基于网源荷储协调控制的智能配电站和网源荷储协调控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于网源荷储协调控制的配电站和网源荷储协调控制系统，系统包括通过网络连接的集中决策层、分布控制层和设备层，设备层包括多个配电站的配电设备和分布式能源，分布式能源包括与配电设备联合建设的光伏系统、储能系统和充电桩，分别通过分布式能源接口接入低压侧母线中；分布控制层包括对应各配电站的配电自动化终端和网源荷储协调控制终端，集中决策层包括连接所有配电自动化终端的配电自动化调度主站，和连接所有网源荷储协调控制终端的网源荷储协调控制主站；网源荷储协调控制主站通过各配电站的网源荷储协调控制终端控制相应配电站内分布式能源的工作。利用本发明专利技术可实现对分布式能源的协调控制，进而达到优化调度的目的。

Coordinated control system of intelligent power distribution station and network source storage and coordination based on grid source load coordinated control

The invention discloses a charge storage network source coordinated control system of coordination and control of distribution station and network storage system based on load source, including through network connection centralized decision-making layer, distribution control layer and device layer, equipment layer includes a plurality of power station distribution equipment and distributed energy, including distributed energy and distribution equipment joint construction photovoltaic system, storage system and charging pile, respectively through the bus low-voltage distributed energy access; distributed control layer includes a control terminal corresponding to each distribution station distribution automation terminal and network source charge storage coordination, centralized decision-making layer including distribution automation dispatch master station to connect all the distribution automation terminal, and connect all the network source charge storage coordinated control terminal network source charge storage coordination control station; network source load coordinated control master station through the reservoir distribution station network source charge storage control terminal Control the work of distributed energy in the corresponding distribution station. The invention can realize the coordinated control of the distributed energy sources, and achieve the purpose of optimizing the dispatching.

【技术实现步骤摘要】
基于网源荷储协调控制的智能配电站和网源荷储协调控制系统
本专利技术涉及智能变配电
，特别是一种基于网源荷储协调控制的智能配电站和网源荷储协调控制系统。
技术介绍
随着可再生能源利用技术的逐渐发展，分布式能源的数量快速增加，与常规大电厂集中供电系统相比，分布式能源系统是对大电网的有益补充，可以就地供应，具有低的能源损失，补充大电网在负荷高峰时的供电能力，可以弥补大电网在局部地区和特殊情况下的安全稳定性不足，在意外灾害发生时继续供电；土建与安装成本低，能量输送投资很少，可以满足某些用户特殊性的要求，可在农村、牧区、山区供电供热，大大地减少输电线路的建设；可为电力、热力、燃气、制冷、环境、交通等多系统实现优化整合提供技术支持。目前分布式电源的接入方式主要以微电网为主，其主要结构和能量管理方式如下：（1）微电网拓扑结构交流/直流微电网中，分布式电源、储能装置等均通过电力电子装置连接至交流/直流母线，通过对公共连接点（PCC）端口处开关的控制，实现微电网并网运行与孤岛运行模式的切换；（2）微电网能量管理系统微电网中的能量管理分为两个层面：微电源级和系统级，微型汽轮机的转速、频率、机端电压、发电机（微电源）的功率因数等应由微电源来控制，依据为就地信号。系统级能量管理只调度系统的潮流和电压，潮流调度时考虑燃料成本、发电成本、电价、气候条件等因素，仅控制微电网内某些关键母线的电压幅值，并由多个微电源的控制器配合完成，与配电网相联的母线电压由所联上级配电网的调度系统来控制。目前分布式电源接入电网的方式有组成微电网接入方式，和直接接入用户开关站、配电室、箱变母线或环网单元方式，尚具有如下缺陷：（1）直接接入时，侧重于对公共联结点的控制，一方面，分布式能源发电的随机性和间歇性特征明显，其功率曲线与负荷用电曲线不一致，又由于逆功率保护，分布式能源退出运行现象时有发生；另一方面，直接接入时电网调度系统对能源和负荷调度能力不足，资源整合力度不够，造成资源得不到高效利用；（2）以微电网形式接入时，要求有孤岛运行功能，其管理相对独立，控制系统复杂，规模一旦确定很难扩展，限制分布式能源的发展，相对成本也较高，电网层面难以全局调控；（3）另外，不同电源厂商提供的并网接口不同，每次接入需要调试时间长，安装成本高。同时，不管以哪种方式接入电网，分布式能源的接入对配电网会产生诸多不利影响：（1）分布式电源的接入对电网电压有影响，分布式电源会在并网点注入有功功率和无功功率，导致并网点及周围节点的电压水平升高甚至超过限值，对于无调压能力的配电变压器，此类问题尤其突出；（2）分布式电源的接入对电网损耗有影响，目前分布式电源的接入较少考虑优化配置，不合理配置会改变原有电网结构和潮流，不仅不能节约能源，反而会增加电网损耗；（3）分布式电源的接入对电网运行管理有影响，风电、光伏发电等输出功率具有不确定性，因通信等原因不能纳入配电自动化系统的监控与数据采集范围，使得调度人员无法实时监控并合理安排，给配电网的安全稳定运行带来困难；（4）分布式电源的接入对供电可靠性有影响，分布式电源的接入原本是为了提高供电可靠性，而接入配电网的分布式电源需安装逆功率保护，不允许孤岛运行的分布式电源对提高供电可靠性不具有正面影响效应。
技术实现思路
本专利技术为解决分布式能源接入问题，提出一种基于网源荷储协调控制的智能配电站，通过对能源进行整合，并对源荷储进行协调控制，以达到能够整合配电站下级所有可控资源，和优化调度的目的。本专利技术采取的技术方案具体为：一种基于网源荷储协调控制的配电站，配电站包括变压器、低压侧母线以及连接低压侧母线的负荷馈线，还包括网源荷储协调控制终端、分布式能源和分布式能源接口；分布式能源包括光伏系统、储能系统和充电桩，分布式能源接口包括分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口；光伏系统、储能系统和充电桩分别对应通过分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口接入负荷馈线；各负荷馈线上分别设有断路器，各断路器的控制端连接网源荷储协调控制终端；各分布式能源接口分别包括控制单元，各控制单元分别获取相应接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行数据信息，传输至网源荷储协调控制终端；网源荷储协调控制终端通过各控制单元控制各分布式能源接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行。本专利技术中，配电站一次、二次设备，联合建设的分布式能源和分布式能源接口共同形成网源荷储协调控制智能配电站的硬件框架。由于10KV配电站具有布点多而密的特点，为了进一步提高分布式能源的利用率，本专利技术尤其可适用于10KV配电站中。配电站中分布式能源由低压侧母线接入，更接近负荷点，能够实现新能源的就地消纳，减小电能向高压电网传输造成的网络损耗。本专利技术各接口的控制单元可采用现有单片机等控制芯片与断路器的组合，光伏系统、储能系统和充电桩及各自的电网接入技术皆为现有技术，利用控制器芯片获取相应接口上设备的运行数据信息为现有技术，利用控制器芯片控制断路器的通断从而实现光伏系统、储能系统和充电桩的工作状态切换亦可参考现有技术。各配电站对应的网源荷储协调控制终端可根据上级指令，或者根据接收到的各分布式能源的运行数据，向各分布式能源控制单元下发投切指令、输入输出功率目标等控制参数，从而实现对设备层各分布式能源的控制。进一步的，本专利技术中，分布式电源接口包括光伏逆变单元和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块和通信接口，控制器通过光伏逆变单元控制光伏系统的运行，通过通信接口与网源荷储协调控制终端进行通信，通过保护测控模块获取光伏系统的运行数据。光伏逆变单元为现有技术，可实现DC/AC变换，以及在控制器的控制下实现光伏MPPT（最大功率点跟踪）控制。保护测控模块可采用现有技术，用于实现孤岛检测、数据采集以及逆功率/过载/短路/过压/欠压/过流/过热等保护。通信接口可采用现有网口/RS485/GPRS等接口。更进一步的，分布式电源接口还包括显示单元，显示单元是与运行人员的交互接口，可用来显示光伏系统的运行数据如实时发电量、设备故障告警信息等需要运行人员监测的信息。进一步的，本专利技术中，多样性负荷接口包括充电接口和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块和通信接口；控制器通过通信接口与网源荷储协调控制终端进行通信，通过保护测控模块控制充电桩的运行以及获取充电桩的运行数据。充电接口为充电桩提供一路标准交流充电接口。更进一步的，多样性负荷接口还包括用于远程控制充电桩运行的远程控制单元，远程控制单元通过无线通信模块与控制器之间连接通信，从而实现远程控制。进一步的，本专利技术中，储能接口包括能量转换单元和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块、储能管理模块、运行模式控制模块和通信接口；控制器控制能量转换单元的运行从而控制储能系统的运行；控制器通过保护测控模块实现对储能系统的保护测控功能，通过储能管理模块实现对储能系统的储能管理功能，通过运行模式控制模块控制储能系统在并网运行与离网运行状态之间的转换。对储能系统的保护测控可采用现有技术，实现孤岛检测和过载/短路/过压/欠压/过流/过热等保护。对储能系统的储能管理包括蓄电池电压、电流、温度监视，SOC计算等，可采用现有技术。对储能系统的运行模式切换，亦可采用现有技术。更进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网源荷储协调控制的配电站，配电站包括变压器、低压侧母线以及连接低压侧母线的负荷馈线，其特征是：还包括网源荷储协调控制终端、分布式能源和分布式能源接口；分布式能源包括光伏系统、储能系统和充电桩，分布式能源接口包括分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口；光伏系统、储能系统和充电桩分别对应通过分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口接入负荷馈线；各负荷馈线上分别设有断路器，各断路器的控制端连接网源荷储协调控制终端；各分布式能源接口分别包括控制器，各控制器分别获取相应接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行数据信息，传输至网源荷储协调控制终端；网源荷储协调控制终端通过各控制器控制各分布式能源接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行。

【技术特征摘要】
1.一种基于网源荷储协调控制的配电站，配电站包括变压器、低压侧母线以及连接低压侧母线的负荷馈线，其特征是：还包括网源荷储协调控制终端、分布式能源和分布式能源接口；分布式能源包括光伏系统、储能系统和充电桩，分布式能源接口包括分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口；光伏系统、储能系统和充电桩分别对应通过分布式电源接口、储能接口和多样性负荷接口接入负荷馈线；各负荷馈线上分别设有断路器，各断路器的控制端连接网源荷储协调控制终端；各分布式能源接口分别包括控制器，各控制器分别获取相应接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行数据信息，传输至网源荷储协调控制终端；网源荷储协调控制终端通过各控制器控制各分布式能源接口上所连接的光伏系统、储能系统或充电桩的运行。2.根据权利要求1所述的基于网源荷储协调控制的配电站，其特征是，分布式电源接口包括光伏逆变单元和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块和通信接口，控制器通过光伏逆变单元控制光伏系统的运行，通过通信接口与网源荷储协调控制终端进行通信，通过保护测控模块获取光伏系统的运行数据。3.根据权利要求1所述的基于网源荷储协调控制的配电站，其特征是，多样性负荷接口包括充电接口和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块和通信接口；控制器通过通信接口与网源荷储协调控制终端进行通信，通过保护测控模块控制充电桩的运行以及获取充电桩的运行数据。4.根据权利要求3所述的基于网源荷储协调控制的配电站，其特征是，多样性负荷接口还包括用于远程控制充电桩运行的远程控制单元，远程控制单元通过无线通信模块与控制器之间连接通信，从而实现远程控制。5.根据权利要求1所述的基于网源荷储协调控制的配电站，其特征是，储能接口包括能量转换单元和控制单元，控制单元包括控制器、保护测控模块、储能管理模块、运行模式控制模块和通信接口；控制器控制能量转换单元的运行从而控制储能系统的运行；控制器通过保护测控模块实现对储能系统的保护测控功能，通过储能管理模块实现对储能系统的储能管理功能，通过运行模式控制模块控制储能系统在并网运行与离网运行状态之间的转换。6.根据权利要求1所述的基于网源荷储协调控制的配电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱全友，聂文海，袁简，钱康，李顺昕，李海滨，秦华，苏麟，刘丽，李莉，闫安心，晏阳，姜华，周洁，梁大鹏，蒋科，王晓虎，李文军，李文琦，纪会争，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司经济技术研究院，国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32