一種含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)，有利于新能源就地分散利用，提高用戶供電可靠性。但 分布式發(fā)電具有間歇性和隨機性，其不穩(wěn)定的發(fā)電方式給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來相當多難 題。微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電接入電網(wǎng)的有效利用方式，將發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負荷相結合， 通過相關控制裝置間的配合，不僅解決了分布式電源發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模接入問題，充分發(fā) 揮了分布式發(fā)電系統(tǒng)的各項優(yōu)勢，還為用戶帶來了其他多方面的效益。
[0003] 隨著微網(wǎng)工程的大規(guī)模建成，一定區(qū)域內多個鄰近微網(wǎng)因互聯(lián)互供所需將形成多 微網(wǎng)系統(tǒng)。目前我國在光儲多微網(wǎng)系統(tǒng)方面的研究和現(xiàn)場運行經(jīng)驗較少，隨著光儲微電網(wǎng) 進入快速發(fā)展階段，有必要發(fā)展一種含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，以開展光儲 多微網(wǎng)的關鍵技術研究。
[0004] 中國專利申請201220002686. 4公開了一種實驗室用的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系 統(tǒng)只包括一次系統(tǒng)，未涉及二次系統(tǒng)設計，微電網(wǎng)系統(tǒng)不具備完善的功能，而且該申請內的 微電網(wǎng)系統(tǒng)為單微網(wǎng)，不適用多微網(wǎng)的關鍵技術研究。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微 網(wǎng)系統(tǒng)，其對開展光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設計、模式切換和優(yōu)化運行研究具有重要意義。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)， 該光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)；一次系統(tǒng)包括配電網(wǎng)、多微網(wǎng)母線、至少三 個子微網(wǎng)，每個子微網(wǎng)均包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備；二次系統(tǒng)為控制系統(tǒng)， 該控制系統(tǒng)包括區(qū)域型中央控制器和區(qū)域型一體化終端；
[0007] 至少三個子微網(wǎng)包括：
[0008] 串聯(lián)型子微網(wǎng)，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備通過斷路器和接觸器與 多微網(wǎng)母線相連接，多微網(wǎng)母線通過斷路器和接觸器與配電網(wǎng)相連接；
[0009] 至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)；每個并聯(lián)型子微網(wǎng)包括子微網(wǎng)母線；其中，光伏發(fā)電系 統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備通過斷路器和接觸器與子微網(wǎng)母線相連接；子微網(wǎng)通過斷路器和 接觸器與多微網(wǎng)母線相連接。
[0010] 本發(fā)明中，二次系統(tǒng)是主控硬件采用芯片stm32F407的光儲型多微網(wǎng)控制系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，其工作原理如下：
[0012] 光儲型多微網(wǎng)的區(qū)域型一體化終端通過底層設備通信模塊實時采集光伏發(fā)電系 統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備的運行數(shù)據(jù)（儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)、敏感負荷總有功、可控負荷總有 功、完全可切除負荷總有功、分布式電源出力、各斷路器開關狀態(tài)、子微網(wǎng)運行狀態(tài)等實時 信息），再通過終端通信模塊傳輸數(shù)據(jù)至區(qū)域型中央控制器；區(qū)域型中央控制器對接收的 數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，結合配電網(wǎng)的調度信息經(jīng)決策后向區(qū)域型一體化終端發(fā)送控制指令， 區(qū)域型一體化終端再向光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備下達指令，實現(xiàn)光儲型多微網(wǎng) 功率實時平衡控制、運行優(yōu)化、模式切換等功能。
[0013] 光儲型多微網(wǎng)的控制系統(tǒng)是光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的決策中心，根據(jù)接收的底層設備 實時運行數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)調度信息，采取快速決策確定相關分布式電源的出力、負荷的投切 以及各子微網(wǎng)的并離網(wǎng)控制。具備以下基本功能：（1)光儲型多微網(wǎng)各分布式電源和負荷 運行狀態(tài)的實時監(jiān)控；（2)光儲型多微網(wǎng)的孤島檢測與運行模式控制；(3)光儲型多微網(wǎng)的 故障保護及穩(wěn)定運行控制；（4)光儲型多微網(wǎng)互聯(lián)運行的群組協(xié)調技術。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，串聯(lián)型子微網(wǎng)與并聯(lián)型子微網(wǎng)構成串聯(lián)型多微 網(wǎng)；至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)構成并聯(lián)型多微網(wǎng)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池板、光伏直流配電箱和 光伏逆變器組成；光伏電池板與光伏直流配電箱相連，光伏直流配電箱與光伏逆變器相連 接。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，儲能系統(tǒng)由鋰電池組和儲能雙向變流器組成；串 聯(lián)后的鋰電池組與儲能雙向變流器相連接。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，負荷設備包括燈泡組、負載箱、電動機和電子負 載；燈泡組、負載箱、電動機和電子負載均各自通過一個斷路器和一個接觸器與微電網(wǎng)母線 相連接；微電網(wǎng)母線包括多微網(wǎng)母線和子微網(wǎng)母線。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，區(qū)域型中央控制器包括：底層設備通信模塊、終端 通信模塊、DI (Digital input，數(shù)字量輸入）模塊、DO (Digital Output，數(shù)字量輸出）模塊、 AUAnalog input，模擬量輸入）模塊、AO (Analog Output，模擬量輸出）模塊、溫度模塊。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，區(qū)域型一體化終端包括：底層設備通信模塊、終端 通信模塊、DI (Digital input，數(shù)字量輸入）模塊、DO (Digital Output，數(shù)字量輸出）模塊、 AUAnalog input，模擬量輸入）模塊、A0(Analog Output，模擬量輸出）模塊、溫度模塊、雙 向計量模塊。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，區(qū)域型一體化終端的底層設備通信模塊從光伏發(fā) 電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備端采集數(shù)據(jù)并下達通信控制指令；
[0021] 區(qū)域型一體化終端的終端通信模塊傳輸數(shù)據(jù)至所述區(qū)域型中央控制器，并接收區(qū) 域型中央控制器的控制指令；
[0022] 區(qū)域型一體化終端的DI模塊采集所有斷路器狀態(tài)；
[0023] 區(qū)域型一體化終端的DO模塊輸出繼電器控制信號；
[0024] 區(qū)域型一體化終端的AI模塊采集光照強度相關信號；
[0025] 區(qū)域型一體化終端的AO模塊為備用輸出；
[0026] 區(qū)域型一體化終端的溫度模塊采集環(huán)境溫度數(shù)據(jù)；
[0027] 區(qū)域型一體化終端的雙向計量模塊采集用戶出口的電能數(shù)據(jù)，并上傳數(shù)據(jù)；
[0028] 區(qū)域型中央控制器的終端通信模塊接收區(qū)域型一體化終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，結合配電 網(wǎng)的調度信息經(jīng)決策后下達控制指令。
[0029] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備如下有益效果：
[0030] 本發(fā)明光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，包含串聯(lián)和并聯(lián)結構，可實時監(jiān)控光儲型多微網(wǎng)各分 布式電源和負荷的實時運行狀態(tài)，對開展多微網(wǎng)系統(tǒng)能量優(yōu)化管理有重要工程應用價值； 同時，光儲型多微網(wǎng)的控制系統(tǒng)根據(jù)接收的底層設備實時運行數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)調度信息，確 定相關分布式電源的出力、負荷的投切以及各子微網(wǎng)的并離網(wǎng)控制，可快速驗證多微網(wǎng)功 率實時平衡控制、運行優(yōu)化、模式切換等策略的有效性。
[0031] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0032] 圖1為實施例1的含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的電氣拓撲圖；
[0033] 圖2為實施例1中，控制系統(tǒng)的功能架構圖。
【具體實施方式】
[0034] 實施例1
[0035] 如圖1所示，本實施例的含串聯(lián)和并聯(lián)結構的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)和 二次系統(tǒng)；一次系統(tǒng)包括配電網(wǎng)、多微網(wǎng)母線、至少三個子微網(wǎng)，每個子微網(wǎng)均包括光伏發(fā) 電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備；二次系統(tǒng)為控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括區(qū)域型中央控制器和 區(qū)域型一體化終端；
[0036] 至少三個子微網(wǎng)包括：串聯(lián)型子微網(wǎng)（子微網(wǎng)1)和至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)（子微 網(wǎng)2、子微網(wǎng)3)。串聯(lián)型子微網(wǎng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備通過斷路器和接觸 器與多微網(wǎng)母線相連接，多微網(wǎng)母線通過斷路器和接觸器與配電網(wǎng)相連接；每個并聯(lián)型子 微網(wǎng)包括子微網(wǎng)母線；其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷設備通過斷路器和接觸器與子 微網(wǎng)母線相連接；子微網(wǎng)通過斷路器和接觸器與多微網(wǎng)母線相連接。串聯(lián)型子微網(wǎng)與并聯(lián) 型子微網(wǎng)構成串聯(lián)型多微網(wǎng)；至少兩個并聯(lián)型