[發明專利]基于網源荷儲協調控制的智能配電站和網源荷儲協調控制系統

在審

• 申請號: 201710443428.7
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107171361A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 朱全友;聶文海;袁簡;錢康;李順昕;李海濱;秦華;蘇麟;劉麗;李莉;閆安心;晏陽;姜華;周潔;梁大鵬;蔣科;王曉虎;李文軍;李文琦;紀會爭
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司;國家電網公司;國網冀北電力有限公司經濟技術研究院;國網冀北電力有限公司秦皇島供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28;B60L11/18;H02J13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及智能變配電技術領域，特別是一種基于網源荷儲協調控制的智能配電站和網源荷儲協調控制系統。

背景技術

隨著可再生能源利用技術的逐漸發展，分布式能源的數量快速增加，與常規大電廠集中供電系統相比，分布式能源系統是對大電網的有益補充，可以就地供應，具有低的能源損失，補充大電網在負荷高峰時的供電能力，可以彌補大電網在局部地區和特殊情況下的安全穩定性不足，在意外災害發生時繼續供電；土建與安裝成本低，能量輸送投資很少，可以滿足某些用戶特殊性的要求，可在農村、牧區、山區供電供熱，大大地減少輸電線路的建設；可為電力、熱力、燃氣、制冷、環境、交通等多系統實現優化整合提供技術支持。

目前分布式電源的接入方式主要以微電網為主，其主要結構和能量管理方式如下：

（1）微電網拓撲結構

交流/直流微電網中，分布式電源、儲能裝置等均通過電力電子裝置連接至交流/直流母線，通過對公共連接點（PCC）端口處開關的控制，實現微電網并網運行與孤島運行模式的切換；

（2）微電網能量管理系統

微電網中的能量管理分為兩個層面：微電源級和系統級，微型汽輪機的轉速、頻率、機端電壓、發電機（微電源）的功率因數等應由微電源來控制，依據為就地信號。系統級能量管理只調度系統的潮流和電壓，潮流調度時考慮燃料成本、發電成本、電價、氣候條件等因素，僅控制微電網內某些關鍵母線的電壓幅值，并由多個微電源的控制器配合完成，與配電網相聯的母線電壓由所聯上級配電網的調度系統來控制。

目前分布式電源接入電網的方式有組成微電網接入方式，和直接接入用戶開關站、配電室、箱變母線或環網單元方式，尚具有如下缺陷：

（1）直接接入時，側重于對公共聯結點的控制，一方面，分布式能源發電的隨機性和間歇性特征明顯，其功率曲線與負荷用電曲線不一致，又由于逆功率保護，分布式能源退出運行現象時有發生；另一方面，直接接入時電網調度系統對能源和負荷調度能力不足，資源整合力度不夠，造成資源得不到高效利用；

（2）以微電網形式接入時，要求有孤島運行功能，其管理相對獨立，控制系統復雜，規模一旦確定很難擴展，限制分布式能源的發展，相對成本也較高，電網層面難以全局調控；

（3）另外，不同電源廠商提供的并網接口不同，每次接入需要調試時間長，安裝成本高。

同時，不管以哪種方式接入電網，分布式能源的接入對配電網會產生諸多不利影響：

（1）分布式電源的接入對電網電壓有影響，分布式電源會在并網點注入有功功率和無功功率，導致并網點及周圍節點的電壓水平升高甚至超過限值，對于無調壓能力的配電變壓器，此類問題尤其突出；

（2）分布式電源的接入對電網損耗有影響，目前分布式電源的接入較少考慮優化配置，不合理配置會改變原有電網結構和潮流，不僅不能節約能源，反而會增加電網損耗；

（3）分布式電源的接入對電網運行管理有影響，風電、光伏發電等輸出功率具有不確定性，因通信等原因不能納入配電自動化系統的監控與數據采集范圍，使得調度人員無法實時監控并合理安排，給配電網的安全穩定運行帶來困難；

（4）分布式電源的接入對供電可靠性有影響，分布式電源的接入原本是為了提高供電可靠性，而接入配電網的分布式電源需安裝逆功率保護，不允許孤島運行的分布式電源對提高供電可靠性不具有正面影響效應。

發明內容

本發明為解決分布式能源接入問題，提出一種基于網源荷儲協調控制的智能配電站，通過對能源進行整合，并對源荷儲進行協調控制，以達到能夠整合配電站下級所有可控資源，和優化調度的目的。

本發明采取的技術方案具體為：一種基于網源荷儲協調控制的配電站，配電站包括變壓器、低壓側母線以及連接低壓側母線的負荷饋線，還包括網源荷儲協調控制終端、分布式能源和分布式能源接口；

分布式能源包括光伏系統、儲能系統和充電樁，分布式能源接口包括分布式電源接口、儲能接口和多樣性負荷接口；光伏系統、儲能系統和充電樁分別對應通過分布式電源接口、儲能接口和多樣性負荷接口接入負荷饋線；

各負荷饋線上分別設有斷路器，各斷路器的控制端連接網源荷儲協調控制終端；

各分布式能源接口分別包括控制單元，各控制單元分別獲取相應接口上所連接的光伏系統、儲能系統或充電樁的運行數據信息，傳輸至網源荷儲協調控制終端；網源荷儲協調控制終端通過各控制單元控制各分布式能源接口上所連接的光伏系統、儲能系統或充電樁的運行。