[發明專利]能源互聯網中電能路由器集群運行的優化系統及方法

有效

• 申請號: 202010085506.2
• 申請日: 2020-02-08
• 公開（公告）號: CN111262277B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 徐新星;胡炎;邰能靈;慶晨;黃文燾;李俊雙
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/24
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種能源互聯網中電能路由器集群運行的優化系統及方法，包括依次連接的綜自模塊、PET集群控制模塊和PET控制器，其中：綜自模塊與PET集群控制模塊相連以傳輸調度信息并接收外部電網信息，PET集群控制模塊與PET控制器相連以傳輸PET控制信號并接收來自綜自模塊的調度信息，PET集群控制模塊根據多時間尺度以實現局域網內的功率平衡和波動平抑；本發明通過多層多時間尺度分布式協調控制策略，確保所提方法能夠在實際系統中成功運用，實現集群系統的高效和高可靠運行，助力能源互聯網及電能路由器由概念向實體逐步轉變。

技術領域

本發明涉及的是一種能源互聯網領域的技術，具體是一種能源互聯網中電能路由器集群運行的優化系統及方法。

背景技術

傳統配電網的運行模式以供方主導、單向輻射狀供電為主，其與輸電網和用戶之間是自上而下的單向供需關系，職能和結構較為單一。隨著分布式能源大量接入，電動汽車的快速普及，大量的直流負荷接入和可控負荷的持續增多，傳統配電網架構已經難以滿足用戶要求。

為應對電力電子技術的快速發展，以及綜合信息通信技術的發展，提出能源互聯網建設方案，將泛在電力物聯網和堅強智能電網統一于能源互聯網，完成能量流、信息流和業務流的深度耦合。由于電力電子變壓器(Power?Electronic?Transformer，PET)對電能傳輸的靈活可控特性，成為了能源互聯網中能量轉換關鍵關節，是電能路由器的實體，因其端口具有負載率-運行效率非線性特性，且實際運用于配網時，往往以多臺多端口電能路由器集群運行形式出現，所以如何實現電能的高效和高可靠供應，以及配電網中電能路由器集群接入的新的組網形式和相應的運行模式成為未來配電網的基礎和核心。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種能源互聯網中電能路由器集群運行的優化系統及方法，采用多臺多端口電力電子變壓器(Multi-port?Power?ElectronicTransformer,MPET)集群的交直流混合系統結構，并針對該系統提出協調控制策略，實現集群系統的高效和高可靠運行。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種能源互聯網中電能路由器集群運行的優化系統，包括：依次連接的綜自模塊、PET集群控制模塊和PET控制器，其中：綜自模塊與PET集群控制模塊相連以傳輸調度信息并接收外部電網信息，PET集群控制模塊與PET控制器相連以傳輸PET控制信號并接收來自綜自模塊的調度信息，PET集群控制模塊根據多時間尺度以實現局域網內的功率平衡和波動平抑。

所述的PET集群控制模塊包括：在中高壓交流配電網上設置的若干MPET，其端口分別接入能源采集設備、交流負荷和直流負荷，通過主動協調控制實現靈活電能路由和高效能量管理。

所述的主動協調控制是指：MPET集群系統通過實時監測新能源出力和負荷，通過優化計算，調節集群系統內MPET各個端口控制模式、各個端口功率調節參考值、MPET集群間的互濟功率調節參考值，實現MPET實現對新能源的消納和端口功率波動的平抑。

所述的優化計算是指：綜合自動化系統通過前置采集模塊，周期性地采集優化計算所需端口功率、運行狀態實時數據，上送綜合自動化系統的實時庫，經過優化計算得到優化后的結果，將結果存入實時庫，按照下發指令的控制周期，經控制器將優化后的結果作用于PET裝置，調整MPET集群運行狀態。

所述的綜合自動化系統集系統運行狀態采集、電氣量采集、運行計算、控制指令下發等功能與于一體，是MPET集群系統持續良好調度和運行的中樞，該系統內置用于采集系統運行狀態、電氣量的前置采集模塊。

所述的外部電網信息包括：PET集群控制模塊與外部電網之間的交換功率、電壓和頻率。