一種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法，其子網(wǎng)結構包括傳統(tǒng)負荷、彈性負荷、蓄電池等儲能設備、雙向逆變器、光伏電池等微電源、子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器、直流線路。通過控制雙向逆變器輸出功率，以及對彈性負荷的調(diào)節(jié)，控制子網(wǎng)的用電功率，從而克服傳統(tǒng)負荷及風力發(fā)電機、光伏電池等微電源的擾動，實現(xiàn)子網(wǎng)用電功率的分時恒定，以滿足上級微電網(wǎng)對子網(wǎng)的調(diào)度要求，同時以實時電價、燃料價格等為依據(jù)，智能選擇最優(yōu)控制律，實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。
【專利說明】-種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)系統(tǒng)，特別涉及一種可供上級微電網(wǎng)調(diào)度的、可優(yōu)化自身用電 成本的單相微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法。

【背景技術】
[0002] 微電網(wǎng)是智能配電網(wǎng)重要的組成部分，微電網(wǎng)集成了微電源、分布式儲能、彈性負 荷等微資源，構成電能發(fā)配用自治系統(tǒng)。然而，由于風力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生電源的高 度隨機性，傳統(tǒng)負荷、燃料電池等清潔電源的不確定性，以及彈性負荷的可控可調(diào)，使得微 電網(wǎng)成為公共電網(wǎng)中的不確定負載，對公共電網(wǎng)的穩(wěn)定與優(yōu)化帶來巨大的沖擊。
[0003] 目前的微電網(wǎng)研究一般以微電網(wǎng)用電成本作為優(yōu)化目標，只考慮微電網(wǎng)自身的性 能，缺少與公共電網(wǎng)的交互，使得微電網(wǎng)對于公共電網(wǎng)而言仍是不確定的。
[0004] 目前的微電網(wǎng)控制技術均以一個區(qū)域的三相用電為背景前提，缺少單相的微電網(wǎng) 優(yōu)化控制方法。
[0005] 目前的微電網(wǎng)控制技術均把微電網(wǎng)劃分為并網(wǎng)及孤網(wǎng)兩種狀態(tài)，設置有并網(wǎng)開 關。這需要對已鋪設好電力線路的用戶進行電力線路的升級改造，降低了用戶的參與積極 性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提出一種適用于單相微電網(wǎng)電能 優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法，利用彈性負荷、儲能設備、微電源進行功率互補，實現(xiàn)微電網(wǎng) 子網(wǎng)用電功率的分時恒定，以滿足上級微電網(wǎng)對子網(wǎng)的調(diào)度要求，同時以實時電價、燃料價 格等為依據(jù)，實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：
[0008] -種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法，其子網(wǎng)結構包括傳統(tǒng)負 荷、彈性負荷、蓄電池等儲能設備、雙向逆變器、光伏電池等微電源、子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器、 直流線路。其特征在于：所述單相微電網(wǎng)子網(wǎng)的用電功率在子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器的控制下 可實現(xiàn)分時恒定，同時實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。
[0009] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，通過控制雙向逆變器輸出功率，以及對彈性 負荷的調(diào)節(jié)，控制子網(wǎng)的用電功率。
[0010] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器可根據(jù)上級微電網(wǎng)對子 網(wǎng)的調(diào)度要求，通過控制子網(wǎng)的用電功率，實現(xiàn)子網(wǎng)用電功率的分時恒定。
[0011] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，無需子網(wǎng)并網(wǎng)的物理開關，子網(wǎng)電能優(yōu)化控 制器通過控制子網(wǎng)的用電功率大小，實現(xiàn)子網(wǎng)的三種狀態(tài)，即微電網(wǎng)向子網(wǎng)供電狀態(tài)、子網(wǎng) 向微電網(wǎng)饋電狀態(tài)、子網(wǎng)孤網(wǎng)狀態(tài)。
[0012] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，雙向逆變器、微電源、儲能設備通過直流線路 相連接，通過控制雙向逆變器輸出功率和微電源輸出功率，控制儲能設備充放電功率。
[0013] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，根據(jù)實時電價、燃料成本、儲能設備剩余電 量，通過調(diào)節(jié)彈性負荷，以及控制雙向逆變器輸出功率、微電源輸出功率，實現(xiàn)子網(wǎng)用電成 本的優(yōu)化。
[0014] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，微電源可根據(jù)子網(wǎng)用電成本優(yōu)化情況而自由 增加或刪減；
[0015] 所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器可通過通信網(wǎng)絡與上級 微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進行連接。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
[0017] 本發(fā)明提供了一種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法，將多種類 型的微電源、儲能設備等統(tǒng)一連接到雙向逆變器上，并與負荷相并聯(lián)，構成輸出功率分時恒 定的微電網(wǎng)子網(wǎng)系統(tǒng)，大幅簡化上級微電網(wǎng)的調(diào)度優(yōu)化難度，提高微電網(wǎng)的穩(wěn)定性；同時微 電網(wǎng)子網(wǎng)通過內(nèi)部調(diào)節(jié)，實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。本發(fā)明無需對現(xiàn)有電力線路進行升級 改造，微電源可自由增減，有利于微電網(wǎng)的組網(wǎng)設計、控制、維護擴容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0019] 圖1是本發(fā)明實施例的單相微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的單相微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法示意圖，包括傳統(tǒng)負 荷、彈性負荷、儲能設備、雙向逆變器、微電源、子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器、直流線路；所述雙向逆 變器、微電源、儲能設備通過直流線路相連接，微電源及儲能設備可根據(jù)實際自由增減；所 述雙向逆變器與負荷直接并聯(lián)。
[0021] 所述子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器通過通信網(wǎng)絡與上級微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)連接，接收彈性負 荷的用電功率及運行時間的申請；通過功率采樣電路檢測傳統(tǒng)負荷用電功率；通過內(nèi)部算 法計算出儲能設備剩余電量，以及風力發(fā)電機、光伏電池等微電源的最大發(fā)電功率。
[0022] 所述子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器以上級微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度要求、子網(wǎng)安全穩(wěn)定運行 作為優(yōu)化控制的約束條件，根據(jù)實時電價、燃料價格等信息對子網(wǎng)進行優(yōu)化，構建優(yōu)化目標 函數(shù)如下：
[0023]

【權利要求】
1. 一種適用于單相微電網(wǎng)電能優(yōu)化的子網(wǎng)結構及控制方法，其子網(wǎng)結構包括傳統(tǒng)負 荷、彈性負荷、蓄電池等儲能設備、雙向逆變器、光伏電池等微電源、子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器、 直流線路，其特征在于：所述單相微電網(wǎng)子網(wǎng)的用電功率在子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器的控制下 可實現(xiàn)分時恒定，同時實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。
2. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：通過控制雙向逆 變器輸出功率，以及對彈性負荷的調(diào)節(jié)，控制子網(wǎng)的用電功率。
3. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：子網(wǎng)電能優(yōu)化控 制器可根據(jù)上級微電網(wǎng)對子網(wǎng)的調(diào)度要求，通過控制子網(wǎng)的用電功率，實現(xiàn)子網(wǎng)用電功率 的分時恒定。
4. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：無需子網(wǎng)并網(wǎng)的 物理開關，子網(wǎng)電能優(yōu)化控制器通過控制子網(wǎng)的用電功率大小，實現(xiàn)子網(wǎng)的三種狀態(tài)，即微 電網(wǎng)向子網(wǎng)供電狀態(tài)、子網(wǎng)向微電網(wǎng)饋電狀態(tài)、子網(wǎng)孤網(wǎng)狀態(tài)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：雙向逆變器、微電 源、儲能設備通過直流線路相連接，通過控制雙向逆變器輸出功率和微電源輸出功率，控制 儲能設備充放電功率。
6. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：根據(jù)實時電價、燃 料成本、儲能設備剩余電量，通過調(diào)節(jié)彈性負荷，以及控制雙向逆變器輸出功率、微電源輸 出功率，實現(xiàn)子網(wǎng)用電成本的優(yōu)化。
7. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：微電源可根據(jù)子 網(wǎng)用電成本優(yōu)化情況而自由增加或刪減。
8. 根據(jù)權利要求1所述的微電網(wǎng)子網(wǎng)結構及控制方法，其特征在于：子網(wǎng)電能優(yōu)化控 制器可通過通信網(wǎng)絡與上級微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進行連接。
【文檔編號】H02J3/06GK104065074SQ201410336047
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權日:2014年7月10日
【發(fā)明者】章云, 劉毅, 余榮, 謝勝利 申請人:廣東工業(yè)大學