基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了电能管理技术领域的一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统及方法，所述系统包括设置于区域用户侧的区域路由控制系统和设置于单独用户侧的单独路由控制系统；区域路由控制系统分别与市电端和若干单独路由控制系统连接；单独路由控制系统包括单独微电网路由器、发电模组、储能模组和负载终端；单独微电网路由器分别与发电模组、储能模组和负载终端连接；发电模组的其中一个输出端通过换流器与负载终端的输入端连接，发电模组的另一个输出端通过交流器与储能模组的输入端连接，储能模组的输出端通过逆变器与负载终端的输入端连接。本发明专利技术能够对用户侧的能源交易进行统一管理，提高了能源的综合利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统及方法


[0001]本专利技术属于电能管理
，具体涉及一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统及方法。

技术介绍

[0002]由于各家庭用户差异明显，可再生能源发电、储能、用电负荷规模和配置存在差异，各时段电能需求，用能偏好也各不相同，在内部电能管理上有着各自的优化目标，系统整体模型的描述较为困难。并且，用户规模、交易意愿、交易成本的差别，使得用户间端对端电能交易和传统电力市场中的交易存在较大差别。同时，基于博弈和拍卖机制的定价和交易决策过程对用户参与有一定的要求，而小规模用户很难将时间和精力投入到交易报价和决策过程中，缺少统一标准的光伏管理装置对市场过程进行自动控制。此外，随着家庭接入设备的种类繁多，用户对交直流多电压等级的需求日益迫切。家庭端电动汽车、储能、直流照明等设备没有统一的接入装置。
[0003]传统家庭能量管理系统是一种以家庭网关为中心的家庭能量管理系统架构，家电通过能源监控设备连入家庭控制网络，并以最低能耗为目标自主识别、管理设备，实现了对家庭用电设备的实时监控和管理。目前对于含有新能源分布式的产储销家庭用户来讲，未有充分考虑新能源发电和余量上网等模式下的能量管理系统，真正在用户侧实现能量策略的优化和管理。然而对于用户侧的能源交易，目前只是处于理论研究和方法探讨阶段。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统及方法，能够对用户侧的能源交易进行统一管理，提高了能源的综合利用率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]第一方面，提供一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，包括设置于区域用户侧的区域路由控制系统和设置于单独用户侧的单独路由控制系统；所述区域路由控制系统分别与市电端和若干个单独路由控制系统连接；每个所述单独路由控制系统包括单独微电网路由器、发电模组、储能模组和负载终端；所述单独微电网路由器分别与发电模组、储能模组和负载终端连接，用于对用户侧进行能量管理；所述发电模组的其中一个输出端通过换流器与负载终端的输入端连接，所述发电模组的另一个输出端通过交流器与储能模组的输入端连接，所述储能模组的输出端通过逆变器与负载终端的输入端连接。
[0007]进一步地，所述区域路由控制系统包括电价与电量管理模块，所述电价与电量管理模块用于对每个单独路由控制系统中的储能模组所储存的电量进行统计管理，以及对每个单独路由控制系统所在用户所定的电价进行统计管理，并根据电价对各单独路由控制系统进行排序。
[0008]进一步地，所述区域路由控制系统包括需求管理模块，所述需求管理模块实时接收各个单独路由控制系统所在用户的电能需求信息。
[0009]进一步地，所述区域路由控制系统包括电能分配模块，所述电能分配模块针对所接收到的售电需求信息与购电需求信息，将售电用户的储能模组所储存的电量输送至购电用户的储能模组。
[0010]进一步地，所述区域路由控制系统包括市电输送模块，所述市电输送模块用于当售电用户所售电量低于购电用户所需电量时，将市电输送至购电用户的储能模组。
[0011]进一步地，所述区域路由控制系统包括电费管理模块，所述电费管理模块用于记录并存储售电用户所获得的电费以及购电用户所花费的电费。
[0012]进一步地，所述单独微电网路由器支持多种通信协议，包括CAN规约、 RS485和MODBUS。
[0013]进一步地，所述发电模组与负载终端配对时，构建基于发电模组与负载终端路由方法的数学模型：
[0014]目标函数：
[0015]约束函数：
[0016][0017][0018]其中，表示发电功率；表示传输功率；表示负载功率；表示发电模组的发电容量；表示线路的传输容量；表示生产成本；β
ij
表示线路成本；γ
i
表示负载优先级；G表示发电；T表示输电；L表示负载。
[0019]第二方面，提供一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制方法，基于第一方面所述的基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，包括：响应于售电交易指令，判断用户是否满足自身负载终端的用电需求，在满足自身负载终端的用电需求的前提下，再执行售电交易指令；当无法满足时，则交易失败。
[0020]进一步地，响应于售电交易指令，判断交易功率与储能模组最大充电功率的大小；当储能模组最大充电功率小于交易功率时，则交易失败；当储能模组最大充电功率大于交易功率时，则开始交易，同时检测储能模组电量是否达到上限，达到上限后停止交易，否则继续购电，直至交易完成。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过设置于区域用户侧的区域路由控制系统和设置于单独用户侧的单独路由控制系统，能够收集用户购售电信息，并根据电力交易平台下发的交易指令，在对应的控制策略下对家庭光伏、储能电池等分布式单元能量管理、运行模式及工作状态进行调节，支撑交易及控制策略的顺利执行，实现了对用户侧能源交易的统一管理，提高了能源的综合利用率；通过对新能源数据和储能数据进行处理和汇总，提供展示产销储用户的整体运行状况并能够根据数据信息制定相应的能量管理策略，实现产销储群用户的能量的综合管控。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例提供的一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系
统的整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例中单独路由控制系统的结构示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例中区域路由控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0026]实施例一：
[0027]如图1～图3所示，一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，包括设置于区域用户侧的区域路由控制系统和设置于单独用户侧的单独路由控制系统；区域路由控制系统分别与市电端和若干个单独路由控制系统连接。
[0028]每个单独路由控制系统包括单独微电网路由器、发电模组、储能模组和负载终端。
[0029]单独微电网路由器安装在每个家庭用户在入网接口，分别与发电模组、储能模组和负载终端连接，用于对用户侧进行能量管理。
[0030]发电模组，用于通过光伏发电设备和/或风力发电设备产生电能。
[0031]储能模组，用于储存发电模组产生的电能。
[0032]负载终端，包括家用的各类电器，从发电模组或储能模组获取电能。
[0033]发电模组的其中一个输出端通过换流器与负载终端的输入端连接，发电模组的另一个输出端通过交流器与储能模组的输入端连接，储能模组的输出端通过逆变器与负载终端的输入端连接。
[0034]区域路由控制系统由区域微电网路由器构成，且区域微电网路由器包括：电价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，其特征在于，包括设置于区域用户侧的区域路由控制系统和设置于单独用户侧的单独路由控制系统；所述区域路由控制系统分别与市电端和若干个单独路由控制系统连接；每个所述单独路由控制系统包括单独微电网路由器、发电模组、储能模组和负载终端；所述单独微电网路由器分别与发电模组、储能模组和负载终端连接，用于对用户侧进行能量管理；所述发电模组的其中一个输出端通过换流器与负载终端的输入端连接，所述发电模组的另一个输出端通过交流器与储能模组的输入端连接，所述储能模组的输出端通过逆变器与负载终端的输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，其特征在于，所述区域路由控制系统包括电价与电量管理模块，所述电价与电量管理模块用于对每个单独路由控制系统中的储能模组所储存的电量进行统计管理，以及对每个单独路由控制系统所在用户所定的电价进行统计管理，并根据电价对各单独路由控制系统进行排序。3.根据权利要求1所述的基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，其特征在于，所述区域路由控制系统包括需求管理模块，所述需求管理模块实时接收各个单独路由控制系统所在用户的电能需求信息。4.根据权利要求1所述的基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，其特征在于，所述区域路由控制系统包括电能分配模块，所述电能分配模块针对所接收到的售电需求信息与购电需求信息，将售电用户的储能模组所储存的电量输送至购电用户的储能模组。5.根据权利要求1所述的基于微电网用户侧的多端口电能变换路由控制系统，其特征在于，所述区域路由控制系统包括市电输送模块，所述市电输送模块用于当售电用户所售电量低于购电用户所需电量时，将市电输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓燕，黄堃，赵景涛，郭王勇，吾喻明，李哲，梁加本，王海龙，吴俊兴，刘澄，杨文，黄磊，王辉，崔鑫，史旭鹏，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：