本实用新型专利技术涉及一种基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统，包括：可再生能源耦合发电系统、储能微电网系统和智慧厂区管理模块；可再生能源耦合发电系统包括接入系统、生物质发电机组、厂区变、高压厂用电系统和低压厂用电系统；储能微电网系统包括分布式可再生能源发电机组、能量转化装置、储能系统和直流负荷。本实用新型专利技术的有益效果是：提高分布式可再生能源发电机组在厂用电系统中的渗透率、有效运行时间和能源利用率；建立可再生能源耦合发电系统能效评估模型、设备动态管理模型及生产安全环保数据库，实现能效评估、生产环保数据统计、分发、预测(预警)和智能调度等功能。
【技术实现步骤摘要】
基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统
本技术涉及能源互联网能效
，具体涉及一种基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统；适用于建设有或计划建设分布式光伏发电机组、风力发电机组等可再生能源机组的垃圾焚烧、农林废弃物焚烧或污泥焚烧等生物质直燃电厂。
技术介绍
随着全球能源格局正在发生由依赖传统化石能源向追求清洁高效能源的深刻转变，我国能源结构也正经历前所未有的深刻调整。无论是从电力能源总量结构，还是从装机增量结构，以及单位发电成本构成看，清洁能源发展势头迅猛，已成为我国加快能源领域供给侧结构性改革的重要力量。世界观察研究所的报告认为：到2050年，中国可再生能源将达到总能源需求的40％～45％。然而高渗透可再生分布式能源的接入却也会给传统电网带来很大的冲击和挑战。目前可再生能源发电最主要的形式是太阳能和风能，而这两种能源本身都无法储存的。另外受自然天气因素影响，风能、太阳能等可再生能源发电具有很强的波动性、间歇性和不确定性，且很难预测，特别是有很强的季节性。与传统能源发电相比，可再生能源发电的可控性很差，可再生能源发电的波动性和随机性给电力系统带来了较多的不确定性，仅2016年上半年，甘肃弃风率高达47％，新疆弃风率为45％。同时，风电、太阳能、海洋能都具有间歇性、随机性特点，可再生能源的接入将改变传统配电网络单向潮流的基本格局，并可能严重影响正常电压水平、短路电流和供电可靠性。随着各种大规模可再生能源接入电网，传统的电力装备、电网结构和运行技术等在接纳超大规模、低质的可再生能源方面越来越力不从心。同时，在能源危机和环境约束下，可再生能源耦合互补已成为近年来研究探讨的热点，探究如何在环境友好的前提下通过多种能源互补利用以提高综合能源利用率成为世界各国共同关注的主要问题，因此，对其进行能效管理显得尤为重要。目前，对于能源系统的能效管理主要针对冷热电联供系统进行，针对多种可再生能源发电互补运行的能源系统能效管理较少。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统。这种基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统，包括：可再生能源耦合发电系统、储能微电网系统和智慧厂区管理模块；可再生能源耦合发电系统包括接入系统、生物质发电机组、厂区变、高压厂用电系统和低压厂用电系统；储能微电网系统包括分布式可再生能源发电机组、能量转化装置、储能系统和直流负荷；智慧厂区管理模块包括智慧灯杆系统和智慧管理平台；接入系统一端连接电网，接入系统另一端分两路，每一路分别连接生物质发电机组、厂区变和高压厂用电系统；其中一个厂区变分两路分别连接低压厂用电系统和分布式可再生能源发电机组，该厂区变连接的分布式可再生能源发电机组连接能量转化装置，能量转化装置分别连接储能系统、直流负荷和智慧灯杆系统；另一个厂区变分三路分别连接低压厂用电系统、分布式可再生能源发电机组和能量转化装置；该厂区变连接的分布式可再生能源发电机组还连接一个能量转化装置，能量转化装置分别连接直流负荷和智慧灯杆系统；该厂区变直接连接和间接连接的两个能量转化装置均连入储能系统，储能系统连接智慧管理平台；生物质发电机组为储能微电网系统的备用电源；分布式可再生能源发电机组作为储能微电网系统的核心电源，分布式可再生能源发电机组通过逆变器和低压厂用电系统与生物质发电机组耦合；智慧管理平台由储能系统单独连接供电；当生物质发电机组的发电量通过高压厂用电系统和低压厂用电系统自用后，生物质发电机组的剩余电量由接入系统并入电网；当生物质发电机组故障或停机时，分布式可再生能源发电机组的发电量满足储能系统、直流负荷和智慧灯杆系统的供电后，分布式可再生能源发电机组的剩余电量经逆变器转化为交流电后通过低压厂用电系统兜底消纳；当分布式可再生能源发电机组故障或停机不发电，且储能微电网系统的电量不足以维持直流负荷、智慧灯杆系统和智慧管理平台的供电时，则智慧管理平台将生物质发电机组由备用电源切换为供电电源，生物质发电机组的部分电量从能量转化装置进入到储能系统、直流负荷和智慧灯杆系统；当分布式可再生能源发电机组恢复发电后，则断开生物质发电机组的供电线路，并重新由分布式可再生能源发电机组向储能系统、直流负荷和智慧灯杆系统进行供电。作为优选，生物质发电机组为垃圾直燃发电机组、农林废弃物直燃发电机组或污泥直燃发电机组；分布式可再生能源发电机组为屋顶光伏发电机组、风力发电机组或风光互补发电机组，首选屋顶光伏发电机组。作为优选，储能系统由储能电池、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、协调控制系统(PMS)、能量管理系统(EMS)和汇流变压器构成；储能电池为磷酸铁锂电池，储能变流器(PCS)为DC/AC双向变流器，能量管理系统(EMS)可实现实时监控、功率控制等功能，通过控制PCS实现储能系统充电和放电。作为优选，智慧管理平台包括虚拟服务器、虚拟软件、硬盘存储、交换机和数据采集设备；可实现生物质发电机组的生产运行及环保数据，分布式可再生能源发电机组生产运行数据，高压厂用电系统、低压厂用电系统、直流负荷和智慧灯杆系统等的设备状况及能耗数据等信息的在线采集及整合，建立厂区核心设备动态管理模型及生产大数据库，实现生产及环保数据统计、分发、预测(预警)和智能调度等功能。智慧管理平台还可根据电厂不同的功能需求及可再生能源耦合种类作相应模块调整，具备较好的适应性和专业性。作为优选，高压厂用电系统的电压等级为6kV或10kV；低压厂用电系统分为I段厂区母线和Ⅱ段厂区母线，低压厂用电系统的电压等级为380V。本技术的有益效果是：1、本技术创新性地在生物质发电机组和分布式可再生能源发电机组耦合发电系统基础上，引入储能微电网系统及智慧厂区管理模块，一方面，利用储能微电网系统可进一步提高分布式可再生能源发电机组在厂用电系统中的渗透率，提高分布式可再生能源发电机组的有效运行时间和能源利用率，提升生物质发电机组的黑启动能力，还能保证在电网灾变或者外网检修时，确保行政区域和厂区照明的持续供电。2、基于分布式可再生能源发电机组，储能微电网系统可就地直接为厂区直流负荷提供电能，等量替换采用垃圾、农林废弃物或污泥等生物质发电所消耗的自用电，降低生物质发电机组的厂用电成本；很好地实现了生物质发电与风、光等可再生能源发电的有机耦合。附图说明图1为基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统的原理图；图2为智慧厂区管理模块的控制策略图。附图标记说明：接入系统1、生物质发电机组2、厂区变3、高压厂用电系统4、低压厂用电系统5、分布式可再生能源发电机组6、能量转化装置7、储能系统8、直流负荷9、智慧灯杆系统10、智慧管理平台11。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统，其特征在于，包括：可再生能源耦合发电系统、储能微电网系统和智慧厂区管理模块；可再生能源耦合发电系统包括接入系统(1)、生物质发电机组(2)、厂区变(3)、高压厂用电系统(4)和低压厂用电系统(5)；储能微电网系统包括分布式可再生能源发电机组(6)、能量转化装置(7)、储能系统(8)和直流负荷(9)；智慧厂区管理模块包括智慧灯杆系统(10)和智慧管理平台(11)；接入系统(1)一端连接电网，接入系统(1)另一端分两路，每一路分别连接生物质发电机组(2)、厂区变(3)和高压厂用电系统(4)；/n其中一个厂区变(3)分两路分别连接低压厂用电系统(5)和分布式可再生能源发电机组(6)，该厂区变(3)连接的分布式可再生能源发电机组(6)连接能量转化装置(7)，能量转化装置(7)分别连接储能系统(8)、直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)；/n另一个厂区变(3)分三路分别连接低压厂用电系统(5)、分布式可再生能源发电机组(6)和能量转化装置(7)；该厂区变(3)连接的分布式可再生能源发电机组(6)还连接一个能量转化装置(7)，该能量转化装置(7)分别连接直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)；该厂区变(3)直接连接和间接连接的两个能量转化装置(7)均连入储能系统(8)，储能系统(8)连接智慧管理平台(11)；/n生物质发电机组(2)为储能微电网系统的备用电源；分布式可再生能源发电机组(6)作为储能微电网系统的核心电源，分布式可再生能源发电机组(6)通过逆变器和低压厂用电系统(5)与生物质发电机组(2)耦合；智慧管理平台(11)由储能系统(8)单独连接供电；/n当生物质发电机组(2)的发电量通过高压厂用电系统(4)和低压厂用电系统(5)自用后，生物质发电机组(2)的剩余电量由接入系统(1)并入电网；当生物质发电机组(2)故障或停机时，分布式可再生能源发电机组(6)的发电量满足储能系统(8)、直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)的供电后，分布式可再生能源发电机组(6)的剩余电量经逆变器转化为交流电后通过低压厂用电系统(5)兜底消纳；/n当分布式可再生能源发电机组(6)故障或停机不发电，且储能微电网系统的电量不足以维持直流负荷(9)、智慧灯杆系统(10)和智慧管理平台(11)的供电时；智慧管理平台(11)将生物质发电机组(2)由备用电源切换为供电电源，生物质发电机组(2)的部分电量从能量转化装置(7)进入到储能系统(8)、直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)；当分布式可再生能源发电机组(6)恢复发电后，则生物质发电机组(2)的供电线路断开，并重新由分布式可再生能源发电机组(6)向储能系统(8)、直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)进行供电。/n...
【技术特征摘要】
1.基于可再生能源耦合发电的储能微电网管理系统，其特征在于，包括：可再生能源耦合发电系统、储能微电网系统和智慧厂区管理模块；可再生能源耦合发电系统包括接入系统(1)、生物质发电机组(2)、厂区变(3)、高压厂用电系统(4)和低压厂用电系统(5)；储能微电网系统包括分布式可再生能源发电机组(6)、能量转化装置(7)、储能系统(8)和直流负荷(9)；智慧厂区管理模块包括智慧灯杆系统(10)和智慧管理平台(11)；接入系统(1)一端连接电网，接入系统(1)另一端分两路，每一路分别连接生物质发电机组(2)、厂区变(3)和高压厂用电系统(4)；
其中一个厂区变(3)分两路分别连接低压厂用电系统(5)和分布式可再生能源发电机组(6)，该厂区变(3)连接的分布式可再生能源发电机组(6)连接能量转化装置(7)，能量转化装置(7)分别连接储能系统(8)、直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)；
另一个厂区变(3)分三路分别连接低压厂用电系统(5)、分布式可再生能源发电机组(6)和能量转化装置(7)；该厂区变(3)连接的分布式可再生能源发电机组(6)还连接一个能量转化装置(7)，该能量转化装置(7)分别连接直流负荷(9)和智慧灯杆系统(10)；该厂区变(3)直接连接和间接连接的两个能量转化装置(7)均连入储能系统(8)，储能系统(8)连接智慧管理平台(11)；
生物质发电机组(2)为储能微电网系统的备用电源；分布式可再生能源发电机组(6)作为储能微电网系统的核心电源，分布式可再生能源发电机组(6)通过逆变器和低压厂用电系统(5)与生物质发电机组(2)耦合；智慧管理平台(11)由储能系统(8)单独连接供电；
当生物质发电机组(2)的发电量通过高压厂用电系统(4)和低压厂用电系统(5)自用后，生物质发电机组(2)的剩余电量由接入系统(1)并入电网；当生物质发电机组(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：林少平，杨晨，林承俊，樊立安，吴光华，严秋雨，柏艳萍，方真，秦许嘉，郑文栋，
申请(专利权)人：浙江浙能兴源节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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