[發明專利]基于主動機制的配電網間歇式能源消納系統及其方法

有效

• 申請號: 201210013976.3
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102570456A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉東;尤毅;潘飛;陳飛;廖懷慶;黃玉輝;于文鵬;翁嘉明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及智能電網領域對于間歇式能源的消納技術，本發明提出一種基于主動機制的配電網間歇式能源消納系統及其方法。

背景技術

分布式發電(尤其是可再生能源)以其高效、靈活及可持續性成為電力工業界應對能源危機和環境保護的重要手段，分布式發電的接入可以緩解負荷增長的壓力，延緩電網升級建設以及減小電網運行的能量損耗。但是分布式可再生能源，例如風能、太陽能等，受環境影響很大，其間歇性和波動性會給其接入電網帶來一系列的問題：包括潮流、電壓波動、短路容量、電能質量以及穩定性等。

目前，對間歇式能源的消納技術主要集中在兩個方面：

（1）跟蹤間歇式能源所連接的負荷大小，自動調節其功率輸出跟蹤負荷，實現負荷的就地平衡，但是若間歇式能源的最大功率輸出大于負荷時，不得不降低其出力，這種方式對于間歇能源的消納效率低下，往往不能實現間歇能源的完整消納；

（2）將儲能裝置引入間歇式能源發電中，通過儲能裝置的充放電設置，一方面可以在間歇式能源大于其連接負荷時，將多余的能量存儲起來，提高了間歇式能源的利用率，另一方面平滑其輸出功率，消除其出力的隨機性帶來的影響；這種方式對于間歇式能源的消納更為合理，也能提高間歇式能源的利用率。

但是現階段所述兩種技術都是從當地負荷點上進行間歇能源的消納，屬于點消納，并沒有從整個配電網的層面上考慮其綜合調節。

另外，微網作為一種至下而上的方法，集中解決當網絡發生擾動時的孤島運行。其對于分布式能源能進行集中管控，是當前解決分布式發電接入的一個有效手段，但是由于微網規模較小，其間歇式能源的接入也較為集中，所以微網無法實現對間歇式能源大規模大容量地消納。

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發明內容

本發明的目的在于，本發明提供一種基于主動機制的配電網間歇式能源消納方法，該技術通過多級分層的協調控制系統，綜合利用接入配電網的分布式發電、儲能裝置，無功補償裝置、可控負載以及需求側管理等各可控單元，實現在滿足配電網安全經濟運行的前提下，對于接入配電網的間歇式能源發電的最大限度消納。

為實現上述目的，本發明提供一種基于主動機制的配電網間歇式能源消納系統，包括：

源網協調控制器，用于在間歇式能源就地層的間歇式能源接入點對于就地間歇式能源從功率及能量兩個方面消納，若無法在所述間歇式能源就地層中完全消納所述就地間歇式能源，則向中壓配網層輸送所述未消納的就地間歇式能源；

主動配網控制器，用于對接入中壓配網層的中壓間歇式能源以及所述間歇式能源就地層無法完全消納的所述就地間歇式能源，通過自動控制與調節進行綜合消納；以及

全局級主動配電網管理子系統，用于對整個配電網消納間歇式能源過程的優化計算，進行最優調度、運行方式優化及電壓協調控制；

其中，所述源網協調控制器與所述全局級主動配電網管理子系統交互，所述源網協調控制器接收所述全局級主動配電網管理子系統調度指令；所述主動配網控制器與所述全局級主動配電網管理子系統交互，實現整個配電網在消納間歇式能源的同時優化運行，滿足配電網運行的安全約束。

所述源網協調控制器、所述主動配網控制器與所述全局級主動配電網管理子系統三部分協同工作，從配電網層面上分層次主動適應間歇式能源的消納。

為實現以上目的，本發還相應提供一種基于主動機制的配電網間歇式能源消納方法，具體方法如下：

S1：在間歇式能源就地層中，源網協調控制器綜合調度管理各可控單元一，進行就地間歇式能源消納，控制各電能質量合格；

S2：若所述就地間歇式能源過大，無法在所述間歇式能源就地層完全消納，則所述源網協調控制器與全局級主動配電網管理子系統交互，向中壓配網層輸送所述就地間歇式能源；

S3：在所述中壓配網層中，主動配網控制器對接入所述中壓配網層的中壓間歇式能源以及所述間歇式能源就地層無法完全消納的所述就地間歇式能源，通過所述主動配網控制器的主動負荷轉移、功率型及能量型的儲能裝置供蓄控制以及可調負荷的調節的手段進行主動控制策略實現消納；

S4:所述主動配網控制器與所述全局級主動配電網管理子系統交互所述中壓配網層的各可控單元二的狀態，通過優化算法得出各所述可控單元二的調度設定值，并由所述主動配網控制器統一調度各所述可控單元二；

S5：若在完整消納所述中壓間歇式能源和所述就地間歇式能源的過程中無法滿足電壓質量，通過高壓配網變電站層的有載調壓變壓器，變電站控制系統及全局級主動配電網管理子系統進行調節，將電壓調整至合理范圍。