新型能源互联网系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种新型能源互联网系统。它包括至少一个可再生能源发电单元、若干个可再生能源管理系统和至少一个储能单元，其中若干个可再生能源管理系统组成电力双向传输的环网，环网中的一个可再生能源管理系统与储能单元连接，同时环网还与可再生能源发电单元连接；可再生能源发电单元则与传统电网连接。该系统是建立在可再生能源发电及其控制技术、数字通信技术、电能存储技术基础上的电网结构，允许各种发电形式接入，支持实时、高速、双向电力数据传输和电能的双向可靠传输，对电网智能管理，统筹安排，在保证安全稳定的基础上达到经济效益最大化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于新型能源接入的新型能源互联网系统。
技术介绍
随着能源危机、环境污染、温室效应等问题的日益严重，可再生能源发电得到了空 前的重视，世界各国都在大力发展可再生能源发电。然而，传统电网系统结构已无法满足大 量可再生能源发电的接入需求。改变电网结构，提高电网效率，增强电网稳定等问题已经提 上议事日程。传统电网暴露出许多不足，首先，它是一个刚性系统，各发电单元的接入与退出、 电能的输送等都缺乏弹性，特别是小型可再生能源发电单元，和电网缺少信息上的交流，致 使电网缺乏动态柔性及可组性；第二，系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余，针对可 再生能源发电，没有可靠的备用电源或储能设备，经济效益较差；第三，对客户的服务简单， 电能单向传输；第四，系统内部存在多个信息孤岛，用户、电源、电网间缺少互动。
技术实现思路
本技术的目的就是为解决传统电网中可再生能源的不易利用的问题，提出一 种新型能源互联网系统，该系统是建立在可再生能源发电及其控制技术、数字通信技术、电 能存储技术基础上的电网结构，允许各种发电形式接入，支持实时、高速、双向电力数据传 输和电能的双向可靠传输，对电网智能管理，统筹安排，在保证安全稳定的基础上达到经济 效益最大化。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种新型能源互联网系统，它包括至少一个可再生能源发电单元、若干个可再生 能源管理系统和至少一个储能单元，其中若干个可再生能源管理系统组成电力双向传输的 环网，环网中的一个可再生能源管理系统与储能单元连接，同时环网还与可再生能源发电 单元连接；可再生能源发电单元则与传统电网连接。所述可再生能源发电单元包括至少一个智能变电站，智能变电站通过可再生能源 管理器分别与风力发电装置和/或太阳能发电装置连接。所述可再生能源管理系统包括至少一个可再生能源管理器，可再生能源管理器则 与用户端连接，用户端分别与风力发电装置和/或太阳发电装置连接，同时用户端还与电 动汽车及其他用电设备以及无线通信设备连接。所述储能单元为抽水储能装置或蓄电池储能装置或超导磁储能装置或超级电容 器储能装置或压缩空气储能装置或飞轮储能装置或氢储能装置。本技术的新型能源互联网系统是对传统电网历史性的变革。首先，系统采用 可再生能源能源管理系统(REMS :Renewable Energy Management System)，新的管理系统 充分考虑可再生能源发电的特点，加强新能源发电与电网的联系，充分利用绿色能源发电 的基础上使整个电网的效益达到最大。系统支持小容量可再生能源发电、智能家电、电动汽 3车等随时接入与切出，真正做到即插即用(plug-and-play)。其次，在能源互联网中，传统的 用户不仅是电能的使用者，同时又是电能的创造者，可以没有任何障碍的将电能传送到能 源互联网上并取得相应的回报。能源互联网在支持电能双向传输的同时为普通与工业用户 提供前所未有的优质电能。本技术设计的能源互联网系统利用再生能源发电及其控制技术、数字通信技 术、电能存储技术，实现电力数据与电能可靠、高速、双向传输。经检索，未发现与本实用新 型相同或类似的文献报道。本技术的新型能源互联网有以下几个关键部分组成1、可再生能源发电单元随着煤炭、石油等传统一次能源逐步走向枯竭，提高能源利用效率、加强可再生能 源的利用，已成为解决我国经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源供 给紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。新型能源互联网系统允许大量的可再 生能源接入，典型代表为风力发电和太阳能发电。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促 使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。太 阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光 电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这 种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太 阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。2、可再生能源能源管理系统可再生能源管理系统主要包括可再生能源管理器、智能变电站和各级智能调度中 心。可再生能源管理系统是新型能源互联网系统的核心。可再生能源管理器的主要功能如下首先，为风力发电、光伏发电等可再生能源发 电单元提供接口，支持电源的随时接入与切出，实现发电单元的即插即用。同时对接入的可 再生能源发电电源进行检测、控制和调整。第二，建立用户与电网的信息通联。用户根据自 身需求获得实时电价、发电电源运行状态、电网电压、故障情况等信息，根据电价、运行状态 自主选择向电网提供电能并获得报酬或是从电网获得电能供自身使用。上级调度控制中心 通过可再生能源管理器获得用户的用电状态、供电请求等信息数据。第三，根据用户需要、 电网控制等具体情况，断开或恢复用户与电网的联系。断开后的一个或几个用户，可组成独 立运行的微电网，在主网发生故障无法正常工作时，微电网内部用电设备不受影响，待主网 故障解决，再恢复联系。智能变电站主要有三种能力自治、协调、操作自动化。(1)自治变电站能在必要 时提高电能质量和电压稳定性。监测分析变电站设备(包括变压器、母线、避雷器、隔离开关 和断路器、互感器等)的状态，实现状态检修，从而优化资产使用和节约人力成本。此外，智 能变电站还能实现预警报警、自动故障诊断和处理等功能。(2)协调接收下级可再生能源 管理器的上传数据信息与用电、供电请求，上报自身及下级用户的状态数据信息，服从上级 调度控制中心指令。(3)操作自动化变电站能在微机的控制下取代操作人员进行倒闸、开 闭接地刀闸等操作。地区智能调度中心起到的作用有第一，作为信息集散地，通过标准接口采集、管理和整合各级调度智能调度中心、智能变电站及可再生能源管理器的数据信息，用于分析、 计算、仿真。第二，作为控制中枢，采用先进的电网分析和控制技术，使原来离线的、局部的、 经验的运行控制提升为在线的、实时反馈的、全局的、智能的自动调整和控制。实现基于电 网动态监测及在线稳定分析和估计的在线预决策和预防性控制，基于全网信息的自适应紧 急控制，支持需求侧响应的更灵活有效的有功和无功控制，使电网的整体安全、稳定、经济 运行水平得到极大的提高。3、储能单元电能的储存技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导线圈储能、超级 电容储能、蓄电池储能、氢储能等，以上技术都可在新型能源互联网中使用。储能设备的主 要作用有以下几点(1)保证电网安全高效运行。电力生产过程是连续进行的，发一输一 配一用电必须时刻基本保持平衡，而电网中用户对电力的需求在白天和黑夜、不同的季节 之间存在较大的差别，这使得电力系统必须留有很大的备用容量，系统设备运行效率低。应 用储能技术可以达到削峰填谷、减少系统备用需求的作用。(2)保证微电网的正常可靠运 行。当电网运行于微网状态时，由于微电网容量相对较小，系统的正常运行容易受发电和用 电双方随机变化因素的影响，系统的运行能力和供电质量难以得到保证，加装储能设备后， 通过储能设备的充放电控制，微电网运行水平和可靠性均可得到提高。(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型能源互联网系统，其特征是，它包括至少一个可再生能源发电单元、若干个可再生能源管理系统和至少一个储能单元，其中若干个可再生能源管理系统组成电力双向传输的环网，环网中的一个可再生能源管理系统与储能单元连接，同时环网还与可再生能源发电单元连接；可再生能源发电单元则与传统电网连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙莹，李可军，赵传辉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]