一种光伏微电网能量管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电网管理技术领域，具体涉及一种光伏微电网能量管理系统，包括构成微电网的充电端口、放电端口、发电端口以及用电端口，所述微电网还包括发电单元、储能单元以及用电单元，所述微电网还包括发电供电端以及负荷用电端，所述微电网还包括实时数据库以及历史数据库，所述实时数据库以及历史数据库共同电性连接有SCADA数据采集与监控系统。本发明专利技术可以配合微电网500kVA级自同步电压源逆变器并联运行动态特性研究和光伏

【技术实现步骤摘要】
一种光伏微电网能量管理系统


[0001]本专利技术涉及电网管理
，具体涉及一种光伏微电网能量管理系统。

技术介绍

[0002]能源是人类赖以生存和发展的基础，电力作为基本的能源形式，是国民经济发展的命脉。太阳能作为可再生清洁能源之一，将发挥重要作用。
[0003]然而分布式光伏发电多建设于我国中东部地区的厂房屋顶，经常造成光伏发电和设备用电不匹配现象：设备用电大时，光伏电站发电量不足，或不发电；光伏电站发电量充足时，设备用不完所发电量。从而导致光伏电站与公共电网经常交换电量。此外,分布式光伏发电的分散性、随机性、不稳定性，大规模高渗透率并网会给电网造成严重的扰动。因此，整合分布式光伏发电资源，建立光伏微电网，提高电能质量，对我国的能源可持续发展和环境保护具有战略意义。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种光伏微电网能量管理系统，以解决分布式光伏发电的分散性、随机性、不稳定性，大规模高渗透率并网会给电网造成严重的扰动的问题。
[0005]一种光伏微电网能量管理系统，包括构成微电网的充电端口、放电端口、发电端口以及用电端口，所述微电网还包括发电单元、储能单元以及用电单元，所述微电网还包括发电供电端以及负荷用电端，所述微电网还包括实时数据库以及历史数据库，所述实时数据库以及历史数据库共同电性连接有SCADA数据采集与监控系统，所述历史数据库还电性连接有微电网调度与控制模块以及用电管理模块，所述微电网调度与控制模块还与实时数据库电性连接。
[0006]优选的，所述微电网能量管理方法包括蓄电池充放电特性约束、蓄电池荷电状态约束、逆变器运行特性约束、光照情况约束以及负荷预测约束。
[0007]优选的，所述微电网调度与控制模块包括实时安全稳定控制模块、故障自愈模块以及能量优化模块。
[0008]优选的，所述用电管理模块包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括电能质量指标评估分析模块以及负荷裁切模块。
[0009]优选的，所述微电网内能量传递形式采用交流，通过其内部中公共耦合点静态开关的控制实现孤岛/并网的模式转换，当开关闭合时，该系统处于并网运行模式，此时电压和频率参数由大电网决定，同理，当开关断开时，系统处于孤岛运行模式，此时的电压和频率参数由自身特性决定。
[0010]优选的，所述微电网内部通过分层分区的思想设置不同级别的控制，其中每层中组件都具有一定相同或和似的特性，将各个单元和负载单元设置为下层，将管理和优化策略设置为上层。
[0011]优选的，所述故障自愈模块能将电网体系的实时运转状况进行同步上报，操控中心实时知道微电网运转状况并即时进行调度操控。
[0012]优选的，所述微电网在精确阻隔毛病之后，电网体系当即进入康复状况，自主挑选合理的供电途径，疾速康复停电区域的负荷供电，将孤岛运转的区域并入网络，康复为反常运转状况，乃至正常运转状况。
[0013]优选的，所述微电网在出现安全危险时，体系经过校核维修二次体系、调整维护设备的整定值、调理无功抵偿设备、退出老化设备，消除微电网的安全危险，坚持显性安全运转状况，可有用地将危险消除在萌发状况。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]1、配合微电网500kVA级自同步电压源逆变器并联运行动态特性研究和光伏
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储能高效智能充电机研究开发的需要，构建分层管控的微电网能量管理软硬件系统。
[0016]2、研究能量的高效调配策略、具有虚拟同步技术的多机系统虚拟重构策略，实现能量较长时间跨度的合理调配和当下局部单元的有效微控。
[0017]3、建立多维能量管理空间模型，通过多维度组合，针对不同模式、不同时序和多约束条件，研究提高微电网的供电质量和经济性的优化策略。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的“四维三元两端”微电网能量管理方法的结构图。
[0019]图2为本专利技术的控制程序的流程图。
[0020]图3为本专利技术的控制程序的流程图。
[0021]图4为本专利技术的运行模式图。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0023]参照图1
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4，一种光伏微电网能量管理系统，包括构成微电网的充电端口、放电端口、发电端口以及用电端口，所述微电网还包括发电单元、储能单元以及用电单元，所述微电网还包括发电供电端以及负荷用电端，所述微电网还包括实时数据库以及历史数据库，所述实时数据库以及历史数据库共同电性连接有SCADA数据采集与监控系统，所述历史数据库还电性连接有微电网调度与控制模块以及用电管理模块，所述微电网调度与控制模块还与实时数据库电性连接，光储微电网的电能主要来自光伏发电，受自然环境影响,它们的功率输出具有随机波动特点且难以准确预测，加之负荷功率的波动，使微网在实时运行过程中存在一定的非计划瞬时波动功率，这些瞬时波动功率必须被微网内的由储能单元供电的压频控制单元吸收，才能维持网内电压/频率稳定。由于微网中储能容量配置有限，随着微网持续独立运行，其分摊的非计划瞬时波动功率引起的能量累积很可能超出储能装置允许的能量状态上限或下限范围,若是不针对储能装置能量状态进行实时调整，确保其处于允许范围之内,并且始终拥有可调节功率裕量，则微网难以长时间独立运行。
[0024]因此，本项目提出“四维三元两端”微电网能量管理方法，对微电网的“四维”(充电、放电、发电、用电)、“三元”(发电单元、储能单元、用电单元)、“两端”(发电供电端、负荷用电端)进行管理，保持微电网内发/供电功率与负荷用电功率在当下及今后尽可能长时间段内的平衡，为网内负荷提供高品质的供电质量并保持微电网的健康稳定经济运行。
[0025]微电网能量管理方法包括蓄电池充放电特性约束、蓄电池荷电状态约束、逆变器运行特性约束、光照情况约束以及负荷预测约束，微电网调度与控制模块包括实时安全稳定控制模块、故障自愈模块以及能量优化模块，用电管理模块包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括电能质量指标评估分析模块以及负荷裁切模块，“四维三元两端”微电网能量管理方法通过多维度组合，解决在不同模式、不同时序和多约束条件下的微电网能量优化管理问题。根据需求，灵活地选择各维度的层级数，全面考虑各种状况和约束下的影响因子，系统化地推导出对应的控制策略库并实时调用，保证微电网并网运行的经济调度和独立供电的优化运行。
[0026]“四维三元两端”微电网能量管理方法的控制目标包括，光伏发电量最大、关键负荷供电可靠性最高、储能元件充放电次数最小、综合经济指标最优等。
[0027]微电网内部通过分层分区的思想设置不同级别的控制，其中每层中组件都具有一定相同或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏微电网能量管理系统，包括构成微电网的充电端口、放电端口、发电端口以及用电端口，其特征在于：所述微电网还包括发电单元、储能单元以及用电单元，所述微电网还包括发电供电端以及负荷用电端，所述微电网还包括实时数据库以及历史数据库，所述实时数据库以及历史数据库共同电性连接有SCADA数据采集与监控系统，所述历史数据库还电性连接有微电网调度与控制模块以及用电管理模块，所述微电网调度与控制模块还与实时数据库电性连接。2.根据权利要求1所述的一种光伏微电网能量管理系统，其特征在于：所述微电网能量管理方法包括蓄电池充放电特性约束、蓄电池荷电状态约束、逆变器运行特性约束、光照情况约束以及负荷预测约束。3.根据权利要求1所述的一种光伏微电网能量管理系统，其特征在于：所述微电网调度与控制模块包括实时安全稳定控制模块、故障自愈模块以及能量优化模块。4.根据权利要求1所述的一种光伏微电网能量管理系统，其特征在于：所述用电管理模块包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括电能质量指标评估分析模块以及负荷裁切模块。5.根据权利要求1所述的一种光伏微电网能量管理系统，其特征在于：所述微电网内能量传递形式采用交流，通过其内部中公共耦合点静态开关的控制实现孤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国伟，时悦，许国轩，张力，
申请(专利权)人：湖北省电力装备有限公司，
类型：发明
国别省市：