基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，在负荷侧参与进线功率尖峰抑制，控制接入配电电网的可调节负荷、可转移负荷以及双向潮流负荷中任意一项或任意多项的实时功率，实现进线功率尖峰抑制；在电网侧参与进线功率尖峰抑制，运用分布式发电、储能、柔性互联以及直流微网方式中的任意一项或任意多项，实现进线功率尖峰抑制；同时提供了一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制系统。本发明专利技术实现需量调节，削减最大需量，帮助大工业用户降低基本电费，节省用电开支；降低变压器负载率，防止变压器过载，提高变压器容量利用率；减少功率尖峰带来的配电变压器容量需求虚高，降低扩容成本。

【技术实现步骤摘要】
基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统
本专利技术涉及电力系统中配电技术及电力电子
，具体地，涉及一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统。
技术介绍
不同于居民用电仅按用电量收取电费，我国大工业用户的电费计价多采用两部制：电度电费，按实际用电量计算，将每天划为峰、平、谷时段，各时段单位电价(每千瓦时)不同；基本电费，按需量计算，其中需量指当月内每单位时间(我国现行15分钟)在进线处测量的平均负荷功率的最大值。各省市电度电价、基本电价不尽相同，但近年来整体来看，峰谷电价差虽有所回落但仍保持较高水平，峰时电价可达谷时电价的3～4倍，而需量电价则持续上涨。用户的用电负荷时刻波动，一般负荷曲线尖峰高度较高而持续时间较短。在尖峰期间，配电变压器负载率较高，甚至有过载的危险。若不采取任何调节手段，用户需要为仅在短时间内出现的负荷尖峰支付较为昂贵的基本电费。另外，在企业需要对配电变压器进行扩容时，必须考虑到负荷尖峰的存在而额外加大容量。用电相关费用是大工业用户生产成本的重要组成部分，采用合理的手段进行进线功率尖峰抑制可以有效缩减成本支出，为企业带来可观的经济收益。现有的负荷功率尖峰调节技术，主要考虑柔性负荷和储能对进线功率尖峰抑制的作用，未根据柔性负荷的不同特性将其分类分别进行讨论，也没有涉及分布式发电、柔性互联、直流微网对进线功率尖峰抑制的作用，不够全面细致。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统，该方法及系统采用负荷侧与电网侧功率调节手段共同参与的综合性进线功率尖峰抑制方案，降低配电变压器负载率以防过载，降低需量以节省基本电费，降低扩容成本，从而为企业带来经济收益。该专利技术适用于大工业用户的配电网场合，从电网侧和负荷侧多种角度平抑进线功率曲线，削减移除负荷尖峰。该方法及系统在负荷侧控制可调节负荷、可转移负荷、双向潮流负荷的实时功率，在电网侧运用分布式发电、储能、柔性互联、直流微网技术以实现进线功率尖峰抑制，从而调节需量、降低配电变压器负载率、减少扩容成本。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，包括：-在负荷侧参与进线功率尖峰抑制，控制接入配电电网的可调节负荷、可转移负荷以及双向潮流负荷中任意一项或任意多项的实时功率，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于可调节负荷，当负荷总功率出现尖峰时，降低负荷的功率，缓解负荷总功率过高的情况；对于可转移负荷，在负荷总功率的尖峰期，负荷不工作，将该负荷用电需求移至其它时段，实现负荷功率在时间尺度上的转移，抑制负荷功率尖峰的出现；对于双向潮流负荷，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，而在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；-在电网侧参与进线功率尖峰抑制，运用分布式发电、储能、柔性互联以及直流微网方式中的任意一项或任意多项，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于分布式发电方式，采用分布式发电装置，根据负荷波动调节分布式发电装置的发电功率，当负荷尖峰出现时，提高分布式发电出力以进行抑制；对于储能方式，在配电线路上接入储能装置，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；对于柔性互联方式，构建配电线路的柔性互联，当某一条配电线路的进线功率偏高，其它配电线路向该配电线路输送功率，从而拉平各进线功率曲线；对于直流微网方式，构建直流微网，通过控制直流微网中的潮流，按需进行负荷功率、储能电池充放电功率和/或配电线路间传递功率的控制，实现负荷用电在时间尺度和空间尺度上的转移。优选地，构建配电线路的柔性互联，包括：将两条或多条进线下接的馈线分别连接至一台功率变换器的交流侧，所有功率变换器的直流侧通过一条直流母线相连，实现配电线路的柔性互联。优选地，柔性互联使负荷功率在空间尺度上经由功率变换器和直流母线在配电线路之间转移。优选地，构建直流微网，包括：将直流负荷、储能装置和/或分布式发电装置直接或经由直流-直流变换器变压连接至一直流母线，直流母线经由直流-交流变换器连接至交流电网和/或交流负荷，构成直流微网。优选地，所述直流微网中的各换流器通过能量管理系统控制，实现直流微网中的潮流可控。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制系统，包括：-设置于负荷侧的进线功率尖峰抑制模块A，所述进线功率尖峰抑制模块A通过控制接入配电电网的可调节负荷、可转移负荷以及双向潮流负荷中任意一项或任意多项的实时功率，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于可调节负荷，当负荷总功率出现尖峰时，降低负荷的功率，缓解负荷总功率过高的情况；对于可转移负荷，在负荷总功率的尖峰期，负荷不工作，将该负荷用电需求移至其它时段，实现负荷功率在时间尺度上的转移，抑制负荷功率尖峰的出现；对于双向潮流负荷，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，而在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；-设置于电网侧的进线功率尖峰抑制模块B，所述进线功率尖峰抑制模块B包括设置于配电电网中的分布式发电装置、储能装置、柔性互联结构以及直流微网结构中的任意一项或任意多项，通过控制分布式发电装置、储能装置、柔性互联结构以及直流微网结构中的任意一项或任意多项，实现进线功率尖峰抑制；其中：分布式发电装置，根据负荷波动调节分布式发电装置的发电功率，当负荷尖峰出现时，提高分布式发电出力以进行抑制；储能装置，在配电线路上接入，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；柔性互联结构，构建在配电线路上，当某一条配电线路的进线功率偏高，其它配电线路向该配电线路输送功率，从而拉平各进线功率曲线；直流微网结构，通过控制直流微网中的潮流，按需进行负荷功率、储能电池充放电功率和/或配电线路间传递功率的控制，实现负荷用电在时间尺度和空间尺度上的转移。优选地，所述柔性互联结构，包括：将两条或多条进线下接的馈线分别连接至一台功率变换器的交流侧，所有功率变换器的直流侧通过一条直流母线相连，实现配电线路的柔性互联。优选地，柔性互联结构使负荷功率在空间尺度上经由功率变换器和直流母线在配电线路之间转移。优选地，所述直流微网结构，包括：将直流负荷、储能装置和/或分布式发电装置直接或经由直流-直流变换器变压连接至一直流母线，直流母线经由直流-交流变换器连接至交流电网和/或交流负荷，构成直流微网。优选地，还包括能量管理系统控制，所述能量管理系统控制控制直流微网中的各换流器，实现直流微网中的潮流可控。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术提供的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统，实现需量调节，削减最大需量，帮助大工业用户降低基本电费，节省用电开支；2.本专利技术提供的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法及系统，降低变压器负载率，防止变压器过载，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，包括：‑在负荷侧参与进线功率尖峰抑制，控制接入配电电网的可调节负荷、可转移负荷以及双向潮流负荷中任意一项或任意多项的实时功率，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于可调节负荷，当负荷总功率出现尖峰时，降低负荷的功率，缓解负荷总功率过高的情况；对于可转移负荷，在负荷总功率的尖峰期，负荷不工作，将该负荷用电需求移至其它时段，实现负荷功率在时间尺度上的转移，抑制负荷功率尖峰的出现；对于双向潮流负荷，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，而在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；‑在电网侧参与进线功率尖峰抑制，运用分布式发电、储能、柔性互联以及直流微网方式中的任意一项或任意多项，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于分布式发电方式，采用分布式发电装置，根据负荷波动调节分布式发电装置的发电功率，当负荷尖峰出现时，提高分布式发电出力以进行抑制；对于储能方式，在配电线路上接入储能装置，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；对于柔性互联方式，构建配电线路的柔性互联，当某一条配电线路的进线功率偏高，其它配电线路向该配电线路输送功率，从而拉平各进线功率曲线；对于直流微网方式，构建直流微网，通过控制直流微网中的潮流，按需进行负荷功率、储能电池充放电功率和/或配电线路间传递功率的控制，实现负荷用电在时间尺度和空间尺度上的转移。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，包括：-在负荷侧参与进线功率尖峰抑制，控制接入配电电网的可调节负荷、可转移负荷以及双向潮流负荷中任意一项或任意多项的实时功率，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于可调节负荷，当负荷总功率出现尖峰时，降低负荷的功率，缓解负荷总功率过高的情况；对于可转移负荷，在负荷总功率的尖峰期，负荷不工作，将该负荷用电需求移至其它时段，实现负荷功率在时间尺度上的转移，抑制负荷功率尖峰的出现；对于双向潮流负荷，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，而在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；-在电网侧参与进线功率尖峰抑制，运用分布式发电、储能、柔性互联以及直流微网方式中的任意一项或任意多项，实现进线功率尖峰抑制；其中：对于分布式发电方式，采用分布式发电装置，根据负荷波动调节分布式发电装置的发电功率，当负荷尖峰出现时，提高分布式发电出力以进行抑制；对于储能方式，在配电线路上接入储能装置，根据负荷波动情况进行充放电控制，在负荷低谷时段从电网获取能量进行储存，在负荷尖峰期间向电网放出能量，实现负荷用电在时间尺度上的转移；对于柔性互联方式，构建配电线路的柔性互联，当某一条配电线路的进线功率偏高，其它配电线路向该配电线路输送功率，从而拉平各进线功率曲线；对于直流微网方式，构建直流微网，通过控制直流微网中的潮流，按需进行负荷功率、储能电池充放电功率和/或配电线路间传递功率的控制，实现负荷用电在时间尺度和空间尺度上的转移。2.根据权利要求1所述的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，构建配电线路的柔性互联，包括：将两条或多条进线下接的馈线分别连接至一台功率变换器的交流侧，所有功率变换器的直流侧通过一条直流母线相连，实现配电线路的柔性互联。3.根据权利要求2所述的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，柔性互联使负荷功率在空间尺度上经由功率变换器和直流母线在配电线路之间转移。4.根据权利要求1所述的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，构建直流微网，包括：将直流负荷、储能装置和/或分布式发电装置直接或经由直流-直流变换器变压连接至一直流母线，直流母线经由直流-交流变换器连接至交流电网和/或交流负荷，构成直流微网。5.根据权利要求4所述的基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制方法，其特征在于，所述直流微网中的各换流器通过能量管理系统控制，实现直流微网中的潮流可控。6.一种基于多功率调节技术的进线功率尖峰抑制系统，其特征在于，包括：-设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建文，施刚，苏畅，周剑桥，蔡旭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31