一种多级能量路由器协同系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多级能量路由器协同系统及方法，包括：总控制中心，对整个配电网的电能流动进行管理，包括能相互进行电能传输的总能量路由器和总储能模块，还设置有云端；单元电网，所有单元电网共同组成配电网，每个单元电网设置有一个子能量路由器；子能量路由器与总能量路由器能进行电能的双向传输，子能量路由器与云端能进行双向通信；总能量路由器和子能量路由器根据单元电网实际需要的电能进行电能流动管理。本发明专利技术以能量路由器作为核心节点在整个配电网络中组成能量路由网络，具有能量管理、增强配电网柔性、电能质量调节、网络信息互联互通等功能，可以解决分布式能源的间歇性问题，提高电能的利用效率，提升配电网工作稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种多级能量路由器协同系统及方法


[0001]本专利技术涉及能量路由器
，尤其是涉及一种多级能量路由器协同系统及方法。

技术介绍

[0002]随着分布式能源发电、储能设备及不同类型的电能负载的接入，传统的电力系统已经无法满足多样供电形式、多想能量流动以及功率流的调控等要求，不足以适应电力市场化的需要。而由电力电子变换技术构成的电能路由器，能够为不同的分布式能源和不同类型负载提供灵活多样化的接口电气，还能实现能量的多向流动能力和对功率流的主动控制。电能路由器融合信息技术后拥有通讯和智能决策能力，能够将新能源发电、储能、负荷便捷的接入，实现能量的高效供给和对电力网络能量流的主动管理；以能量路由器为核心组建的电能路由网，能够充分发挥能量路由器的“路由”功能，兼具能量管理、柔性接入、深度感知、调节电能质量、全网络信息互联互通等优势，为“高弹电网”理念逐步推行，实现能源利用多样化提供的坚实的技术支撑。
[0003]在中国专利文献中公开的“能量路由器运行控制方法及系统”，其公开号为CN113258562A，公开日期为2021
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13，将能量路由器划分为正常运行模式、低压穿越模式两种工作模式。正常运行模式下，通过对柴油发电机出力分阶段调度实现系统协调稳定，维持源荷间功率平衡，同时实现储能单元的SOC调控，保证能量路由器高效运行；低压穿越模式下，通过使柴油发电机、光伏发电单元按最大输出功率出力，储能单元采用恒压控制，系统级协调控制以抑制母线电压的持续下降，支撑母线电压的快速恢复，保证能量路由器低压故障的有效穿越。但是在该技术中只是对单个能量路由器的控制，而在实际的配电网络中，需要由大量的能量路由器作为核心来组成电能能量的路由网络，因此需要一种控制方法来协调控制所有的能量路由器，提供配电网络的工作稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术中缺少对配电网络中利用大量能量路由器进行进行能量流动协调管理的技术的问题，提供了一种多级能量路由器协同系统及方法，以能量路由器作为核心节点在整个配电网络中组成能量路由网络，具有能量管理、增强配电网柔性、电能质量调节、网络信息互联互通等功能，可以解决分布式能源的间歇性问题，提高电能的利用效率，提升配电网工作稳定性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多级能量路由器协同系统，包括：总控制中心，用于对整个配电网的电能流动进行管理，所述总控制中心包括能相互进行电能传输的总能量路由器和总储能模块，还设置有云端进行数据存储；若干单元电网，所有单元电网共同组成整个配电网，每个单元电网中设置有一个子能量路由器；
所述子能量路由器与总能量路由器间能进行电能的双向传输，所述子能量路由器与云端间能进行双向通信。
[0006]本专利技术中以总控制中心中的总能量路由器作为配电网的最核心节点，总能量路由器可以是由多个能量路由器并行设置的组合；再以每个单元电网中的子能量路由器作为次一级的节点与总能量路由器组成辐射状路由网络，覆盖整个配电网，从而通过在各个节点上的能量路由器对配电网的电能流动进行控制管理。此外总控制中心中还设置有云端存储数据信息，每个子能量路由器收集到的数据都会自动上传到云端中，总控制中心可以根据云端内接收到的数据整理分析，从而调整控制总能量路由器对配电网中电能流动的方案和规划。
[0007]作为优选，所述单元电网为进行电能流动管理的最小配电网络，相邻的单元电网内的子能量路由器之间都能进行电能的双向传输。本专利技术中相邻单元电网内的子能量路由器之间也能进行电能的双向传输，使整个路由网络中任意相邻的若干个单元电网都能组合成更大范围的配电网络，可以使电能在这些单元电网之间互相流动而不通过总能量路由器控制，因此即使部分能量路由器故障也能保证附近单元电网的工作稳定性。
[0008]作为优选，所述单元电网内包括子能量路由器，所述子能量路由器分别连接储能模块、若干分布式能源和若干用户能量路由器进行电能传输，所述用户能量路由器与用户侧负荷连接。本专利技术中在子能量路由器下一级中还设置有用户能量路由器，用户能量路由器是能量路由网络中最基本的节点，对于其相连的用户侧负荷进行电能流动的控制，同时还可以检测用户侧负荷用电的类型和参数，为用户侧负荷提供类型和参数匹配度更高的电能，提高用电效率。储能模块是单元电网内的电能储备设备，与分布式能源一起组合为单元电网内的用户侧负荷供电，通过子能量路由器的电能分配可以降低分布式能源间歇性发电对电网的影响。
[0009]作为优选，所述储能模块包括若干储能装置，所述分布式能源为可再生能源发电装置，所述单元电网还设置有环境参数采集模块，用于采集影响分布式能源发电效率的环境参数。本专利技术中储能模块包括并行设置的若干储能装置，包括但不限于蓄电池、水利储能和热储能等不同的储能方式，同时用蓄电池储能还能直接移动蓄电池位置来达到电能转移的目的且不占用配电网传输负荷。此外分布式能源主要是光伏发电、风力发电、水力发电等可再生资源发电，其容易受环境因素影响而不能稳定发电，因此设置环境参数采集模块对分布式能源附近区域的环境参数进行采集，有利于预测分布式能源的发电量，便于子能量路由器的电能流动控制。
[0010]一种多级能量路由器协同方法，包括：S1、预测单元电网一天内需要由配电网输入的电能，并由子能量路由器发送到云端；S2、总控制中心接收来自所有子能量路由器的预测数据，得到整个配电网络一天内需要由外界输入的电能预测值；S3、总能量路由器根据S2中的电能预测值设定整个配电网的初始输入电能总量；S4、总能量路由器和子能量路由器根据单元电网的实际需要的电能进行电能流动管理。
[0011]本专利技术中由于每个单元电网都可以看做是相对独立的微电网，其分布式能源发电
的电能首先都是在单元电网内就地消纳，单元电网与外界的联系方式就是配电网中电能的输入输出，在实际过程中，每个单元电网都需要有配电网的电能输入来满足用电需求，因此首先需要预测每个单元电网计划需要的配电网电能输入，然后由总控制中心进行汇总从而得到整个配电网计划需要由外界输入的电能预测值，根据预测值来设定总能量路由器接下来预计需要控制的初始输入电能总量，在开始输入电能时以初始输入电能总量作为基础，然后根据实际负荷用电和分布式能源发电对每个单元电网的输入电能进行微调，从而保证配电网的稳定工作。
[0012]作为优选，所述S1中包括以下步骤：S11、预测用户侧负荷一天内的用电总量；S12、预测分布式能源一天内的发电总量；S13、将用电总量与发电总量的差值与储能模块的储能量进行比较得到需要由外界输入的电能。
[0013]本专利技术中单元电网中用户侧负荷的用电总量即为单元电网预计需要消耗的电能，分布式能源发电总量以及储能模块内的储能量即为单元电网内部能够提供的最大电能总量，两者的差值就是需要由配电网输入单元电网的电能。
[0014]作为优选，所述S4中，在电能流动管理过程中，用户侧负荷消耗电能的优先级由高到低为分布式能源发电电能、储能模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级能量路由器协同系统，其特征在于，包括：总控制中心，用于对整个配电网的电能流动进行管理，所述总控制中心包括能相互进行电能传输的总能量路由器和总储能模块，还设置有云端进行数据存储；若干单元电网，所有单元电网共同组成整个配电网，每个单元电网中设置有一个子能量路由器；所述子能量路由器与总能量路由器间能进行电能的双向传输，所述子能量路由器与云端间能进行双向通信。2.根据权利要求1所述的一种多级能量路由器协同系统，其特征在于，所述单元电网为进行电能流动管理的最小配电网络，相邻的单元电网内的子能量路由器之间都能进行电能的双向传输。3.根据权利要求1或2所述的一种多级能量路由器协同系统，其特征在于，所述单元电网内包括子能量路由器，所述子能量路由器分别连接储能模块、若干分布式能源和若干用户能量路由器进行电能传输，所述用户能量路由器与用户侧负荷连接。4.根据权利要求3所述的一种多级能量路由器协同系统，其特征在于，所述储能模块包括若干储能装置，所述分布式能源为可再生能源发电装置，所述单元电网还设置有环境参数采集模块，用于采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，吴迪，龚利武，俞国良，陆翔，薛龙江，于正平，张炜，陶琨，王吉宁，丁远齐，徐操宇，邓子龙，沈美勤，崔寅，徐克，张健，姚强，蔡云杰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司，
类型：发明
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