一种分布式电力管理系统技术方案

本发明专利技术公开一种分布式电力管理系统，包括：用户区域的储能系统、储能管理模块、传感器终端和终端设备以及管理中心处的区域辅助服务模块；储能系统用于存储电能；储能系统、传感器终端和终端设备均与储能管理模块双向通信；区域辅助服务模块用于根据传感器终端和储能系统运行的安全状态确定用户区域内的电能质量，并将用户区域内的电能质量报送至电力运行部门；区域辅助辅助服务模块还用于根据每个用户区域的储能系统的电量参数和终端设备的申请信息，通过潮流计算和负荷预测，得到操作指令，每个用户区域的储能系统和传感器终端响应操作指令，完成每个用户区域的电力调度。本发明专利技术可以根据电力行业实际情况，实现对用户侧分布式发电与储能的管理。

A Distributed Power Management System

【技术实现步骤摘要】
一种分布式电力管理系统
本专利技术涉及电力管理领域，特别是涉及一种分布式电力管理系统。
技术介绍
由于自然资源分布的不均匀，可再生发电资源的所在地大多远离负荷区域，可以通过发展高压输电技术或者直流输电技术进行大范围电能的转移，但存在一定的资源浪费。由于城市微电网中的可再生发电资源靠近负荷中心，因此，采用城市微电网一定程度上可以减缓电力需求与减排需求。然而再生能源发电的波动性、间歇性与随机性对电网带来挑战，可再生能源发电并网随着其渗透率增加会逐渐使电网电压超限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分布式电力管理系统，根据电力行业实际情况，实现对用户侧分布式发电与储能的管理。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种分布式电力管理系统，包括：用户区域的储能系统、储能管理模块、传感器终端和终端设备以及管理中心处的区域辅助服务模块；所述储能系统用于存储电能；所述储能系统、所述传感器终端和所述终端设备均与所述储能管理模块双向通信；所述储能管理模块用于获得所述传感器终端的运行参数和所述储能系统运行参数，得到所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态，并将所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态上报至所述区域辅助服务模块；所述储能管理模块还用于获得所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息，并将所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息上传至所述区域辅助服务模块；所述区域辅助服务模块用于根据所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态确定所述用户区域内的电能质量，并将所述用户区域内的电能质量报送至电力运行部门；所述区域辅助辅助服务模块还用于根据每个用户区域的储能系统的电量参数和终端设备的申请信息，通过潮流计算和负荷预测，得到操作指令，每个用户区域的储能系统和传感器终端响应所述操作指令，完成每个用户区域的电力调度。可选的，所述储能系统具体包括：智能监测控制装置、储能装置、并网装置、充电装置和智能电表；所述智能监测控制装置用于接收所述区域辅助服务模块下发的操作指令，还用于将所述储能装置与所述传感器终端的数据上传至所述区域辅助服务模块；所述储能装置在所述智能监测控制装置的控制下与配电网的电能进行交互；所述并网装置与所述智能监测控制装置连接，用于采用虚拟同步机技术，使所述储能装置参与调峰调频调压的有功功率、无功功率向输电线流动，通过所述储能装置的放电对用户区域供电；所述充电装置与所述智能监测控制装置连接，所述充电装置用于在所述智能监测控制装置的控制下对所述储能装置充电；所述智能电表用于记录电能物理信息，并将所述电能物理信息发送至电力运行部门或者分析部门；所述电能物理信息包括所述储能装置充电和放电过程的电能质量和电能消耗量。可选的，所述储能装置包括：储能模块和EV电池模块；在用电平缓时间段，所述储能模块单独为所述用户区域供电；在用电高峰时间段，所述储能模块结合所述EV电池模块共同为所述用户区域供电；在用电低谷时间段，所述储能模块单独为所述用户区域供电，所述EV电池模块通过所述充电装置充电。可选的，所述储能模块具体包括：保底电量单元、用户预购储能电量单元、分布式发电储能单元和补充电量单元；所述保底电量单元用于电网故障时为所述用户区域提供保底供电；所述用户预购储能电量单元用于根据用户的预购电量，在用电低谷时间段内购入电量，并在用电高峰时间段内为用户供电；所述分布式发电储能单元用于储存所述用户区域分布式发电的电量；所述补充电量单元用于结合用户历史用电数据与当日环境数据，当用户当日的预购电量与存储的分布式的电量之和小于所述储能模块的储能容量时，在用电非高峰时间段内补充购买电量。可选的，所述储能管理模块具体包括：诊断单元、协同单元和服务单元；所述诊断单元用于获得所述传感器终端的运行参数和所述储能系统运行参数，得到所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态，并将所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态上报至所述区域辅助服务模块；所述协同单元用于获得所述储能系统的电量参数，并将所述电量参数上报至所述区域辅助服务模块，接收所述区域辅助服务模块的操作指令，进行相应的操作；所述服务单元用于获得所述终端设备的申请信息及电力运行部门的电力辅助服务申请，并将所述终端设备的申请信息及电力运行部门的电力辅助服务申请上传至所述区域辅助服务模块，接收所述区域辅助服务模块的操作指令，进行相应的操作。可选的，所述区域辅助服务模块具体包括：电能质量监测单元和调度单元；所述电能质量监测单元用于根据所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态确定所述用户区域内的电能质量，并将所述用户区域内的电能质量报送至电力运行部门；所述调度单元用于根据每个用户区域的储能系统的电量参数和终端设备的申请信息，通过潮流计算和负荷预测，得到操作指令，并将所述操作指令发送至各个用户区域的储能管理模块。可选的，所述传感器终端包括用户区域内配电网、所属区域输电网的电力自动化运行平台、继电保护设备、通信设备、开关设备、配电设备、输变电设备，以及用户区域内及区域外储能、EV电池、风光发电的运行监测设备、通信设备、电量检测设备、逆变器、充放电设备，保护设备。可选的，所述终端设备包括手机和电脑。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：1、现有的相似产品忽略了电力行业实际情况，将设计建立在能源互联网和能源路由器的基础之上。然而上述两者一直处于理论研究阶段，现阶段及今后很长一段时间内技术水平和组织水平上难以实现。本专利技术通过划分用户区域，通过终端设备、传感器终端获取数据，级级报送，级级响应，将最终的调度决策集中至专业的调度模块，利用大数据分析等技术手段，在电力运行部门的专业监督下完成分析运作。产品硬件设计基于使用磷酸锂铁化学电池的储能装置，和物理输配电网，考虑到实际的线路情况，更有实用性。2、现有相似产品中储能设备主要以电力的低买高卖的形式利用，靠近负荷中心的储能设备只从电网购电，忽略城市微电网中的分布式能源。靠近可再生能源生产侧的储能设备接收可再生能源发电量，对削峰填谷的作用有限。虽然都有提及电动汽车电池作为移动储能，但是仅仅提供了EV电池的中电能剩余电量的使用，并没有规范EV电池电能充满的时间地点。本专利技术在储能装置中专门划分出用于接收城市微电网中的分布式发电的容量，同时划分出了用于用电低谷购电的容量。EV电池剩余电量在高峰用电时承担电池出力，充分考虑充电所需时间，规范了0:00—8:00用电低谷时段为其充电。3、现有相似产品中储能设备通过逆变器或者相关设备与电网相连，大量的电力电子器件的投入使得电力系统抗干扰能力下降，相似的产品忽略了大量储能设备通过电力电子器件与电网相连时对电力系统惯性的影响。本专利技术并网装置采用虚拟同步机技术，同过软件控制电力电子器件的导通关断，模拟同步发电机的发电状况，使得储能出力具有惯性，即使大量并网也不会影响电网抗干扰能力。4、现有相似产品仅仅提供削峰填谷、调频、旋转备用的服务。忽略了配电网逐步发展，电动汽车逐渐普及情况下，配电网无功不足导致电压水平下降的情况；忽略了对储能设备大规模并网是否会对输配电网的电能质量造成污染的考虑。本专利技术的储能系统除了提供削峰填谷、调频、旋转备用的电力辅助服务，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式电力管理系统，其特征在于，包括：用户区域的储能系统、储能管理模块、传感器终端和终端设备以及管理中心处的区域辅助服务模块；所述储能系统用于存储电能；所述储能系统、所述传感器终端和所述终端设备均与所述储能管理模块双向通信；所述储能管理模块用于获得所述传感器终端的运行参数和所述储能系统运行参数，得到所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态，并将所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态上报至所述区域辅助服务模块；所述储能管理模块还用于获得所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息，并将所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息上传至所述区域辅助服务模块；所述区域辅助服务模块用于根据所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态确定所述用户区域内的电能质量，并将所述用户区域内的电能质量报送至电力运行部门；所述区域辅助辅助服务模块还用于根据每个用户区域的储能系统的电量参数和终端设备的申请信息，通过潮流计算和负荷预测，得到操作指令，每个用户区域的储能系统和传感器终端响应所述操作指令，完成每个用户区域的电力调度。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电力管理系统，其特征在于，包括：用户区域的储能系统、储能管理模块、传感器终端和终端设备以及管理中心处的区域辅助服务模块；所述储能系统用于存储电能；所述储能系统、所述传感器终端和所述终端设备均与所述储能管理模块双向通信；所述储能管理模块用于获得所述传感器终端的运行参数和所述储能系统运行参数，得到所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态，并将所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态上报至所述区域辅助服务模块；所述储能管理模块还用于获得所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息，并将所述储能系统的电量参数和所述终端设备的申请信息上传至所述区域辅助服务模块；所述区域辅助服务模块用于根据所述传感器终端的安全状态和所述储能系统运行的安全状态确定所述用户区域内的电能质量，并将所述用户区域内的电能质量报送至电力运行部门；所述区域辅助辅助服务模块还用于根据每个用户区域的储能系统的电量参数和终端设备的申请信息，通过潮流计算和负荷预测，得到操作指令，每个用户区域的储能系统和传感器终端响应所述操作指令，完成每个用户区域的电力调度。2.根据权利要求1所述的分布式电力管理系统，其特征在于，所述储能系统具体包括：智能监测控制装置、储能装置、并网装置、充电装置和智能电表；所述智能监测控制装置用于接收所述区域辅助服务模块下发的操作指令，还用于将所述储能装置与所述传感器终端的数据上传至所述区域辅助服务模块；所述储能装置在所述智能监测控制装置的控制下与配电网的电能进行交互；所述并网装置与所述智能监测控制装置连接，用于采用虚拟同步机技术，使所述储能装置参与调峰调频调压的有功功率、无功功率向输电线流动，通过所述储能装置的放电对用户区域供电；所述充电装置与所述智能监测控制装置连接，所述充电装置用于在所述智能监测控制装置的控制下对所述储能装置充电；所述智能电表用于记录电能物理信息，并将所述电能物理信息发送至电力运行部门或者分析部门；所述电能物理信息包括所述储能装置充电和放电过程的电能质量和电能消耗量。3.根据权利要求2所述的分布式电力管理系统，其特征在于，所述储能装置包括：储能模块和EV电池模块；在用电平缓时间段，所述储能模块单独为所述用户区域供电；在用电高峰时间段，所述储能模块结合所述EV电池模块共同为所述用户区域供电；在用电低谷时间段，所述储能模块单独为所述用户区域供电，所述EV电池模块通过所述充电装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，曹雨洁，丁肇豪，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11