一種區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著分布式電源(distributedgenerat1n，DG)與微電網(wǎng)(microgrid，MG)的快速發(fā)展與持續(xù)接入，配電網(wǎng)主動(dòng)型能量流動(dòng)的特性越來越明顯，主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展越來越迫切。為DG與MG滲透率較高區(qū)域的配電網(wǎng)(即區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng))構(gòu)建能量管理系統(tǒng)，將DG與MG作為可控可調(diào)度單元參與區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)最優(yōu)潮流的運(yùn)行調(diào)度，通過源/網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)該區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)的全局優(yōu)化能量管理，可以達(dá)到最大限度的消納可再生能源、減少本區(qū)域配電網(wǎng)運(yùn)行成本、降低網(wǎng)損、提高供電可靠性的目的。
[0003]目前，國內(nèi)外針對主動(dòng)配電網(wǎng)的研究主要集中在最優(yōu)潮流的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法、協(xié)調(diào)控制策略以及信息交互技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)方法上，對于大規(guī)模分布式電源與微電網(wǎng)接入的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)構(gòu)建靈活可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)的研究與文獻(xiàn)還未見介紹。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及方法，能保證主動(dòng)配電網(wǎng)的安全可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
[0005]本發(fā)明提供了一種區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)包括:配網(wǎng)控制層、微電網(wǎng)控制層和過程層；
[0006]所述過程層用于一次設(shè)備的本地控制與運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集；
[0007]所述過程層包括:配電網(wǎng)DG的測控終端、配電測控終端以及微電網(wǎng)測控終端；
[0008]所述微電網(wǎng)控制層，用于根據(jù)所述配網(wǎng)控制層發(fā)送的調(diào)度計(jì)劃指令控制對應(yīng)測控終端下的一次設(shè)備；
[0009]所述配網(wǎng)控制層用于采集所述過程層測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)制定調(diào)度計(jì)劃指令并下發(fā)；
[0010]所述配網(wǎng)控制層包括:數(shù)據(jù)采集與通信模塊、主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度模塊和微電網(wǎng)調(diào)度與評估模塊；
[0011 ]所述數(shù)據(jù)采集與通信模塊，用于采集所述過程層測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將所述調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至對應(yīng)測控終端和所述微電網(wǎng)控制層的微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器；
[0012]所述微電網(wǎng)調(diào)度與評估模塊，用于根據(jù)離網(wǎng)微電網(wǎng)內(nèi)測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)制定各離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令，并將所述離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集與通信模塊；
[0013]所述主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度模塊，用于根據(jù)配電網(wǎng)DG測控終端、配電測控終端以及并網(wǎng)微電網(wǎng)內(nèi)測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)制定主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令，并將所述主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至所述數(shù)據(jù)采集與通信模塊。
[0014]可選的，所述微電網(wǎng)調(diào)度與評估模塊包括:微電網(wǎng)發(fā)/用電預(yù)測單元、微電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度單元和供電潛力評估單元；
[0015]所述微電網(wǎng)發(fā)/用電預(yù)測單元，用于根據(jù)微電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、負(fù)荷功率的運(yùn)行數(shù)據(jù)，獲取微電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)；
[0016]所述微電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度單元，用于根據(jù)離網(wǎng)微電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)生成離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令，并將所述離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至對應(yīng)微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，以使微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器根據(jù)所述離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃控制對應(yīng)測控終端；
[0017]所述供電潛力評估單元，用于根據(jù)微電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)生成微電網(wǎng)的供電潛力評估數(shù)據(jù)。
[0018]可選的，所述離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令包括:離網(wǎng)微電網(wǎng)中各DG的發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷的投切計(jì)劃；
[0019]相應(yīng)地，所述微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器還用于:根據(jù)所述各DG的發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷的投切計(jì)劃，并考慮本微電網(wǎng)內(nèi)實(shí)時(shí)功率平衡情況，在確保微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行前提下，生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至對應(yīng)的測控終端，以使測控終端對微電網(wǎng)DG進(jìn)行控制。
[0020]可選的，所述供電潛力評估數(shù)據(jù)為微電網(wǎng)對外呈現(xiàn)的電源/負(fù)荷特性量化指標(biāo)；
[0021]所述電源/負(fù)荷特性量化指標(biāo)為微電網(wǎng)入口雙向功率調(diào)度的約束范圍以及最大支援發(fā)電功率。
[0022]可選的，所述主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度模塊包括:主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)/用電預(yù)測單元和主動(dòng)配電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度單元；
[0023]所述主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)/用電預(yù)測單元，用于根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、負(fù)荷功率的運(yùn)行數(shù)據(jù)獲取主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)；
[0024]所述主動(dòng)配電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度單元，用于根據(jù)所述主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)和所述供電潛力評估數(shù)據(jù)制定主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令，所述主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令為下一調(diào)度周期主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)各DG的發(fā)電計(jì)劃以及處于并網(wǎng)狀態(tài)的微電網(wǎng)入口交互功率計(jì)劃，并將所述發(fā)電計(jì)劃和所述微電網(wǎng)入口交互功率計(jì)劃發(fā)送至對應(yīng)測控終端和并網(wǎng)微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制器。
[0025]可選的，所述主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度模塊還包括:供電恢復(fù)孤島劃分單元；
[0026]所述供電恢復(fù)孤島劃分單元，用于在主動(dòng)配電網(wǎng)故障停電時(shí)，判斷故障線路位置，根據(jù)所述供電潛力評估數(shù)據(jù)和主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)生成供電恢復(fù)指令，并將所述供電恢復(fù)指令發(fā)送至對應(yīng)測控終端和微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器。
[0027]可選的，所述供電恢復(fù)孤島劃分單元還用于:
[0028]對所述供電恢復(fù)指令進(jìn)行解析獲取開關(guān)控制指令和微電網(wǎng)運(yùn)行指令；
[0029]將所述開關(guān)控制指令發(fā)送至對應(yīng)測控終端，以使測控終端控制對應(yīng)開關(guān)執(zhí)行合閘/分閘操作；
[0030]將所述微電網(wǎng)運(yùn)行指令發(fā)送至對應(yīng)微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，以使所述微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器根據(jù)所述微電網(wǎng)運(yùn)行指令控制對應(yīng)的微電網(wǎng)；
[0031]其中，所述微電網(wǎng)運(yùn)行指令為有余電微電網(wǎng)以最大發(fā)電功率運(yùn)行。
[0032]可選的，還包括:數(shù)據(jù)處理模塊；
[0033]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括:狀態(tài)估計(jì)單元和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；
[0034]所述狀態(tài)估計(jì)單元，用于接收所述數(shù)據(jù)采集與通信模塊發(fā)送的所述過程層測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)生成成熟數(shù)據(jù)，所述成熟數(shù)據(jù)為主動(dòng)配電網(wǎng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，將所述成熟數(shù)據(jù)發(fā)送至所述歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；
[0035]所述歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于將所述成熟數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。
[0036]本發(fā)明還提供了一種基于上述系統(tǒng)的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理方法，其特征在于，包括:
[0037]采集所述過程層測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)；
[0038]根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)制定離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令和主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令；
[0039]將所述離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至對應(yīng)測控終端；
[0040]將所述主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令發(fā)送至對應(yīng)配電網(wǎng)DG測控終端、配電測控終端和微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器。
[0041]可選的，所述根據(jù)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)制定離網(wǎng)微電網(wǎng)的調(diào)度計(jì)劃指令和主動(dòng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃指令，具體包括:
[0042]檢測主動(dòng)配電網(wǎng)和配電網(wǎng)內(nèi)各微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)；
[0043]根據(jù)離網(wǎng)微電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)制定離網(wǎng)微電網(wǎng)中各DG的發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷的投切計(jì)劃，并將所述各DG的發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷的投切計(jì)劃發(fā)送至對應(yīng)測控終端；
[0044]根據(jù)所述主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)和所述供電潛力評估數(shù)據(jù)制定配電網(wǎng)各DG的發(fā)電計(jì)劃和并網(wǎng)微電網(wǎng)入口交互功率計(jì)劃，并將所述發(fā)電計(jì)劃發(fā)送至對應(yīng)測控終端，將所述入口交互功率計(jì)劃發(fā)送至對應(yīng)微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器；
[0045]在主動(dòng)配電網(wǎng)故障停電時(shí)，根據(jù)所述供電潛力評估數(shù)據(jù)和所述主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)/用電預(yù)測數(shù)據(jù)生成供電恢復(fù)指令，并將所述供電恢復(fù)指令發(fā)送至對應(yīng)測控終端和微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器。
[0046]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過測控終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)制定調(diào)度計(jì)劃指令，對一次設(shè)備進(jìn)行能量的協(xié)調(diào)控制，以保證區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)的安全可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0047]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0048]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中能量管理應(yīng)用服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理方法的流程示意圖；
[0051]圖4示出了本發(fā)明另一實(shí)施例提供的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0053]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的區(qū)域主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，