[发明专利]一种微电网智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电网控制系统技术领域，具体涉及一种微电网智能控制系统。

背景技术

进入21世纪以来，随着石油、煤炭等资源储量的不断下降，世界范围内的能源供应持续紧张，开发利用清洁高效的可再生能源成为解决未来能源问题的主要出路。目前应用较为广泛的几种新能源包括太阳能、风能、燃料电池等，均为分布式电源（Distributed Energy Resources，DER），相应的一些发电技术称为分布式发电技术（Distributed Generation，DG）。将分布式发电技术与大电网相结合，被国内外许多专家学者认为是降低能耗、提高电力系统安全性和灵活性的主要方式，但分布式发电技术对大电网的影响却是一个不得不考虑的重要问题。为了能充分利用分布式发电所带来的经济效益，同时提高可靠性，并尽量减少其对主网的冲击，微电网（microgrid）的概念被提了出来。

微电网是规模较小的独立分散系统，采用大量的现代电力技术，将燃气轮机、风电、光伏发电，燃料电池及储能设备等合并在一起，直接接在用户侧。对于大电网而言，微电网可被视为电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内动作以满足外部输配电网络的需求；另一方面，微电网还可满足用户的特定需求，如提高本地可靠性、保持本地电压稳定、通过利用余热提高能量利用效率及提供不间断电源等。微电网和大电网通过能量交换，二者互为备用，从而大大提高供电可靠性。

微电网具备智能性、灵活性、环保以及能量利用的多元化等优点，势必将成为未来电网的重要发展方向。在我国，有关分布式能源系统的集成及控制研究与发达国家相比还有很大的差距，一些高校和研究机构的研究工作多集中于单个分布式发电设备和电站系统等硬件的研制，或者小型独立风力发电/太阳能发电/柴油机系统集成。但从微电网角度出发，对基于风能、太阳能、燃料电池等分布式发电单元与负载、储能环节构成的微网系统稳定运行与控制理论、最佳匹配控制策略，并且考虑可再生能源发电电源和负载随机性的条件下，微网系统在线智能控制系统的研究还涉足很少，这严重阻碍我国分布式能源系统的推广应用和有关产业的做大做强。因此研究开发更加网络化和智能化的微电网实时在线智能控制系统，将EMS系统与WEB相融合，提高系统的扩展性和兼容性，具有较高的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明提出了一种微电网智能控制系统，能够为包括光伏发电、风力发电、燃料电池发电等分布式电源和蓄电池储能单元提供监视和控制功能。本发明的微电网智能控制系统包括微电网能量管理单元、中央控制单元和分布式控制单元，该微电网智能控制系统可以对整个微电网设备运行状态进行监视，并根据当前微电网运行状态，采用微电网稳定运行与控制理论，选择最佳匹配控制策略，针对分布式电源不同的特点，对微电网能量供给进行智能控制，充分发挥微电网低碳、经济的优势。本发明采用分层的方式来架构系统，通过将整个系统分为不同的逻辑块，细化了系统功能，大大降低了系统开发和维护的成本。

本发明是通过下述方案予以实现的：

一种微电网智能控制系统，包括微电网能量管理单元、中央控制单元以及分布式控制单元；所述中央控制单元分别与微电网能量管理单元和分布式控制单元连接；所述微电网能量管理单元用于实现微电网最优的能量匹配；所述中央控制单元根据微电网能量管理单元的综合运行控制指令下达指令给分布式控制单元；所述分布式控制单元控制发电单元或储能装置的工作。

    所述微电网能量管理单元接受电网调度/控制指令，并根据当前微电网运行状态以及各分布式发电单元的特点，通过优化计算形成中央控制单元的综合运行控制指令，同时收集处理各分布式控制单元上传的各子系统运行信息，评估当前微电网运行状态。

    所述微电网能量管理单元为微电网调度控制中心提供数据管理、监视、控制和优化，保障微电网的稳定高效运行；

所述中央控制单元完成微电网运行控制和模式切换；通过接收微电网能量管理单元的综合运行控制指令，转换成各子系统指令，下发给分布式控制单元执行，实现并/离网的稳定运行；同时采集各分布式控制单元的实时运行数据，并上传至微电网能量管理单元；

所述分布式控制单元接受并执行中央控制单元下达的指令，控制发电单元或储能装置投入或停止运行，投入或切除负荷；并将各子系统运行信息实时上传至中央控制单元。