[发明专利]分级控制的独立微网

说明书

本发明提出了一种分级控制的独立微网，针对区域供能需求，以多种可再生能源发电综合利用为主，燃气/油发电、蓄能发电为辅。以此为基础建立的实际可应用的独立微网可以提高分布式电源的供电质量与清洁能源的利用效率，减少化石资源的消耗量和环境污染物排放；增强分布式发电接纳能力，满足长期稳定的用电需求，避免大面积停电事故，具有应用示范意义。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种分级控制的独立微网。

背景技术

大力加强可再生能源集成利用技术的基础理论研究，促进可再生能源的大规模高效集成利用是目前能源领域急需解决的重大基础研究问题。根据当地资源条件，合理选择综合利用多种可再生能源(风能、太阳能、海洋能、生物质能、后备柴油机等)，组成分布式可再生能源供电体系，构成微网，实现独立运行或并网运行，是今后可再生能源高效利用的主要方向。

微网是智能电网的重要组成部分，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。在微网内通过合理的电能管理,实现对电能质量的控制,并控制了微电网与公共电网间电能交换的变化,克服了分布式发电易突变的问题。多能源互补分布式微网技术可以对微网系统实现能量的优化调度分配、系统效率最大化、系统安全可靠运行。目前对单一可再生能源技术及其控制研究已经比较成熟，但对多种可再生能源技术集成应用及微网相关的基础理论研究问题，包括分布式可再生能源系统微电网的优化组网技术，体系结构，微电网独立及并网运行控制研究，微电网的能源管理及调度策略，微电网无线通讯及远程监控，微电网对并网系统的影响，与分布式可再生能源发电系统相适应的变频、换流以及保护措施等研究还需加强投入，以解决分布式可再生能源发电系统与微网控制相关的基础理论问题，促进可再生能源的大规模高效集成应用。

可再生能源独立电站及其分布式发电微电网系统技术可以实现系统效率的最大化，是今后可再生能源高效利用的主要发展方向之一。不但能够解决远离电网及一些特殊地区(高山、海岛)的供电、农村建设中的生态能源项目、高速公路信号及照明、供电成本高的用户供电等，还可作为主电网的有效补充，提高输变电的安全性和可靠性，降低线路电能损耗，其市场推广应用前景一片光明。

发明内容

本发明的目的是提出一种分级控制的独立微网，针对区域供能需求，以多种可再生能源(发电综合利用为主，燃气/油发电、蓄能发电为辅。以此为基础建立的实际可应用的独立微网可以提高分布式电源的供电质量与清洁能源的利用效率，减少化石资源的消耗量和环境污染物排放；增强分布式发电接纳能力，满足长期稳定的用电需求，避免大面积停电事故，具有应用示范意义。

为实现上述目的，本发明所采取的具体技术方案是：

一种分级控制的独立微网，包括上级微网和若干子微网；

每个子微网均包括可再生能源发电单元、储能装置和负荷；

可再生能源发电单元和负荷均连接到交流母线，储能装置连接到直流母线，每个子微网将双向变流器作为与上级微网的接口设备，双向变流器的三组接线端分别连接子微网的交流母线、上级微网的交流母线、子微网的储能装置的直流母线；

子微网在向上级微网送电模式下，子微网按照上级微网的指令向上级微网按照指定功率输送电能，同时子微网内部的用电由可再生能源发电单元供电，当可再生能源发电功率大于负荷所需时，多余的电能将为储能装置充电，当可再生能源发电功率小于负荷所需时，不足的电能由储能装置补充；

子微网在从上级微网获取电能模式下，子微网按照上级微网的指令从上级微网按照指定功率获取电能，当子微网内可再生能源发电功率大于负荷所需时，多余的电能将为子微网的储能装置充电，从上级微网获取的电能也将为储能装置充电，当可再生能源发电功率小于负荷所需时，不足的电能缺口依靠从上级微网获得的电能补充，同时还要根据供电和用电情况确定为储能装置充电或放电。