[發明專利]基于微電網的園區能源網能量優化管理系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201210162634.8
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102710013A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉海濤;張佳軍;蘇劍;吳鳴;季宇
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種能量優化管理系統及其優化管理方法，具體涉及一種基于微電網的園區能源網能量優化管理系統及其實現方法。

背景技術

能源緊缺和過度開發對環境和生態的破壞，迫使人們再次面臨能源消費結構的轉變，新的能源消費模式將以太陽能、風能、地熱、潮汐等可再生能源為主，同時石油、煤炭、核燃料、天然氣等一次能源并存。然而，由于水、電、氣、熱網各行業間相互隔離，使得其自身無法解決各種能源供需的峰谷差。這就使得本來有限的資源不能得到充分利用或被白白浪費，造成了巨大的經濟損失。因此將冷、熱、電三種產品的獨立生產變為高科技聯產，建立新的生產關系，打造新的高效能源交互網。

微電網是一種由微型電源和負荷共同組成的供用電與供能系統，它不僅為用戶提供電能，還可以通過熱電聯產CHP或者冷熱電三聯供CCHP的形式向用戶供熱或制冷。微型電源由包含風電、光伏等可再生能源與微型微型燃氣輪機、燃料電池等清潔能源，以及蓄電池、超級電容器、超導儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等儲能裝置組成。微電網技術實現了分布式電源的靈活高效利用，削弱其并網運行對電網造成的沖擊和負面影響，整合其優勢，能夠充分發揮分布式電源的效益和價值。微電網在公共連接點PCC與大電網連接，以實現并網運行與孤網運行之間的模式轉換，從而提高了微電網內負荷的供電可靠性。在必要的情況下微電網還可以作為備用電源向大電網輸送電能，為大電網提供支撐。智能微網采用智能裝置實時調整各種微電源發電與供熱制冷功率，使各種微電源協同配合，同時對用戶的能量使用情況進行優化控制，以提高能源利用效率、優化能源消費結構、減少能源浪費、提升用戶的生活舒適度、降低用戶的能源消費支出。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于微電網的園區能源網能量優化管理系統及其實現方法，該能量優化管理系統及其實現方法充分利用智能微電網技術，克服分布式電源隨機性和間歇性的缺陷，減小其并網對配電網造成的影響，優化能源結構，解決園區能源網中多個微電網之間以及微電網內多種微電源之間的互補問題，滿足微電網內各種負荷的電能和熱能需求，實現各種清潔能源的最優化利用和系統能效最大化。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種基于微電網的園區能源網能量優化管理系統，其改進之處在于，所述能量優化管理系統由園區能源調度中心和n個微電網能量管理系統組成；n為自然數；

所述n個微電網能量管理系統接收來自所述園區能源調度中心的指令；

每個所述微電網能量管理系統包括微電網能量調度層、微電網集中控制層以及微電源、儲能和負荷就地控制層；所述微電網能量調度層與微電網集中控制層之間采用通信方式進行通信；所述微電網集中控制層與微電源、儲能和負荷就地控制層之間采用通信方式進行通信。

優選的，所述通信方式可為現場總線協議，如BACnet、LonWorks、ModBus或電力系統通信協議，如IEC101、IEC104。

優選的，所述微電網能量調度層接收來自所述園區能源調度中心的指令，將微電網內的電氣量信息傳送到所述園區能源調度中心，并向微電網集中控制層下發指令。

優選的，所述微電網集中控制層包括能量管理主站、微電網中央控制器、電力測控終端、熱力測控終端和環境監測儀；

所述微電網控制器接收來自所述能量管理主站的指令；

所述電力測控終端、熱力測控終端和環境監測儀采集的微電源、儲能和負荷的各種運行數據及氣象環境數據；所述各種運行數據包括微電網的電壓、電流、頻率和功率。

較優選的，所述能量管理主站包括運行監控系統和能量管理系統；

所述運行監控系統接收由所述電力測控終端、熱力測控終端和環境監測儀采集的微電源、儲能和負荷的各種運行數據及氣象環境數據，并存儲在微電網運行監控系統數據庫中；

所述能量管理系統對微電網進行風電、光伏出力預測和負荷預測。

優選的，所述微電源、儲能和負荷就地控制層包括就地控制器和就地保護設備；

所述就地控制器和就地保護設備接收微電網集中控制層的指令，實現對微電源、儲能和負荷就地控制，以及對微電源、儲能和負荷的投切。

較優選的，所述就地控制器包括微型燃氣輪機控制器、儲能控制器、光伏控制器、風機控制器和負荷控制器；所述就地保護設備為微電網內配置的各類保護裝置，包括線路保護、母線保護及各種電氣設備的保護；

所述微型燃氣輪機控制器、儲能控制器、光伏控制器、風機控制器和負荷控制器分別對微型燃氣輪機、儲能裝置、光伏、風機和負荷進行控制。