组荷电状态自动均衡出力，有效延长储能蓄电池寿命，实现光伏发电利用最大化的目标，在保证系统稳定运行的基础上，实现经济优化的目的。按照负荷的性质及重要性，对负荷进行分级，在储能容量不足时，优先保证公用设施的用电，如水泵、通信基站、医院等（视为一级负荷），其次是学校、政府（视为二级负荷），再次就是居民的照明用电（视为三级负荷），最后就是电器设备如空调、风扇等动力负荷的用电（视为四级负荷）。为了实现微电网系统的现场验收和控制策略预演，本方案的中央控制器支持故障在线仿真。通过图形化的微电网仿真器、用户可以在一次接线图上任意定制微网控制点、控制时序、电气类型、动作模式等各种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，其特征在于：它包括分别与母线（1）连接的光伏发电输电支路（2）、蓄电池输电支路（3）、以及至少1条负载端支路（4）；光伏发电输电支路（2）上设有第一控制开关（5）以及发电系统，发电系统通过第一控制开关（5）接入母线（1）；蓄电池输电支路（3）上设有第二控制开关（8）以及储能系统，储能系统通过第二控制开关（8）接入母线（1）；负载端支路（4）上设有第三控制开关（11）。

【技术特征摘要】
1.一种旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，其特征在于：它包括分别与母线（1）连接的光伏发电输电支路（2）、蓄电池输电支路（3）、以及至少1条负载端支路（4）；光伏发电输电支路（2）上设有第一控制开关（5）以及发电系统，发电系统通过第一控制开关（5）接入母线（1）；蓄电池输电支路（3）上设有第二控制开关（8）以及储能系统，储能系统通过第二控制开关（8）接入母线（1）；负载端支路（4）上设有第三控制开关（11）。2.根据权利要求1所述的旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，其特征在于：所述发电系统为光伏发电系统，包括光伏发电组件（6）、以及与光伏发电组件（6）连接的光伏逆变器（7），光伏逆变器（7）与第一控制开关（5）连接。3.根据权利要求2所述的旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，其特征在于：所述光伏发电组件（6）包括太阳能光伏板。4.根据权利要求1至3其中之一所述的旨在解决非洲村级无电问题的光储微电网系统，其特征在于：所述储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅，李付敏，张恒，陈德，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团电力有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42