專利名稱：基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及控制方法，屬于微電網(wǎng)技術領域。
背景技術：
微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能系統(tǒng)和負荷組成的自治可控系統(tǒng)。微電網(wǎng)中分布式電源大多由風力發(fā)電、光伏發(fā)電等清潔可再生能源組成，具有間歇性和不穩(wěn)定性。通過維持微電網(wǎng)系統(tǒng)內部發(fā)電功率與負荷用電功率平衡，可保證微電網(wǎng)并網(wǎng)、離網(wǎng)、并網(wǎng)到離網(wǎng)切換的穩(wěn)定運行。微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，有大電網(wǎng)作為支持，可以很好的維持功率平衡。微電網(wǎng)并網(wǎng)到離網(wǎng)切換和離網(wǎng)運行時，通過儲能系統(tǒng)的充電、放電維持系統(tǒng)功率平衡。微電網(wǎng)內部儲 能系統(tǒng)容量、充放電功率有限，完全依靠儲能系統(tǒng)很難維持微電網(wǎng)系統(tǒng)功率平衡。目前的微電網(wǎng)系統(tǒng)大多采用集中式控制方法，通過就地裝置監(jiān)測負荷、發(fā)電單元的電壓、電流、功率、頻率等信息，上送到微電網(wǎng)控制器。微電網(wǎng)控制器進行微電網(wǎng)內部功率計算，得出微電網(wǎng)功率盈虧，下發(fā)負荷或發(fā)電單元的投切命令，由就地裝置執(zhí)行。一般情況下，微電網(wǎng)中負荷的用電量要大于分布式電源的發(fā)電量，并網(wǎng)運行時，主網(wǎng)可為微電網(wǎng)提供不足電量。離網(wǎng)運行時要切除部分一般負荷，保證重要負荷供電可靠性。微電網(wǎng)負荷功率變化無法精確預知，功率可能在瞬時發(fā)生跳變，功率不平衡發(fā)生迅速，微網(wǎng)集中控制器接收到就地裝置上送數(shù)據(jù)，計算后下發(fā)控制命令，響應速度很難達到要求。

發(fā)明內容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及控制方法，通過微電網(wǎng)控制器與就地微電網(wǎng)負荷控制器協(xié)調控制，提高微電網(wǎng)內部功率調節(jié)速度，維持微電網(wǎng)內部發(fā)電功率與負荷功率的平衡，保證微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的技術方案來實現(xiàn)的一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控，所述微電網(wǎng)控制器通過通訊網(wǎng)絡分別與微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控并行連接。還提供了一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)控制方法，其特征在于包括下列步驟(I)微電網(wǎng)一次設備由分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷構成；(2)微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控組成；(3)微電網(wǎng)負荷控制器把所接負荷的電壓、電流、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；
(4)并網(wǎng)點監(jiān)控把微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(5)分布式電源監(jiān)控把分布式電源發(fā)出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(6)儲能系統(tǒng)監(jiān)控把儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、電壓、電流、剩余電量等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(7)微電網(wǎng)控制器，根據(jù)微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控的上送數(shù)據(jù)，計算微電網(wǎng)內部功率值；當分布式電源大于負荷，儲能系統(tǒng)未處于充滿狀態(tài)時儲能系統(tǒng)電池充電，儲能系統(tǒng)充滿后微電網(wǎng)控制器下發(fā)命令，切除部分分布式電源；當分布式電源功率小于負荷功率時，根據(jù)儲能系統(tǒng)的剩余電量和儲能系統(tǒng)的最大放電功率，計算各線路負荷功率值，并將各線路負荷功率值下發(fā)給微電網(wǎng)負荷控制器；(8)微電網(wǎng)負荷控制器接收到微電網(wǎng)控制器下發(fā)線路負荷功率定值，監(jiān)測所在線路負荷的功率值，當線路負荷功率大于功率定值時，根據(jù)所接支路的負荷等級，判斷出要切除負荷支路，切除負荷，保證線路負荷不大于微電網(wǎng)控制器下發(fā)定值。有益效果本發(fā)明提供的基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及控制方法，通過微電網(wǎng)控制器和微電網(wǎng)負荷控制器的協(xié)調控制，能夠保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行；在微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，保證微電網(wǎng)與主網(wǎng)交互功率在儲能系統(tǒng)可調節(jié)的范圍內，當微電網(wǎng)發(fā)生主動離網(wǎng)或被動離網(wǎng)，可由儲能系統(tǒng)維持功率平衡；在微電網(wǎng)離網(wǎng)運行時，保證負荷和分布·式電源功率差值在儲能系統(tǒng)可調節(jié)的范圍；采用分布式負荷動態(tài)調節(jié)方法，微電網(wǎng)控制器進行分鐘級的功率調節(jié)，由負荷就地控制裝置進行毫秒級到秒級的功率調節(jié)，保證微電網(wǎng)的功率平衡。


圖I為本發(fā)明中的基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)一次設備結構圖；圖2為本發(fā)明的基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)圖；圖3為本發(fā)明的微網(wǎng)控制器控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖2所示，一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控，所述微電網(wǎng)控制器通過通訊網(wǎng)絡分別與微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控并行連接。如圖I、圖2和圖3所示，一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)控制方法，包括下列步驟(I)微電網(wǎng)一次設備由分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷構成；(2)微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控組成；(3)微電網(wǎng)負荷控制器把所接負荷的電壓、電流、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(4)并網(wǎng)點監(jiān)控把微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；( 5 )分布式電源監(jiān)控把分布式電源發(fā)出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(6)儲能系統(tǒng)監(jiān)控把儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、電壓、電流、剩余電量等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器；(7)微電網(wǎng)控制器，根據(jù)微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控的上送數(shù)據(jù)，計算微電網(wǎng)內部功率值；當分布式電源大于負荷，儲能系統(tǒng)未處于充滿狀態(tài)時儲能系統(tǒng)電池充電，儲能系統(tǒng)充滿后微電網(wǎng)控制器下發(fā)命令，切除部分分布式電源；當分布式電源功率小于負荷功率時，根據(jù)儲能系統(tǒng)的剩余電量和儲能系統(tǒng)的最大放電功率，計算各線路負荷功率值，并將各線路負荷功率值下發(fā)給微電網(wǎng)負荷控制器；·(8)微電網(wǎng)負荷控制器接收到微電網(wǎng)控制器下發(fā)線路負荷功率定值，監(jiān)測所在線路負荷的功率值，當線路負荷功率大于功率定值時，根據(jù)所接支路的負荷等級，判斷出要切除負荷支路，切除負荷，保證線路負荷不大于微電網(wǎng)控制器下發(fā)定值。如圖3所示，微電網(wǎng)控制器接收微電網(wǎng)中分布式電源、負荷、儲能系統(tǒng)的當前的電壓、電流、功率以及儲能系統(tǒng)的剩余電量等數(shù)據(jù)，微網(wǎng)控制器計算微電網(wǎng)中分布式電源功率與負荷功率差值ΔΡ。當分布式電源功率大于負荷功率，即ΛΡ>0，根據(jù)電池剩余電量判斷電池是否可充電。若儲能系統(tǒng)電池可充電，判斷發(fā)電功率與負荷差值Λ P是否大于電池最大充電功率_，AP>Ps_切除部分分布式電源，ΔΡ< = P^max不進行控制。若儲能系統(tǒng)電池不可充電，下發(fā)命令切除部分分布式電源單元。當分布式電源功率小于負荷功率，即ΛΡ〈=0，根據(jù)電池剩余電量判斷電池是否可放電。若儲能系統(tǒng)電池可放電，判斷發(fā)電功率與負荷差值ΛΡ是否大于電池最大放電功率Patmax，-ΔΡ>Ρ“ΧΤ發(fā)微電網(wǎng)負荷控制器負荷功率限值Ρ_+Ρ放_，-ΛΡ〈 = Patmax不進行控制。若儲能系統(tǒng)電池不可放電，下發(fā)微電網(wǎng)負荷控制器負荷功率限值ΡΜ_。微電網(wǎng)負荷控制器接收到功率定值，監(jiān)測線路負荷功率，若線路負荷功率小于微網(wǎng)控制器下發(fā)功率定值，不進行控制；若線路負荷功率大于功率定值，判斷各支路負荷的負荷等級，切除負荷等級低負荷支路。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控，所述微電網(wǎng)控制器通過通訊網(wǎng)絡分別與微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控并行連接。
2.基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)控制方法，其特征在于包括下列步驟 (1)微電網(wǎng)一次設備由分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷構成； (2)微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控組成； (3)微電網(wǎng)負荷控制器把所接負荷的電壓、電流、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器； (4)并網(wǎng)點監(jiān)控把微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器； (5)分布式電源監(jiān)控把分布式電源發(fā)出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器； (6)儲能系統(tǒng)監(jiān)控把儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、電壓、電流、剩余電量等數(shù)據(jù)上送給微電網(wǎng)控制器； (7)微電網(wǎng)控制器，根據(jù)微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控的上送數(shù)據(jù)，計算微電網(wǎng)內部功率值；當分布式電源大于負荷，儲能系統(tǒng)未處于充滿狀態(tài)時儲能系統(tǒng)電池充電，儲能系統(tǒng)充滿后微電網(wǎng)控制器下發(fā)命令，切除部分分布式電源；當分布式電源功率小于負荷功率時，根據(jù)儲能系統(tǒng)的剩余電量和儲能系統(tǒng)的最大放電功率，計算各線路負荷功率值，并將各線路負荷功率值下發(fā)給微電網(wǎng)負荷控制器； (8)微電網(wǎng)負荷控制器接收到微電網(wǎng)控制器下發(fā)線路負荷功率定值，監(jiān)測所在線路負荷的功率值，當線路負荷功率大于功率定值時，根據(jù)所接支路的負荷等級，判斷出要切除負荷支路，切除負荷，保證線路負荷不大于微電網(wǎng)控制器下發(fā)定值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括微電網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控，所述微電網(wǎng)控制器通過通訊網(wǎng)絡分別與微電網(wǎng)負荷控制器、并網(wǎng)點監(jiān)控、分布式電源監(jiān)控和儲能系統(tǒng)監(jiān)控并行連接。本發(fā)明提供的基于分布式負荷動態(tài)調節(jié)的微電網(wǎng)穩(wěn)定控制方法，通過微電網(wǎng)控制器與就地微電網(wǎng)負荷控制器協(xié)調控制，提高微電網(wǎng)內部功率調節(jié)速度，維持微電網(wǎng)內部發(fā)電功率與負荷功率的平衡，保證微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。
文檔編號H02J3/38GK102931662SQ20121040710
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者丁建忠, 沈浩東, 陳娜, 趙景濤, 仇佳鑫, 馮威, 楊金喜, 謝虎, 唐斐, 陳暉 申請人:江蘇省電力公司揚州供電公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司