一種分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警方法，屬于電力工業(yè)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球二氧化碳排量控制與減排，清潔能源和新能源成為了全球研究和應(yīng)用開發(fā)熱點。在我國，為了推進(jìn)清潔能源和新能源發(fā)展和應(yīng)用，出臺了一系列鼓勵政策，光伏、風(fēng)電等分布發(fā)電逐漸受到重視，而且隨著光伏電源和風(fēng)力電發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和完善，已經(jīng)呈現(xiàn)噴發(fā)式發(fā)展。如分布光伏發(fā)電，從工廠、機(jī)關(guān)、學(xué)校，甚至居民房頂都可以安裝光伏發(fā)電裝置，其中較小規(guī)模的分布式發(fā)電可以采用220或380V直接接入終端電網(wǎng)，而較大規(guī)模的光伏發(fā)電則是以1kV或以上等級接入電網(wǎng)，1kV或以上等級的多個分布電源可以組成微網(wǎng)，既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤網(wǎng)運(yùn)行。從投入和產(chǎn)出比考慮，微電網(wǎng)是今后的光伏和風(fēng)電分布式電源的主要發(fā)展方向，微網(wǎng)不僅極大滿足了不同的社會需求，同時又提高了用電的靈活性。
[0003]若將1kV直接接入電網(wǎng)，由于1kV線路覆蓋區(qū)域面積大、線路拉手率高，隨著分布式電源的增加，每條線路上的分布式電源達(dá)到一定容量后，不僅會影響線路的電壓和變壓器容量參數(shù)，而且使保護(hù)系統(tǒng)復(fù)雜化，甚至直接影響電網(wǎng)運(yùn)行安全。另外，隨著微網(wǎng)內(nèi)部分布電源數(shù)量增加和多樣化，各種因素互相交叉影響，必須采用統(tǒng)一和智能化管理系統(tǒng)，來實現(xiàn)發(fā)電資源的最優(yōu)化，同時對運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備健康安全進(jìn)行監(jiān)控，使微網(wǎng)始終處于安全和可靠的運(yùn)行狀態(tài)，使經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益最大化。1kV微網(wǎng)的運(yùn)行管理面臨著極大挑戰(zhàn)，這就要求提高輸變電的自動化和智能化，通過對1kV微網(wǎng)的在線監(jiān)測、控制、分析和預(yù)警等來實施，從而確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。即使將1kV微網(wǎng)進(jìn)行孤網(wǎng)運(yùn)行，其穩(wěn)定性和安全性也至關(guān)重要。1kV以上等級分布發(fā)電也存在相同問題。
[0004]在國內(nèi)，目前對于光伏分布式發(fā)電沒有統(tǒng)一的接入方法和標(biāo)準(zhǔn)。針對于小規(guī)模的220V或380V等級，并網(wǎng)相對簡單，申請?zhí)枮閆L201410643921X的發(fā)明專利和專利號為ZL2014206815675的實用新型專利提供了一種安裝選址靈活、接入快速方便、安全可靠、免維護(hù)、獨立性強(qiáng)和智能化程度高的分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)智能黑匣子，該專利特別是解決了220和380V分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)問題，但是沒有解決分布發(fā)電入網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性的影響問題。而對于較大規(guī)模1kV及以上分布式發(fā)電多數(shù)采用普通1kV配網(wǎng)開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜，這些接入裝置的不足體現(xiàn)在:I)傳統(tǒng)的開關(guān)柜僅具有接入功能；2)設(shè)備體積龐大，運(yùn)輸困難，安裝工作量大，施工周期長;3)上傳數(shù)據(jù)簡單，僅上傳發(fā)電量等電氣參數(shù);4)對環(huán)境要求高，需要定期維護(hù);5)安全性、穩(wěn)定性和可靠性低。值得一提的是，1kV以上等級分布式發(fā)電對電網(wǎng)的影響更大，而且風(fēng)電分布電源也有類似的問題。
[0005]在國外，2015年3月20日歐洲出現(xiàn)了一次日全食，歐洲輸電網(wǎng)聯(lián)盟和ENTSO-E和德國電網(wǎng)都對日全食當(dāng)日光伏出力進(jìn)行了準(zhǔn)確預(yù)測。日全食光伏實際出力變化與日前預(yù)測曲線吻合度較好，日全食過程中光伏出力變化速率比正常運(yùn)行情況增加一倍。提前準(zhǔn)備了足夠的備用容量，成功避免了光伏波動對電網(wǎng)安全的影響。由此可見，光伏分布式發(fā)電受外界條件影響很大，從而進(jìn)一步影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。
[0006]總之，對于1kV及以上等級分布式電源及其微電網(wǎng)，目前國內(nèi)不僅接入技術(shù)和裝置落后，而且也缺乏分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種自動化程度高和安全可靠的分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警方法，其中涉及分布式電源、接入電網(wǎng)的微電網(wǎng)、遠(yuǎn)程管理平臺和智能客戶端，所述微電網(wǎng)包括區(qū)域連接的分布式電源；
[0010]所述預(yù)警方法包括:
[0011]I)在所述遠(yuǎn)程管理平臺中預(yù)設(shè)有:電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫、微電網(wǎng)允許入網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值、切除微電網(wǎng)時對應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值、微電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫；
[0012]a)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)在線監(jiān)控:遠(yuǎn)程管理平臺分區(qū)域?qū)λ鲭娋W(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測并儲存;所述遠(yuǎn)程管理平臺將在線監(jiān)測到的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)與所述電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)偏離所述電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)時，所述遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)出預(yù)警提示，所述預(yù)警提示包括偏離電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)及對應(yīng)的自動調(diào)控動作信息;此處設(shè)計的優(yōu)點在于，對電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)控，防止電網(wǎng)運(yùn)行異常時將微電網(wǎng)接入而對分布式電源造成沖擊損害；
[0013]b)微電網(wǎng)等待入網(wǎng):
[0014]當(dāng)所述電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)超出微電網(wǎng)允許入網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值時，微電網(wǎng)繼續(xù)等待入網(wǎng)；當(dāng)所述電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)在微電網(wǎng)允許入網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值之內(nèi)時，且微電網(wǎng)符合入網(wǎng)條件時，則微電網(wǎng)安全入網(wǎng)；
[0015]c)微電網(wǎng)在電網(wǎng)中運(yùn)行:
[0016]當(dāng)所述電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)在所述切除微電網(wǎng)時對應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值內(nèi)時，將微電網(wǎng)從電網(wǎng)中斷開切除；
[0017]當(dāng)所述電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)超出所述切除微電網(wǎng)時對應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)閾值時，微電網(wǎng)在電網(wǎng)中繼續(xù)運(yùn)行；
[0018]2)在所述遠(yuǎn)程管理平臺中預(yù)設(shè)有:微電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫；
[0019]微電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)在線監(jiān)控:遠(yuǎn)程管理平臺分區(qū)域?qū)λ鑫㈦娋W(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測并儲存;所述遠(yuǎn)程管理平臺將監(jiān)測到的微電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)與所述微電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，當(dāng)微電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)偏離所述微電網(wǎng)安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)時，所述遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)出預(yù)警提示，所述預(yù)警提示包括偏離微電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)及對應(yīng)的自動調(diào)控動作信息。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述微電網(wǎng)智能預(yù)警方法還包括智能客戶端實時向遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)送實施現(xiàn)場安全隱患，所述遠(yuǎn)程管理平臺向決策者發(fā)出現(xiàn)場預(yù)警信息，并向?qū)?yīng)區(qū)域內(nèi)的分布式電源的管理站發(fā)出報警信息，提示管理站就近排查，當(dāng)所述管理站排查完畢報警解除時，所述管理站通過智能客戶端向遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)送安全處置完畢信號。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟I)和步驟2)中，所述遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)出預(yù)警提示的同時，還向所述智能客戶端發(fā)送預(yù)警提示。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在步驟I)中，當(dāng)所述電網(wǎng)發(fā)生安全運(yùn)行參數(shù)偏離時，所述遠(yuǎn)程管理平臺向決策者發(fā)出現(xiàn)場預(yù)警信息，并向?qū)?yīng)區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)管理站發(fā)出報警信息，提示管理站就近排查，當(dāng)所述管理站排查完畢報警解除時，所述管理站通過智能客戶端向遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)送安全處置完畢信號。
[0023]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在步驟2)中，當(dāng)所述微電網(wǎng)發(fā)生安全運(yùn)行參數(shù)偏離時，所述遠(yuǎn)程管理平臺向決策者發(fā)出現(xiàn)場預(yù)警信息，并向?qū)?yīng)區(qū)域內(nèi)的微電網(wǎng)管理站發(fā)出報警信息，提示管理站就近排查，當(dāng)所述管理站排查完畢報警解除時，所述管理站通過智能客戶端向遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)送安全處置完畢信號。
[0024]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟1)、步驟2)中，統(tǒng)籌引入人為干預(yù)調(diào)控電網(wǎng)或微電網(wǎng)中的分布式電源。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0026]—種分布式電源及其微電網(wǎng)智能預(yù)警方法，適用于1kV及以上電壓等級光伏分布式電源，該預(yù)警方法不僅要在線跟蹤微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和獲得微電網(wǎng)的實時信息，而且還要能對電網(wǎng)及設(shè)備進(jìn)行安全評估，發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)、設(shè)備存在的安全隱患，向遠(yuǎn)程管理平臺發(fā)出報警信號，由遠(yuǎn)程管理平臺分析安全隱患，并將隱患解決在萌芽狀態(tài)。該方法是由微電網(wǎng)智能監(jiān)測、控制與管理系統(tǒng)硬件和預(yù)警軟件組成，硬件部分提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)，軟件部分采用大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)APP及安全防侵入等信息化技術(shù)融為一體，將預(yù)警信息傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺，及時對預(yù)警信息及時處理并反饋，實現(xiàn)微電網(wǎng)運(yùn)行達(dá)到安全、穩(wěn)定、可靠、智能化和自動化。
[0027]本發(fā)明所述預(yù)警方法可實現(xiàn)對電網(wǎng)和微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，通過預(yù)設(shè)微電網(wǎng)的安全運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，如電壓、無功補(bǔ)償、電流、功率及功率因數(shù)、電量、諧波、頻率等來實施對比監(jiān)控，超出預(yù)警參數(shù)即會發(fā)出預(yù)警信號；設(shè)定分布式發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的濕度與溫度、開關(guān)開斷次數(shù)、配件使用壽命周期等設(shè)備健康狀態(tài)各參數(shù)預(yù)警值，超出預(yù)警參數(shù)即發(fā)出預(yù)警信號。并將以上信號傳輸至遠(yuǎn)程管理平臺，對預(yù)警信息及時處理反饋，并將隱患解決在萌芽狀態(tài)。
[0028]本發(fā)明所述預(yù)警方法通過預(yù)警參數(shù)數(shù)據(jù)，提示微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行薄弱環(huán)節(jié)，并可查看風(fēng)險源，提供支持對微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定和安全以及設(shè)備健康狀況進(jìn)行預(yù)警，為應(yīng)急處置提供依據(jù)。
[0029]本發(fā)明中所述的遠(yuǎn)程管理平臺可對政府和電網(wǎng)企業(yè)制定應(yīng)急預(yù)案提供數(shù)據(jù)支持。
[0030]本發(fā)明采用模塊化、硬件與軟件相結(jié)合、互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)融為一體，對微電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)在線預(yù)警，使該系統(tǒng)智能化程度高和運(yùn)行安全可靠，資源利用最優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效