孤岛微电网管理系统及其能量管理方法技术方案

本发明专利技术公开了孤岛微电网管理系统及其能量管理方法，其中能量管理方法包括采集并根据历史数据，设定小功率电源机组在预设时间段内的出力量；设定整定值区间；根据供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，以及储能系统的荷电状态值与整定值区间的关系，控制孤岛微电网系统执行功率调整命令；功率调整命令包括控制储能系统充电、控制储能系统放电、控制切除供能设备以及控制供能设备与负荷断开连接的一种；解决了微网新能源机组电源功率波动、负荷变化及系统扰动带来的供电质量问题，实现孤岛微电网中的各分布式电源容量合理配置，确保重要负荷稳定工作。确保重要负荷稳定工作。确保重要负荷稳定工作。

【技术实现步骤摘要】
孤岛微电网管理系统及其能量管理方法


[0001]本专利技术涉及孤岛微电网系统领域，尤其涉及一种孤岛微电网管理系统及其能量管理方法。

技术介绍

[0002]全球能源形势越来越严峻，微电网的使用受到了越来越多的关注。
[0003]微电网系统运行方式灵活，通常既可以运行在并网状态，与外部电网进行功率交换，又可以作为一个完全独立的孤岛系统运行在离网状态。但对于某些特定场景下的微网，例如海洋孤立岛屿、偏远牧场和边防哨所等没有大电网覆盖的区域，只能独立自治运行。对于上述孤岛微电网系统，由于没有大电网支撑，加上无法准确预知天气变化情况，如何确保电力可靠供应、保证系统安全稳定运行成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提供一种孤岛微电网管理系统及其能量管理方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种孤岛微电网系统的能量管理方法，孤岛微电网系统包括供能设备以及储能系统；所述供能设备包括小功率电源机组、新能源机组和燃油机组；其中，所述能量管理方法包括以下步骤：
[0006]采集并根据历史数据，设定所述小功率电源机组在预设时间段内的出力量；
[0007]设定整定值区间；
[0008]根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，以及所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令；
[0009]所述功率调整命令包括控制所述储能系统充电、控制所述储能系统放电、控制切除所述供能设备以及控制所述供能设备与所述负荷断开连接的一种。
[0010]优选地，所述采集并根据历史数据，设定所述小功率电源机组在预设时间段内的出力量，包括以下步骤：
[0011]采集所述历史数据，所述历史数据包括系统通讯历史数据、天气历史数据及负荷历史信息；
[0012]根据所述历史数据，预测所述预设时间段中新能源机组的出力量以及所有负荷的运行情况；
[0013]根据所述预设时间段中新能源机组的出力量以及所有负荷的运行情况，设定小功率电源机组在该预设时间段内的出力量。
[0014]优选地，所述根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，以及所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令，包括以下步骤：
[0015]根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，判断孤岛微电网
系统是否处于异常状态，所述异常状态包括系统过频状态和系统低频状态；若是，则根据所述异常状态执行下一步骤，若否，则在预设时间后再次判断所述孤岛微电网系统是否处于异常状态；
[0016]在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统储存能量或逐步切除供能设备；
[0017]在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统释放能量或断开用电负荷。
[0018]优选地，所述在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统储存能量或逐步切除供能设备，包括以下步骤：
[0019]在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态时，判断所述储能系统荷电状态是否超过所述整定值区间中的最大值；
[0020]若是，则控制所述储能系统进入充电模式；若不是，则根据预设顺序逐步切除供能设备。
[0021]优选地，所述在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统释放能量或断开负荷，包括以下步骤：
[0022]在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态时，判断所述储能系统荷电状态是否低于所述整定值区间中的最小整定值；
[0023]若是，则控制所述储能系统进入放电模式；若不是，则根据预设优先级逐级切除用电负荷。
[0024]优选地，在控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令之后，还包括以下步骤：
[0025]根据所述供能设备的运行退出情况，控制所述孤岛微电网系统进入对应的运行方式；所述运行方式包括正常运行方式、一般事故运行方式以及应急事故运行方式。
[0026]优选地，所述正常运行方式为恒源新柴储模式；
[0027]所述恒源新柴储模式包括控制所述小功率电源机组作为主电源、以及控制所述新能源机组作为辅助供电；所述储能系统和所述燃油机组用于削峰填谷。
[0028]优选地，所述一般事故运行方式包括新柴储模式和源柴储模式；
[0029]所述新柴储模式包括控制所述孤岛微电网系统切除与预设优先级最低的负荷之间的连接；控制所述新能源机组作为主电源、且所述储能系统用于削峰填谷；所述燃油机组作为备用电源；
[0030]所述源柴储模式包括控制所述孤岛微电网系统切除与预设优先级最低的负荷之间的连接；控制所述小功率电源机组作为主电源、且所述储能系统用于削峰填谷；所述燃油机组作为备用电源。
[0031]优选地，所述应急事故运行方式为柴储模式；
[0032]所述柴储模式包括控制所述燃油机组作为主电源满足预设优先级最高负荷运行，所述储能系统作为过渡电源。
[0033]优选地，所述一般事故运行方式包括新柴储模式和源柴储模式；
[0034]所述根据供能设备的运行退出情况，控制所述孤岛微电网系统进入对应的运行方
式，包括以下步骤：
[0035]判断所述小功率电源机组或所有所述新能源机组是否退出运行，若是，则执行下一步骤，若否，则进入所述正常运行方式；
[0036]判断所述小功率机组和所有所述新能源机组是否全部退出运行，若是，则进入所述应急事故运行方式，若否，则执行下一步骤；
[0037]判断所述小功率电源机组或所有所述新能源机组的运行退出情况，若所述小功率电源机组退出运行，则执行所述新柴储模式，若所有所述新能源机组全部退出运行，则执行所述源柴储模式。
[0038]优选地，还包括以下步骤：
[0039]在控制孤岛微电网系统执行功率调整命令后，根据所述功率调整命令，调整所述整定区间。
[0040]优选地，所述预设顺序为根据对所述新能源机组在邻于预设时间段的下一时间段的出力量和/或新能源机组的额定输出功率，优先切除额定发电功率低和/或预测下一时间段的出力最小的新能源机组。
[0041]优选地，所述预设优先级为根据供电优先级对负荷进行等级划分。
[0042]优选地，所述采集并根据历史数据，设定所述小功率电源机组在预设时间段内的出力量，包括以下步骤：
[0043]采集所述历史数据，所述历史数据包括系统通讯历史数据、天气历史数据及负荷历史信息；
[0044]根据所述历史数据，预测所述预设时间段中新能源机组的出力量以及所有负荷的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种孤岛微电网系统的能量管理方法，其特征在于，所述孤岛微电网系统包括供能设备以及储能系统；所述供能设备包括小功率电源机组、新能源机组和燃油机组；其中，所述能量管理方法包括以下步骤：采集并根据历史数据，设定所述小功率电源机组在预设时间段内的出力量；设定整定值区间；根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，以及所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令；所述功率调整命令包括控制所述储能系统充电、控制所述储能系统放电、控制切除所述供能设备以及控制所述供能设备与所述负荷断开连接的一种。2.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，所述采集并根据历史数据，设定所述小功率电源机组在预设时间段内的出力量，包括以下步骤：采集所述历史数据，所述历史数据包括系统通讯历史数据、天气历史数据及负荷历史信息；根据所述历史数据，预测所述预设时间段中新能源机组的出力量以及所有负荷的运行情况；根据所述预设时间段中新能源机组的出力量以及所有负荷的运行情况，设定小功率电源机组在该预设时间段内的出力量。3.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，所述根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，以及所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令，包括以下步骤：根据所述供能设备的实际输出功率与用电负荷所需功率的关系，判断孤岛微电网系统是否处于异常状态，所述异常状态包括系统过频状态和系统低频状态；若是，则根据所述异常状态执行下一步骤，若否，则在预设时间后再次判断所述孤岛微电网系统是否处于异常状态；在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统储存能量或逐步切除供能设备；在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统释放能量或断开用电负荷。4.根据权利要求3所述的能量管理方法，其特征在于，所述在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统储存能量或逐步切除供能设备，包括以下步骤：在所述孤岛微电网系统处于所述系统过频状态时，判断所述储能系统荷电状态是否超过所述整定值区间中的最大值；若是，则控制所述储能系统进入充电模式；若不是，则根据预设顺序逐步切除供能设备。5.根据权利要求3所述的能量管理方法，其特征在于，所述在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态，根据所述储能系统的荷电状态值与所述整定值区间的关系，控制所述储能系统释放能量或断开负荷，包括以下步骤：在所述孤岛微电网系统处于所述系统低频状态时，判断所述储能系统荷电状态是否低
于所述整定值区间中的最小整定值；若是，则控制所述储能系统进入放电模式；若不是，则根据预设优先级逐级切除用电负荷。6.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，在控制所述孤岛微电网系统执行功率调整命令之后，还包括以下步骤：根据所述供能设备的运行退出情况，控制所述孤岛微电网系统进入对应的运行方式；所述运行方式包括正常运行方式、一般事故运行方式以及应急事故运行方式。7.根据权利要求6所述的能量管理方法，其特征在于，所述正常运行方式为恒源新柴储模式；所述恒源新柴储模式包括控制所述小功率电源机组作为主电源、以及控制所述新能源机组作为辅助供电；所述储能系统和所述燃油机组用于削峰填谷。8.根据权利要求6所述的能量管理方法，其特征在于，所述一般事故运行方式包括新柴储模式和源柴储模式；所述新柴储模式包括控制所述孤岛微电网系统切除与预设优先级最低的负荷之间的连接；控制所述新能源机组作为主电源、且所述储能系统用于削峰填谷；所述燃油机组作为备用电源；所述源柴储模式包括控制所述孤岛微电网系统切除与预设优先级最低的负荷之间的连接；控制所述小功率电源机组作为主电源、且所述储能系统用于削峰填谷；所述燃油机组作为备用电源。9.根据权利要求6所述的能量管理方法，其特征在于，所述应急事故运行方式为柴储模式；所述柴储模式包括控制所述燃油...

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，黎亚，张淑兴，董军，曾其权，牟娟，王尧，吴昊，张顺，
申请(专利权)人：中广核风电有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：