[發明專利]一種智能微電網系統

有效

• 申請號: 201310596156.6
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103595138A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 柳勁松;時珊珊;張宇;劉雋;雷珽;方陳;劉舒
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 侯佳猷

技術領域

本發明涉及電力、電網技術領域，具體涉及一種智能微電網系統。

背景技術

在時代高速發展的今天，電力需求迅速增長，負荷加大，電力部門大多把投資集中在火電、水電以及核電等大型及中國電源和超高壓遠距離輸電網的建設上，但是，隨著電網規模的不斷擴大，超大規模電力系統的弊端也日益凸現，成本高，運行難度大，難以適應用戶越來越高的安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求。以能源多元化、清潔化為方向，以優化能源結構、推進能源戰略轉型為目標，以清潔能源和智能電網為特征的新一輪能源變革正在全球范圍推進。面對新形勢，國家電網公司提出加快建設特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網，積極促進清潔能源發展，為實現社會、經濟又好又快地發展提供強大支撐。

分布式發電具有污染少、可靠性高、能源利用率高、安裝地點靈活等多方面優點，有效解決了大型集中電網的許多潛在問題。分布式發電也稱分散式發電或分布式供能，一般指將相對小型的發電裝置（一般50MW以下）分散布置在用戶（負荷）現場或用戶附近的發電（供能）方式。分布式電源位置靈活、分散的特點極好地適應了分散電力需求和資源分布，延緩了輸、配電網升級換代所需的巨額投資，同時，它與大電網互為備用電使供電可靠性得以改善。

雖然分布式電源優點突出，但其本身還存在很多問題，例如：分布式電源單機接入成本高、控制困難等。分布式電源接入配電系統以后，使配電網從原來單一受電結構變為多電源結構，給電力系統的電壓波動、諧波、繼電保護等帶來很大影響。另外，分布式電源相對于大電網來說是一個不可控源，因此大系統往往采取限制、隔離的方式來處置分布式電源，以期減小其對大電網的沖擊。

結合我國電網的實際狀況，微電網可以定義為：能量來源主要為可再生能源；發電系統類型可以為微型燃氣輪機、內燃機、燃料電池、太陽能電池、風力發電系統、生物質能等分布式電源；系統容量為20KW～10MW；網內的用戶配電電壓等級為380V，或者包括10.5KV；如與外部電網進行能量交換，電壓等級由微電網的具體應用情況而定。微電網系統將負荷和分布式電源看作一個整體，在外網故障的時候轉到孤島運行模式，提高供電可靠性，尤其在電網發生嚴重故障時，可向重要負荷獨立供電。分布式發電與微電網的結合應該達到經濟、環保、安全可靠、低成本等要求。

但是，目前我國對微電網的研究還處于起步階段，還沒有實現分布式電源優化控制、能量經濟調度、可再生能源出力預測等，嚴重削弱了微電網系統帶來的經濟效益和環境效益，而且能源利用效率不高，電能質量及供電可靠性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能微電網系統，該微網系統可以提高能源利用效率，減輕能源動力系統對環境的影響，有助于推動分布式電源上網，降低大電網的負擔，改善電能質量及供電可靠性，并促進社會向綠色、環保、節能方向發展，用以解決現有微電網系統能源利用率低、環境效益差、電能質量及供電可靠性差的問題。

為實現上述目的，本發明的方案是：一種智能微電網系統，包括就地控制層、網絡通信層、主站層和軟件層，所述就地控制層包括儲能系統，所述儲能系統通信連接有儲能控制器，所述網絡通信層包括專用的通信網絡，所述主站層包括數據中心、通信服務器和中央運行管理主站，所述通信服務器分別與數據中心和中央運行管理主站通信連接，所述儲能控制器通過專用的通信網絡與通信服務器通信連接，用于將采集到的儲能系統的數據信息發送到通信服務器，數據中心、通信服務器和中央運行管理主站通過信息交互總線與軟件層通信連接，用于將接收到的儲能系統的實時數據信息發送到軟件層，

所述就地控制層還包括分布式電源和負荷，所述分布式電源包括風力發電系統和光伏發電系統，所述風力發電系統和光伏發電系統均連接有DG控制器，所述負荷連接有負荷監控終端；所述軟件層包括協調運行管理系統、電能質量監控系統、能量管理系統和設備狀態監測系統；所述DG控制器和負荷監控終端均通過無線通信網絡與主站層通信連接，用于將采集到的分布式電源和負荷的實時數據信息發送到主站層，軟件層通過信息交互總線接收主站層發來的實時數據，實現電能的協調運行管理、電能的質量監控、能量管理和就地控制層的狀態監測。

所述儲能系統主要由儲能電池組、電池管理系統、隔離變壓器、儲能雙向變流裝置、儲能監控系統組成，所述電池管理系統與所述儲能電池組連接，所述儲能雙向變流裝置的交流側通過所述隔離變壓器接入微電網，所述雙向變流裝置的直流側連接儲能電池組，所述儲能監控系統通過所述儲能控制器與儲能雙向變流裝置通訊連接。