[發(fā)明專利]一種適用于智能電網(wǎng)的電能集成互聯(lián)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510597007.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN105337273A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁建鋼;王申平;耿歡;劉凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京德意新能電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及分布式發(fā)電和負(fù)荷用電等智能控制，將分布式光伏、小功率風(fēng)電、分布式儲(chǔ)能、交直流負(fù)荷和環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測等集成于一體，引入智能控制方法根據(jù)環(huán)境狀態(tài)等將分布式光伏、分布式儲(chǔ)能和負(fù)荷等協(xié)調(diào)控制，在電能集成互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部各部分穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)對(duì)外表現(xiàn)為一個(gè)友好可調(diào)節(jié)的節(jié)點(diǎn)，可以并網(wǎng)或者孤島運(yùn)行。作為智能電網(wǎng)最末端節(jié)點(diǎn)，電能集成互聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用更有利于新能源發(fā)電尤其是分布式新能源發(fā)電在電網(wǎng)中的高滲透率接入，同時(shí)通過與電網(wǎng)和智能負(fù)荷的信息交互可以參與到電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)過程中。

背景技術(shù)

目前，我國智能電網(wǎng)事業(yè)正在大力建設(shè)之中，新能源發(fā)電高滲透率接入和電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)等均是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要領(lǐng)域和內(nèi)容，然而目前新能源發(fā)電在電網(wǎng)中普遍表現(xiàn)為大規(guī)模光伏電站和風(fēng)電場，并且存在著新能源發(fā)電廠與用電區(qū)域距離遙遠(yuǎn)、傳統(tǒng)電網(wǎng)架構(gòu)不適應(yīng)等問題，因此棄光棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。電力系統(tǒng)尤其是配電網(wǎng)系統(tǒng)中新能源發(fā)電分布式接入能夠避免此類問題，但是依然存在著新能源發(fā)電波動(dòng)大、分布式發(fā)電發(fā)散不易管理等不利于電網(wǎng)和實(shí)際工程實(shí)施的問題，這也是目前制約分布式發(fā)電發(fā)展的最大問題。另一方面，由于傳統(tǒng)電網(wǎng)架構(gòu)中具備電力系統(tǒng)調(diào)度功能的最低層單元也在變電站層次，難以實(shí)現(xiàn)更低層用電單元比如社區(qū)、家庭等用戶的用電調(diào)節(jié)，在不具備分布式發(fā)電支持的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有用電單元基本不具備根據(jù)電網(wǎng)指令調(diào)節(jié)用電負(fù)荷的能力，電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)也難于落到實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決配電網(wǎng)系統(tǒng)中新能源發(fā)電高滲透率分布式接入所帶來的問題，同時(shí)更有利于用電單元尤其是社區(qū)、辦公室、家庭等小型用戶參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)，本發(fā)明提供了一種適用于智能電網(wǎng)的電能集成互聯(lián)系統(tǒng)，將社區(qū)、辦公室、家庭等小型區(qū)域內(nèi)分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能、交直流負(fù)荷和環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測等集成于一體，通過智能控制可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能和交直流負(fù)荷等的協(xié)調(diào)運(yùn)行，對(duì)外整體表現(xiàn)為一個(gè)對(duì)電力系統(tǒng)友好的用電單元，可以并網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)可以脫離電網(wǎng)孤島運(yùn)行。本發(fā)明提供的電能集成互聯(lián)系統(tǒng)具備環(huán)境狀態(tài)、電能運(yùn)行參數(shù)等搜集、記錄的能力，并且能夠與上層能效監(jiān)控平臺(tái)和電力系統(tǒng)信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息交互，在進(jìn)行分布式發(fā)電、負(fù)荷等數(shù)據(jù)收集、分析的同時(shí)參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)過程。

技術(shù)方案

本發(fā)明電能集成互聯(lián)系統(tǒng)集成分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能、交直流負(fù)荷和環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測等集成于一體，通過智能控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)等外部環(huán)境的互動(dòng)等，如圖1所示。電能集成互聯(lián)系統(tǒng)包括蓄電池充放電單元、鋰離子電池、分布式光伏單元、小功率風(fēng)電單元和DC/AC變換器、智能控制平臺(tái)等部分，具備電池管理功能，同時(shí)具備系統(tǒng)溫度、光照等環(huán)境狀態(tài)檢測功能。電能集成互聯(lián)系統(tǒng)通過有線和無線的方式與上層能效監(jiān)控平臺(tái)、電力系統(tǒng)信息平臺(tái)以及所連接負(fù)荷實(shí)現(xiàn)信息交互。

本發(fā)明電能集成互聯(lián)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分布式光伏和小功率風(fēng)電的MPPT控制，并且配備鋰離子蓄電池和電池管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池SOC等狀態(tài)監(jiān)視及電池充放電的控制?？梢赃B接電網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行。

本發(fā)明電能集成互聯(lián)系統(tǒng)通過對(duì)光伏、風(fēng)電和蓄電池以及DC/AC變換器等合理控制實(shí)現(xiàn)對(duì)交直流負(fù)荷的穩(wěn)定供電。提供220V交流和24V直流電源，能夠滿足交直流負(fù)荷供電的需求，可以省去傳統(tǒng)照明等設(shè)備中整流裝置，直接由24V直流供電，減小了負(fù)荷設(shè)備能耗。在交直流負(fù)荷供電的同時(shí)，本發(fā)明電能集成互聯(lián)系統(tǒng)能夠與空調(diào)等智能負(fù)荷實(shí)現(xiàn)通信連接，可以由電能集成互聯(lián)系統(tǒng)控制空調(diào)等智能負(fù)荷運(yùn)行。

本發(fā)明電能集成互聯(lián)系統(tǒng)具備溫度檢測、光照檢測等功能，并能夠根據(jù)外部環(huán)境狀態(tài)的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)分布式光伏、小功率風(fēng)電、蓄電池充放電單元和交直流負(fù)荷的運(yùn)行，以一個(gè)統(tǒng)一、整體、可調(diào)節(jié)、友好的節(jié)點(diǎn)形式在電網(wǎng)中表現(xiàn)，解決了新能源發(fā)電接入出力波動(dòng)等問題。同時(shí)電能集成互聯(lián)系統(tǒng)可以與上層能效監(jiān)管平臺(tái)和電力信息監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息交互，可以根據(jù)電網(wǎng)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各發(fā)電、儲(chǔ)電和用電單元協(xié)調(diào)控制，參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)過程，同時(shí)電能集成互聯(lián)系統(tǒng)通過DC/AC變換器與電網(wǎng)連接，也可以根據(jù)電網(wǎng)要求承擔(dān)一部分無功補(bǔ)償、改善電能質(zhì)量的作用。

本發(fā)明分布式電能繼承互聯(lián)系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，能夠記錄大于半年時(shí)間周期的溫度、光照、分布式光伏發(fā)電、小功率風(fēng)機(jī)發(fā)電、鋰離子電池狀態(tài)、負(fù)荷功率等數(shù)據(jù)，可以由筆記本電腦等直接通過USB口連接讀取數(shù)據(jù)信息，也可以采用SD卡等讀取數(shù)據(jù)信息，根據(jù)環(huán)境、發(fā)電和用電等數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步分析各部分能耗比重，優(yōu)化電能集成互聯(lián)系統(tǒng)各部分協(xié)調(diào)控制策略。