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技术交流 2018-11-07 14:22
中国电工网讯:
    发明涉及微电网技术领域,更具体地说,涉及一种微电网及其控制系统和控制方法。
 
    本申请公开了一种微电网及其控制系统和控制方法,该微电网包括集中式供电系统和多个子微网系统;集中式供电系统采用中压和/或高压能源对外供电,中压能源和高压能源均为分布式能源;子微网系统包括低压能源和负荷,该负荷包含一级负荷,低压能源包括分布式能源和储能装置;该微电网控制系统包括中央控制器和分别与每个子微网系统对应设置的本地控制器;中央控制器在微电网离网时,将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属子微网系统的本地控制器,以及将所述集中式供电系统输出的能量分配到各个子微网系统;子微网系统的本地控制器控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电,以实现微电网离网状态下内部重要负荷不中断供电。
 
    申请人:阳光电源股份有限公司
 
    发明人:葛木明张海明邹绍琨胡兵周辉
 
    背景技术
 
    微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、电力负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网在局部范围内能实现自给自足,必要时甚至可以给大电网反向馈电。微电网常见有两种运行模式:其一是在大电网正常供电时,微电网内的分布式能源以及储能装置作为辅助电源并入,共同为电力负荷供能,这称为微电网并网运行模式;其二是在大电网遭遇故障停电时,微电网与大电网分离,此时微电网中的分布式能源和储能装置协同为内部电力负荷供能,这称为微电网离网运行模式。
 
    但是,微电网中的分布式能源和储能装置的容量有限,在微电网由并网转离网运行模式后,有可能出现能量分配不合理所导致的重要负荷供电中断,进而影响到微电网的安全可靠运行。
 
    发明要点简述
 
    1.一种微电网控制系统,其特征在于,所述微电网包括集中式供电系统和多个子微网系统;
 
    所述集中式供电系统采用中压能源和/或高压能源对外供电;所述中压能源和高压能源均为分布式能源;
 
    所述子微网系统包括低压能源和负荷,所述负荷包含一级负荷;所述低压能源包括分布式能源和储能装置;
 
    所述微电网控制系统包括:中央控制器,以及分别与每个子微网系统对应设置的本地控制器;
 
    所述中央控制器中存储有所述微电网中所有电力负荷的等级,用于在检测到微电网离网时,将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,以及将所述集中式供电系统输出的能量分配到各个子微网系统;
 
    在微电网离网时,所述子微网系统以所述集中式供电系统分配的能量和本子微网系统中的低压电源输出的能量作为能量来源;所述子微网系统的本地控制器用于计算本子微网系统在所述微电网离网时的供电能力大小和供电时间长短,根据计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    2.根据权利要求1所述的微电网控制系统,其特征在于,所述子微网系统还包括移动式储能装置;
 
    对应的,所述子微网系统的本地控制器还用于在根据所述计算结果确定出本子微网系统不足以支撑本子微网系统中的一级负荷不中断供电时,接通本子微网系统中的移动式储能装置。
 
    3.根据权利要求2所述的微电网控制系统,其特征在于,所述移动式储能装置包括充电桩和电动汽车,所述电动汽车通过所述充电桩反向供电。
 
    4.根据权利要求1所述的微电网控制系统,其特征在于,所述中央控制器与所有本地控制器通过光纤环网通讯。
 
    5.一种微电网,其特征在于,包括如权利要求1-4中任一项所述的微电网控制系统。
 
    6.一种微电网控制方法,其特征在于,应用于微电网控制系统;
 
    所述微电网包括集中式供电系统和多个子微网系统;所述集中式供电系统采用中压能源和/或高压能源对外供电;所述中压能源和高压能源均为分布式能源;
 
    所述子微网系统包括低压能源和负荷,所述负荷包含一级负荷;所述低压能源包括分布式能源和储能装置;
 
    所述微电网控制系统包括中央控制器以及分别与每个子微网系统对应设置的本地控制器;
 
    所述微电网控制方法包括:
 
    所述中央控制器检测所述微电网是否离网;
 
    所述中央控制器在检测到微电网离网时,将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,以及将所述集中式供电系统输出的能量分配到各个子微网系统;
 
    所述子微网系统的本地控制器计算本子微网系统在所述微电网离网时的供电能力大小和供电时间长短,得到计算结果;其中,在微电网离网时,所述子微网系统以所述集中式供电系统分配的能量和本子微网系统中的低压电源输出的能量作为能量来源;
 
    所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    7.根据权利要求6所述的微电网控制系统,其特征在于,所述子微网系统还包括移动式储能装置;
 
    对应的,所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电,包括:所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果确定本子微网系统是否足以支撑本子微网系统中的一级负荷不中断供电,若不足以支撑,则在接通所述移动式储能装置的情况下控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    8.根据权利要求6所述的微电网控制系统,其特征在于,所述将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,包括:
 
    通过光纤环网通讯方式将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器。
 
    发明内容
 
    有鉴于此,本发明提供一种微电网及其控制系统和控制方法,以实现微电网离网状态下内部重要负荷不中断供电。
 
    一种微电网控制系统,所述微电网包括集中式供电系统和多个子微网系统;
 
    所述集中式供电系统采用中压能源和/或高压能源对外供电;所述中压能源和高压能源均为分布式能源;
 
    所述子微网系统包括低压能源和负荷,所述负荷包含一级负荷;所述低压能源包括分布式能源和储能装置;
 
    所述微电网控制系统包括:中央控制器,以及分别与每个子微网系统对应设置的本地控制器;
 
    所述中央控制器中存储有所述微电网中所有电力负荷的等级,用于在检测到微电网离网时,将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,以及将所述集中式供电系统输出的能量分配到各个子微网系统;
 
    在微电网离网时,所述子微网系统以所述集中式供电系统分配的能量和本子微网系统中的低压电源输出的能量作为能量来源;所述子微网系统的本地控制器用于计算本子微网系统在所述微电网离网时的供电能力大小和供电时间长短,根据计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    可选的,所述子微网系统还包括移动式储能装置;
 
    对应的,所述子微网系统的本地控制器还用于在根据所述计算结果确定出本子微网系统不足以支撑本子微网系统中的一级负荷不中断供电时,接通本子微网系统中的移动式储能装置。
 
    可选的,所述移动式储能装置包括充电桩和电动汽车,所述电动汽车通过所述充电桩反向供电。
 
    可选的,所述中央控制器与所有本地控制器通过光纤环网通讯。
 
    一种微电网,包括如上述公开的任一种微电网控制系统。
 
    一种微电网控制方法,应用于微电网控制系统;
 
    所述微电网包括集中式供电系统和多个子微网系统;
 
    所述集中式供电系统采用中压能源和/或高压能源对外供电;所述中压能源和高压能源均为分布式能源;
 
    所述子微网系统包括低压能源和负荷,所述负荷包含一级负荷;所述低压能源包括分布式能源和储能装置;
 
    所述微电网控制系统包括中央控制器以及分别与每个子微网系统对应设置的本地控制器;
 
    所述微电网控制方法包括:
 
    所述中央控制器检测所述微电网是否离网;
 
    所述中央控制器在检测到微电网离网时,将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,以及将所述集中式供电系统输出的能量分配到各个子微网系统;
 
    所述子微网系统的本地控制器计算本子微网系统在所述微电网离网时的供电能力大小和供电时间长短,得到计算结果;其中,在微电网离网时,所述子微网系统以所述集中式供电系统分配的能量和本子微网系统中的低压电源输出的能量作为能量来源;
 
    所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    可选的,所述子微网系统还包括移动式储能装置;
 
    对应的,所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电,包括:
 
    所述子微网系统的本地控制器根据所述计算结果确定本子微网系统是否足以支撑本子微网系统中的一级负荷不中断供电,若不足以支撑,则在接通所述移动式储能装置的情况下控制本子微网系统优先给本子微网系统中等级高的电力负荷供电。
 
    可选的,所述将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器,包括:
 
    通过光纤环网通讯方式将各个电力负荷的等级发送给本电力负荷所属的子微网系统的本地控制器。
 
    从上述的技术方案可以看出,本发明将储能装置配置在低压侧,结合附近的分布式能源和负荷形成一个个子微网系统,由本地控制器就地实时控制,优先给一级负荷供电,避免储能资源的粗狂式使用。相较于集中式控制,本地控制器就地实时控制方式能够提高对子微网系统内部电力负荷进行供电的响应速度,保证一级负荷不间断供电。而且,相较于将储能装置配置在中高压侧,将储能装置配置在低压侧还能够降低系统成本。
 
    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
    图1为本发明实施例公开的一种微电网控制系统结构示意图;
    图2为本发明实施例公开的又一种微电网控制系统结构示意图;
    图3为本发明实施例公开的一种微电网控制方法流程图
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