一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括就地控制層、協(xié)調(diào)控制層和調(diào)度管理層結(jié)構(gòu)，就地控制層包括光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器及相關(guān)測(cè)控終端，協(xié)調(diào)控制層包括運(yùn)行控制器，調(diào)度管理層包括分布式電源接入控制器；該方法以當(dāng)前分布式發(fā)電、微電網(wǎng)及主網(wǎng)的工況為基礎(chǔ)，根據(jù)分布式電源定功率、不限功率、考慮配網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷，形成控制策略下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層；協(xié)調(diào)控制層根據(jù)就地控制層上送的測(cè)量值和狀態(tài)量將控制策略分解為對(duì)設(shè)備的控制信號(hào)，下發(fā)給就地控制層，就地控制層設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終完成控制過(guò)程。本發(fā)明采用三層模式架構(gòu)進(jìn)行控制，其控制方式靈活，分布式電源和微網(wǎng)控制主要在就地完成，時(shí)效性可以得到有效保證。
【專利說(shuō)明】一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高滲透率的分布式電源接入配電網(wǎng)，必然會(huì)給配電網(wǎng)的運(yùn)行、調(diào)度和管理帶來(lái)很多負(fù)面影響。為了使配電網(wǎng)能適應(yīng)分布式電源的并網(wǎng)接入，迫切需要對(duì)分布式電源運(yùn)行控制及接入控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而降低分布式電源并網(wǎng)接入帶來(lái)的不利影響，同時(shí)發(fā)揮其積極的輔助作用，以適應(yīng)分布式電源，尤其是分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、降低分布式電源并網(wǎng)接入影響的分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)及其方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)，包括就地控制層、協(xié)調(diào)控制層和調(diào)度管理層三層控制結(jié)構(gòu)，所述就地控制層包括光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器及相關(guān)測(cè)控終端，所述協(xié)調(diào)控制層包括運(yùn)行控制器，所述調(diào)度管理層包括分布式電源接入控制器；所述測(cè)控終端與運(yùn)行控制器相連接，所述光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器通過(guò)通信子網(wǎng)與運(yùn)行控制器相連接，所述協(xié)調(diào)控制層通過(guò)通信網(wǎng)與調(diào)度管理層相連接負(fù)責(zé)向調(diào)度管理層上送新能源信息，所述調(diào)度管理層接受協(xié)調(diào)控制層上送的新能源監(jiān)控信息并負(fù)責(zé)運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)度控制。
[0006]一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制方法，包括以下步驟:
[0007](I)在正常狀態(tài)下，調(diào)度管理層以當(dāng)前分布式發(fā)電、微電網(wǎng)及主網(wǎng)的工況為基礎(chǔ)，根據(jù)分布式電源定功率、不限功率、考慮配網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷，形成控制策略下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層；協(xié)調(diào)控制層根據(jù)就地控制層上送的測(cè)量值和狀態(tài)量將控制策略分解為對(duì)設(shè)備的控制信號(hào)，下發(fā)給就地控制層，就地控制層設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終完成控制過(guò)程；
[0008](2)在緊急狀態(tài)下，當(dāng)就地控制層測(cè)量到故障如孤島的動(dòng)態(tài)后來(lái)不及采取全局控制行動(dòng)，就地控制層設(shè)備根據(jù)控制保護(hù)邏輯立即行動(dòng)，并將信息上送至協(xié)調(diào)控制層和協(xié)調(diào)控制層，再針對(duì)預(yù)想事故的適應(yīng)性控制方案，執(zhí)行緊急控制措施；
[0009](3)在通信故障情況下，采用自適應(yīng)控制方式進(jìn)行接入控制。
[0010]而且，所述自適應(yīng)控制方式進(jìn)行接入控制方法為:當(dāng)調(diào)度管理層與協(xié)調(diào)控制層發(fā)生通信故障時(shí)，調(diào)度管理層將控制決策功能下放到協(xié)調(diào)控制層，形成兩層控制模式；當(dāng)協(xié)調(diào)控制層與部分就地控制層通訊故障時(shí)，就地控制層設(shè)備根據(jù)測(cè)量值和狀態(tài)量執(zhí)行設(shè)定的控制策略。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]1、本發(fā)明采用三層模式架構(gòu)進(jìn)行控制，其控制方式靈活，分布式電源和微網(wǎng)控制主要在就地完成，時(shí)效性可以得到有效保證。
[0013]2、本發(fā)明采用統(tǒng)一平臺(tái)以及開放性設(shè)計(jì)方法，平臺(tái)與應(yīng)用分開，因此可以方便使用第三方高級(jí)應(yīng)用軟件和二次開發(fā)，因此，易于實(shí)現(xiàn)與擴(kuò)展。
[0014]3、本發(fā)明具有豐富標(biāo)準(zhǔn)接口并可以靈活配置，克服了目前分布式發(fā)電接口不統(tǒng)一、控制系統(tǒng)需支持多種協(xié)議的問題，適用于不同配電網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的處理流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0017]一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括就地控制層、協(xié)調(diào)控制層和調(diào)度管理層三層控制結(jié)構(gòu)，其中，就地控制層包括光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器及相關(guān)測(cè)控終端，協(xié)調(diào)控制層包括運(yùn)行控制器，調(diào)度管理層包括分布式電源接入控制器。就地控制層負(fù)責(zé)各個(gè)新能源單元和負(fù)荷電氣設(shè)備的控制以及與協(xié)調(diào)控制層的接口，就地控制層的測(cè)控終端與協(xié)調(diào)控制層的運(yùn)行控制器相連接，是控制策略(命令)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就地控制層的光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器通過(guò)通信子網(wǎng)與協(xié)調(diào)控制層的運(yùn)行控制器相連接，光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器等新能源之間的協(xié)調(diào)控制功能，比如調(diào)壓、調(diào)頻、運(yùn)行模式切換策略由協(xié)調(diào)控制層控制層制定，并由運(yùn)行控制器向光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器發(fā)送相應(yīng)的控制命令實(shí)施控制。協(xié)調(diào)控制層通過(guò)通信網(wǎng)與調(diào)度管理層相連接，負(fù)責(zé)向調(diào)度管理層上送新能源信息；調(diào)度管理層主要接受協(xié)調(diào)控制層設(shè)備上送的新能源監(jiān)控信息，負(fù)責(zé)各個(gè)新能源的總體運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)度管理。
[0018]本系統(tǒng)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外分布式發(fā)電/儲(chǔ)能的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展過(guò)程，針對(duì)國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制模式比較靈活，既能適應(yīng)分布式發(fā)電設(shè)備快速反應(yīng)，又能保證配網(wǎng)調(diào)度慢速全局響應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)通信性能要求不高，當(dāng)協(xié)調(diào)控制層與協(xié)調(diào)控制層之間通信出現(xiàn)故障，協(xié)調(diào)控制層能局部自治運(yùn)行，而就地控制層控制一方面執(zhí)行協(xié)調(diào)控制層控制信號(hào)，一方面是就地自適應(yīng)完成緊急快速控制。
[0019]一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制方法，是針對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程快速性和全局控制方案慢速性的事實(shí)，一方面采用三層控制方法進(jìn)行控制且各層控制相對(duì)獨(dú)立，各層控制分別根據(jù)不同的響應(yīng)要求采取不同的速度；另一方面采用面向?qū)ο蟮臓顟B(tài)控制方法:為實(shí)現(xiàn)該種控制方法程序基于消息機(jī)制的設(shè)計(jì)方法，各控制層根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)量以設(shè)定的狀態(tài)控制算法執(zhí)行狀態(tài)控制，當(dāng)上/下層有變化時(shí)采用消息機(jī)制送達(dá)，該控制層根據(jù)消息優(yōu)先級(jí)分別處理，避免因等待造成任務(wù)處理延誤。本控制方法的具體實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟:
[0020]步驟1:在正常狀態(tài)下，調(diào)度管理層以當(dāng)前分布式發(fā)電、微電網(wǎng)及主網(wǎng)的工況為基礎(chǔ)，根據(jù)分布式電源定功率、不限功率、考慮配網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷，形成控制策略下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層；協(xié)調(diào)控制層根據(jù)就地控制層上送的測(cè)量值和狀態(tài)量將控制策略分解為對(duì)設(shè)備的控制信號(hào)，下發(fā)給就地控制層，就地控制層設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終完成控制過(guò)程。
[0021]步驟2:在緊急狀態(tài)下，當(dāng)就地控制層測(cè)量到故障如孤島的動(dòng)態(tài)后來(lái)不及采取全局控制行動(dòng)，就地控制層設(shè)備根據(jù)控制保護(hù)邏輯立即行動(dòng)，并將信息上送至協(xié)調(diào)控制層和協(xié)調(diào)控制層，再針對(duì)預(yù)想事故的適應(yīng)性控制方案，執(zhí)行緊急控制措施。
[0022]步驟3:在通信故障情況下采用自適應(yīng)控制方式進(jìn)行接入控制。
[0023]前面提到該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不過(guò)分依靠通信系統(tǒng)，如調(diào)度管理層與協(xié)調(diào)控制層之間通訊故障，調(diào)度管理層將控制決策功能下放到協(xié)調(diào)控制層，形成兩層控制模式；而當(dāng)協(xié)調(diào)控制層與部分就地控制層DG通訊故障，就地控制層DG仍可以根據(jù)測(cè)量值和狀態(tài)量執(zhí)行設(shè)定控制策略。
[0024]通過(guò)以上控制方法即可實(shí)現(xiàn)分布式電源接入配電網(wǎng)的控制功能。
[0025]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括就地控制層、協(xié)調(diào)控制層和調(diào)度管理層三層控制結(jié)構(gòu)，所述就地控制層包括光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器及相關(guān)測(cè)控終端，所述協(xié)調(diào)控制層包括運(yùn)行控制器，所述調(diào)度管理層包括分布式電源接入控制器；所述測(cè)控終端與運(yùn)行控制器相連接，所述光伏逆變器、儲(chǔ)能雙向控制器通過(guò)通信子網(wǎng)與運(yùn)行控制器相連接，所述協(xié)調(diào)控制層通過(guò)通信網(wǎng)與調(diào)度管理層相連接負(fù)責(zé)向調(diào)度管理層上送新能源信息，所述調(diào)度管理層接受協(xié)調(diào)控制層上送的新能源監(jiān)控信息并負(fù)責(zé)運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)度控制。
2.一種如權(quán)利要求1所述控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在正常狀態(tài)下，調(diào)度管理層以當(dāng)前分布式發(fā)電、微電網(wǎng)及主網(wǎng)的工況為基礎(chǔ)，根據(jù)分布式電源定功率、不限功率、考慮配網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷，形成控制策略下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層；協(xié)調(diào)控制層根據(jù)就地控制層上送的測(cè)量值和狀態(tài)量將控制策略分解為對(duì)設(shè)備的控制信號(hào)，下發(fā)給就地控制層，就地控制層設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終完成控制過(guò)程； (2)在緊急狀態(tài)下，當(dāng)就地控制層測(cè)量到故障如孤島的動(dòng)態(tài)后來(lái)不及采取全局控制行動(dòng)，就地控制層設(shè)備根據(jù)控制保護(hù)邏輯立即行動(dòng)，并將信息上送至協(xié)調(diào)控制層和協(xié)調(diào)控制層，再針對(duì)預(yù)想事故的適應(yīng)性控制方案，執(zhí)行緊急控制措施； (3)在通信故障情況下，采用自適應(yīng)控制方式進(jìn)行接入控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式電源接入配電網(wǎng)的控制方法，其特征在于:所述自適應(yīng)控制方式進(jìn)行接入控制方法為:當(dāng)調(diào)度管理層與協(xié)調(diào)控制層發(fā)生通信故障時(shí)，調(diào)度管理層將控制決策功能下放到協(xié)調(diào)控制層，形成兩層控制模式；當(dāng)協(xié)調(diào)控制層與部分就地控制層通訊故障時(shí)，就地控制層設(shè)備根據(jù)測(cè)量值和狀態(tài)量執(zhí)行設(shè)定的控制策略。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104135078SQ201410391965
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張磐, 魯文, 于建成 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司