一种离网型微电网群及其功率平衡控制方法技术

本发明专利技术涉及一种离网型微电网群及其功率平衡控制方法。离网型微电网群包括若干个子微电网、微电网群控制系统及微电网群配电母线；各子微电网分别包括子微电网配电母线、子微电网控制系统、分布式电源、后备调节电源、储能系统、负荷、用户端以及数据采集单元，子微电网控制系统控制各分布式电源、后备调节电源、储能系统及负荷的投切、运行，并通信连接数据采集单元及用户端。本发明专利技术通过储能系统调节、负荷侧主动响应、微电网群交互调节、切除非重要负荷及后备调节电源调节五重调节控制来实现功率平衡，可提高电能质量，提高系统的调节能力和灵活性，有效保障微电网的功率平衡和供电可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种离网型微电网群及其功率平衡控制方法


[0001]本专利技术涉及微电网
，特别是一种离网型微电网群及其功率平衡控制方法。

技术介绍

[0002]离网型微电网是指利用当地分布式可再生能源、储能系统、负荷、电能转换装置构建的自给自足供电系统，离网型微电网解决了边远区域供电难的问题，同时提高了分布式能源的接纳能力，促进了绿色用电。但因离网型微电网脱离了大电网，使得其普遍存在供电不平衡、电能质量差、系统运行不稳定等问题，电器设备运行效率低，使用寿命短，系统安全性差。保障离网型微电网功率平衡是微电网安全可靠运行的关键。传统的离网型微电网功率平衡控制方法，主要采用储能或者切负荷来保障系统的平衡，但调节能力有限，灵活性差。且粗暴的切除负荷，会影响边远地区人民的生活和幸福指数。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种离网型微电网群及其功率平衡控制方法，解决了离网型微电网供电不平衡、电能质量差、系统运行不稳定的难题，提高了系统的调节能力和灵活性，可有效保障微电网的功率平衡和供电可靠性。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：一种离网型微电网群，包括有若干个子微电网、微电网群控制系统及微电网群配电母线，各子微电网通过微电网群控制系统相互通信连接，各子微电网分别通过控制开关与微电网群配电母线电连接；各子微电网分别包括子微电网配电母线、子微电网控制系统、分布式电源、后备调节电源、储能系统、负荷、用户端以及用于采集分布式电源、后备调节电源的输出功率和负荷功率的数据采集单元，分布式电源、后备调节电源、储能系统及负荷分别通过子控制开关电连接子微电网配电母线，子微电网控制系统通过控制各子控制开关来控制各分布式电源、后备调节电源、储能系统及负荷的投切、运行，并通信连接数据采集单元及用户端。
[0005]进一步地，所述各子微电网与微电网群配电母线之间的输电电路上连接有电能双向计量装置。
[0006]进一步地，所述分布式电源包括光伏发电模块、风力发电模块、水力发电模块、潮汐发电模块中的一种或多种。
[0007]进一步地，所述后备调节电源包括柴油发电机和/或燃气发电模块。
[0008]一种离网型微电网群功率平衡控制方法，包括如下步骤：
①
子微电网某时刻的分布式能源发电功率大于或小于负荷需求时，可通过储能系统充、放电来实现功率平衡；
②
通过储能系统充、放电调节无法实现功率平衡时，若子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求，可通过子微电网控制系统发布负荷需求通知负荷侧各用户，各用户根据
负荷需求并结合自身用电特点主动响应切除部分负荷，实现功率平衡；若子微电网的分布式能源发电功率大于负荷需求，可通过切除部分分布式电源或将多余电能转售给微电网群其他缺电的子微电网，实现功率平衡；
③
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷后，仍然无法满足负荷需求，则可通过向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电，实现功率平衡；
④
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷及向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电后，仍然无法满足负荷需求，则通过强制切除部分非重要负荷，实现功率平衡；
⑤
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷、向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电以及强制切除部分非重要负荷后，仍然无法满足负荷需求，则启动后备调节电源发电，实现功率平衡。
[0009]进一步地，子微电网某时刻的分布式能源发电功率无法满足负荷需求时，若储能系统荷电状态高于最低下限且储能系统最大放电功率可以满足负荷需求时，则启动储能系统放电满足负荷需求，实现功率平衡；子微电网某时刻的分布式能源发电功率大于负荷需求时，若储能系统未处于充满状态且剩余发电功率不大于储能系统最大充电功率时，则启动储能系统充电，实现功率平衡。
[0010]进一步地，子微电网某时刻的分布式能源发电功率无法满足负荷需求时，若储能系统的荷电状态低于最低下限或储能系统放电功率不足以满足负荷需求时，按公式（1）计算该子微电网负荷缺电额P
缺
，并通过子微电网控制系统将负荷需求P
缺
发布在子微电网控制系统上并通知负荷侧各用户，各用户根据负荷需求并结合自身用电特点主动响应切除部分负荷P
切
；若P
切
＝P
缺
,实现功率平衡；若P
切
＞P
缺,
结合储能系统充、放电或用户端调节，即可实现功率平衡；若P
切
＜P
缺
，则可通过向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电，实现功率平衡；P
缺
＝P
负
－（P
分
+P
放
）
ꢀꢀꢀꢀ
（1）其中：P
缺
为子微电网负荷缺电额；P
负
为子微电网负荷需求功率；P
分
为分布式电源发电功率；P
放
为储能系统放电功率。
[0011]进一步地，子微电网控制系统将负荷需求P
缺
发布在子微电网控制系统上并通知负荷侧各用户，各用户根据负荷需求并结合自身用电特点自主上报主动可响应切除负荷的大小，若P
切
≤P
缺
，子微电网控制系统确认，用户完成切除上报负荷；若负荷侧各用户上报的可切除负荷P
切
大于缺电额P
缺
，系统可从中选择性优先切除部分非重要负荷。
[0012]进一步地，缺电的子微电网在微电网群控制系统中发布购电需求，发电有富裕的子微电网向微电网群控制系统报送可售电量及相应价格，通过竞价方式，缺电的子微电网可优先选择低价的电购入。
[0013]进一步地，所述负荷根据重要性分组设置，并分别设置优先级，每组可独立控制投切，需要切除部分负荷时，优先切除非重要负荷。
[0014]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：第一，本专利技术提出的离网型微电网群及功率平衡控制方法，通过储能系统调节、负荷侧主动响应、微电网群交互调节、切除非重要负荷及后备调节电源调节五重调节控制机制分
步调节来实现功率平衡，解决了离网型微电网供电不平衡、电能质量差、系统运行不稳定的难题，提高了系统的调节能力和灵活性；第二，优先采用微电网内部自主调节方式，逐步到微电网群内之间相互调节方式，最后至强切负荷、启动后备调节电源发电等多重调节，层层递进，实现绿色、低碳、环保供电，提高了微电网的调节控制能力，有效的保障了微电网的功率平衡和供电可靠性；同时，不同于以往的一刀切的粗暴切除负荷调节方式，增加了负荷侧自动响应调节方式，鼓励用户参与到系统调节中去，提高了用户的参与度和幸福指数；第三，多重控制调节，适时调整，逐步加深调节方式，调节能力强;采用竞价购电，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离网型微电网群，其特征在于：包括有若干个子微电网、微电网群控制系统及微电网群配电母线，各子微电网通过微电网群控制系统相互通信连接，各子微电网分别通过控制开关与微电网群配电母线电连接；各子微电网分别包括子微电网配电母线、子微电网控制系统、分布式电源、后备调节电源、储能系统、负荷、用户端以及用于采集分布式电源、后备调节电源的输出功率和负荷功率的数据采集单元，分布式电源、后备调节电源、储能系统及负荷分别通过子控制开关电连接子微电网配电母线，子微电网控制系统通过控制各子控制开关来控制各分布式电源、后备调节电源、储能系统及负荷的投切、运行，并通信连接数据采集单元及用户端。2.如权利要求1所述的一种离网型微电网群，其特征在于：所述各子微电网与微电网群配电母线之间的输电电路上连接有电能双向计量装置。3.如权利要求1所述的一种离网型微电网群，其特征在于：所述分布式电源包括光伏发电模块、风力发电模块、水力发电模块、潮汐发电模块中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一种离网型微电网群，其特征在于：所述后备调节电源包括柴油发电机和/或燃气发电模块。5.一种离网型微电网群功率平衡控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
①
子微电网某时刻的分布式能源发电功率大于或小于负荷需求时，可通过储能系统充、放电来实现功率平衡；
②
通过储能系统充、放电调节无法实现功率平衡时，若子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求，可通过子微电网控制系统发布负荷需求通知负荷侧各用户，各用户根据负荷需求并结合自身用电特点主动响应切除部分负荷，实现功率平衡；若子微电网的分布式能源发电功率大于负荷需求，可通过切除部分分布式电源或将多余电能转售给微电网群其他缺电的子微电网，实现功率平衡；
③
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷后，仍然无法满足负荷需求，则可通过向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电，实现功率平衡；
④
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷及向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电后，仍然无法满足负荷需求，则通过强制切除部分非重要负荷，实现功率平衡；
⑤
子微电网的分布式能源发电功率小于负荷需求时，若通过用户主动响应切除部分负荷、向微电网群内有富裕发电量的子微电网购电以及强制切除部分非重要负荷后，仍然无法满足负荷需求，则启动后备调节电源发电，实现功率平衡。6.如权利要求5所述的一种离网型微电网群功率平衡控制方法，其特征在于：子微电网某时刻的分布式能源发电功率无法满足负荷需求时，若储能系统荷电状态高于最低下限且储能系统最大放电功率可以满足负荷需求时，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小勇，肖伟超，吴昌垣，谢光辉，汪志斌，李刚，熊建英，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省电力建设有限公司，
类型：发明
国别省市：