一种热能电能一体化微电网控制方法及系统技术方案

一种热能电能一体化微电网控制方法及系统，设有取暖策略、制冷策略、热储能策略、电能策略和电热能转化策略；本发明专利技术实现热电能量一体化综合管理，适用范围广；以能源需求量为源，有效的将能源发生装置与使用场景隔离，从而实现了能源产生和使用的异步架构，避免了传统发生多少能源必须使用多少能源的状况；可以使电能在经济的情况下由电能向热能转换，从而可以使整个系统的能源使用在经济的状态下；可以对能够产生流向进行准确的控制，合理控制热源发生装置的运行，使能源柔性使用，减少热能使用量，相较集中供暖等传统供暖，可节约大量费用；加强谷电使用，减少峰电使用，在为用户节约用电费用的同时，为电网峰谷电平衡贡献力量。为电网峰谷电平衡贡献力量。为电网峰谷电平衡贡献力量。

【技术实现步骤摘要】
一种热能电能一体化微电网控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种热能电能一体化微电网控制方法，属于微电网


技术介绍

[0002]微电网通常具备两种常态运行模式，即独立运行模式和联网运行模式。依据微电网独立运行模式下，各分布式电源所发挥的作用不同，微电网控制模式可以分为主从控制模式、对等控制模式和分层控制模式。
[0003](一)主从控制模式：
[0004]主从控制模式是指在微电网处于孤岛运行模式时，其中一个分布式电源采取定电压和定频率控制(简称V/F控制)，用于向微电网中其他分布式电源提供电压和频率参考，而其他的分布式电源则可采用定功率控制(简称P/Q控制)。采用V/F控制的分布式电源控制器称为主控制器，而其他的分布式电源控制器称为从控制器。
[0005](二)对等控制模式：
[0006]对等控制模式是指微电网中所有的分布式电源在控制上都具有同等的地位，各控制器之间不存在主和从的控制关系，每个分布式电源都根据接入系统点电压和频率的就地信息进行控制。对于这种控制模式，分布式电源控制器的策略选择十分关键，一种常用的方法就是Droop控制。
[0007](三)分层控制模式：
[0008]分层控制模式一般都设有中央控制器，用于向微网中的分布式电源发出控制信息。中心控制器首先对分布式电源发电功率和负荷需求量进行预测，然后制定相应的计划，并根据实时采集的电压、电流、功率等信息，对运行计划进行调整。
[0009]但是，现阶段缺少以能源需求为驱动的，考虑经济性和环保性的热能电能一体化微电网控制方案。

技术实现思路

[0010]为此，本专利技术提供一种热能电能一体化微电网控制方法及系统，用于电能热能由使用到产生的需求驱动控制，达到节省费用、节能环保的目的。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热能电能一体化微电网控制方法，包括取暖策略、制冷策略、热储能策略、电能策略和电热能转化策略；
[0012]所述取暖策略中，根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止控制，当使用场景环境温度低于第一设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；当使用场景环境温度达到第二设定温度时，控制系统停止热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；
[0013]所述制冷策略中，根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止控制，当使用场景环境温度高于第三设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备从使用场景中吸收热量；当使用场景环境温度低于第四设定温度时，控制系统停止热储能装置的换
热设备从使用场景中吸收热量；
[0014]所述热储能策略中，在供热场景下，当热储能装置的储能介质温度低于第五设定温度时，控制系统投入所有热能发生装置；当热储能装置的储能介质温度达到第六设定温度时，控制系统停止锅炉类热能发生装置工作；当热储能装置的储能介质温度达到第七设定温度时，控制系统只保留非耗能类热能发生装置运行；
[0015]所述电能策略中，在峰电价时段，当电储能装置储能量大于第一电量设定值时，控制系统切除常规电源供电，由新能源装置和电储能装置向使用场景供电；当电储能装置储能量低于第二电量设定值，且用电实时负荷大于新能源装置发电功率时，控制系统投入常规电源供电和新能源装置供电；当电储能装置储能量低于第三电量设定值，控制系统投入常规电源供电；在谷电价时段，当电储能装置储能量大于第四电量设定值，控制系统切除常规电源供电；
[0016]所述电热能转化策略中，在任意时间段，当电能储能装置储能量大于第五电量设定值，且热储能装置的储能介质温度低于第八设定温度时，控制系统启动电热转换设备，将多余电能向热能转化并储存于热储能装置中。
[0017]作为热能电能一体化微电网控制方法优选方案，所述热储能策略中，在供冷场景下，当热储能装置的储能介质温度低于第九设定温度时，控制系统投入冷源设备向热储能装置换热；当热储能装置的储能介质温度达到第十设定温度时，控制系统停止冷源设备运行。
[0018]作为热能电能一体化微电网控制方法优选方案，所述电能策略中，在任意时间段，实时用电功率大于设定倍数的新能源发电功率时，投入常规电源供电；
[0019]在任意时间段，当光照度符合预设照度值时，投入光伏发电设备；
[0020]在任意时间段，当风速符合预设风速值时，投入风力发电。
[0021]作为热能电能一体化微电网控制方法优选方案，所述热储能装置采用气体储热装置、液体储热装置和固体储热装置中的至少一种；
[0022]所述热能发生装置采用热泵装置、太阳能集热板、电热一体集热板、环保炉具、电锅炉和空调机组中的至少一种；
[0023]所述换热设备采用列管换热器、板式热换热器和换热盘管中的至少一种；
[0024]非耗能类热能发生装置包括太阳能集热板。
[0025]作为热能电能一体化微电网控制方法优选方案，所述电储能装置采用双向逆变储能装置或UPS电源；
[0026]所述常规电源供电包括电网市电、柴油发电机供电和燃料电池中的至少一种；
[0027]所述新能源装置采用光伏发电装置或风力发电装置。
[0028]本专利技术还提供一种热能电能一体化微电网控制系统，包括取暖控制模块、制冷控制模块、热储能控制模块、电能控制模块和电热能转化控制模块；
[0029]所述取暖控制模块，用于根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止控制，当使用场景环境温度低于第一设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；当使用场景环境温度达到第二设定温度时，控制系统停止热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；
[0030]所述制冷控制模块，用于根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止
控制，当使用场景环境温度高于第三设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备从使用场景中吸收热量；当使用场景环境温度低于第四设定温度时，控制系统停止热储能装置的换热设备从使用场景中吸收热量；
[0031]所述热储能控制模块，用于在供热场景下，当热储能装置的储能介质温度低于第五设定温度时，控制系统投入所有热能发生装置；当热储能装置的储能介质温度达到第六设定温度时，控制系统停止锅炉类热能发生装置工作；当热储能装置的储能介质温度达到第七设定温度时，控制系统只保留非耗能类热能发生装置运行；
[0032]所述电能控制模块，用于在峰电价时段，当电储能装置储能量大于第一电量设定值时，控制系统切除常规电源供电，由新能源装置和电储能装置向使用场景供电；当电储能装置储能量低于第二电量设定值，且用电实时负荷大于新能源装置发电功率时，控制系统投入常规电源供电和新能源装置供电；当电储能装置储能量低于第三电量设定值，控制系统投入常规电源供电；还用于在谷电价时段，当电储能装置储能量大于第四电量设定值，控制系统切除常规电源供电；
[0033]所述电热能转化控制模块，用于在任意时间段，当电能储能装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热能电能一体化微电网控制方法，其特征在于，包括取暖策略、制冷策略、热储能策略、电能策略和电热能转化策略；所述取暖策略中，根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止控制，当使用场景环境温度低于第一设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；当使用场景环境温度达到第二设定温度时，控制系统停止热储能装置的换热设备向使用场景传递热能；所述制冷策略中，根据使用场景用能需求量进行热储能装置的启动或停止控制，当使用场景环境温度高于第三设定温度时，控制系统启动热储能装置的换热设备从使用场景中吸收热量；当使用场景环境温度低于第四设定温度时，控制系统停止热储能装置的换热设备从使用场景中吸收热量；所述热储能策略中，在供热场景下，当热储能装置的储能介质温度低于第五设定温度时，控制系统投入所有热能发生装置；当热储能装置的储能介质温度达到第六设定温度时，控制系统停止锅炉类热能发生装置工作；当热储能装置的储能介质温度达到第七设定温度时，控制系统只保留非耗能类热能发生装置运行；所述电能策略中，在峰电价时段，当电储能装置储能量大于第一电量设定值时，控制系统切除常规电源供电，由新能源装置和电储能装置向使用场景供电；当电储能装置储能量低于第二电量设定值，且用电实时负荷大于新能源装置发电功率时，控制系统投入常规电源供电和新能源装置供电；当电储能装置储能量低于第三电量设定值，控制系统投入常规电源供电；在谷电价时段，当电储能装置储能量大于第四电量设定值，控制系统切除常规电源供电；所述电热能转化策略中，在任意时间段，当电能储能装置储能量大于第五电量设定值，且热储能装置的储能介质温度低于第八设定温度时，控制系统启动电热转换设备，将多余电能向热能转化并储存于热储能装置中。2.根据权利要求1所述的一种热能电能一体化微电网控制方法，其特征在于，所述热储能策略中，在供冷场景下，当热储能装置的储能介质温度低于第九设定温度时，控制系统投入冷源设备向热储能装置换热；当热储能装置的储能介质温度达到第十设定温度时，控制系统停止冷源设备运行。3.根据权利要求1所述的一种热能电能一体化微电网控制方法，其特征在于，所述电能策略中，在任意时间段，实时用电功率大于设定倍数的新能源发电功率时，投入常规电源供电；在任意时间段，当光照度符合预设照度值时，投入光伏发电设备；在任意时间段，当风速符合预设风速值时，投入风力发电。4.根据权利要求1所述的一种热能电能一体化微电网控制方法，其特征在于，所述热储能装置采用气体储热装置、液体储热装置和固体储热装置中的至少一种；所述热能发生装置采用热泵装置、太阳能集热板、电热一体集热板、环保炉具、电锅炉和空调机组中的至少一种；所述换热设备采用列管换热器、板式热换热器和换热盘管中的至少一种；非耗能类热能发生装置包括太阳能集热板。5.根据权利要求1所述的一种热能电能一体化微电网控制方法，其特征在于，所述电储
能装置采用双向逆变储能装置或UPS电源；所述常规电源供电包括电网市电、柴油发电机供电和燃料电池中的至少一种；所述新能源装置采用光伏发电装置或风力发电装置。6.一种热能电能一体化微电网控制系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，杨鹏飞，杨强，赵培廷，王瑞林，田宏宾，
申请(专利权)人：内蒙古万众易暖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：