[发明专利]一种基于太阳能的微电网系统

说明书

本发明提出一种基于太阳能的微电网系统，包括太阳能发电子系统、受控发电子系统与中央控制装置，中央控制装置包括N个边缘计算终端。太阳能发电子系统由M个太阳能光电转换装置组成；每个所述太阳能光电转换装置连接有现场测控单元；每个所述边缘计算终端获取与其连接的K个太阳能光电转换装置的当前输出功率以及所述现场测控单元测定的所述光强信号值，基于预测引擎模型预测出未来预定时间段的所述太阳能发电子系统的发电输出功率；所述中央控制装置基于所述预测出的所述发电输出功率，调节所述受控发电子系统的运行状态。本发明的技术方案能够使得微电网系统中太阳能发电子系统的效率得到最大利用的同时不影响正常用电。

技术领域

本发明属于微电网技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的智能微电网系统。

背景技术

能源是环球经济发展和人类生活水平稳步提升的引擎。在化石能源日趋枯竭的今天，大规模开发和利用以太阳能光伏发电为代表的可再生能源，是环球能源可持续发展的必由之路。传统的电力系统又面临着诸多的问题，例如对能源的利用效率达到了一个瓶颈的状态，系统结构也越来越老化，环境保护的问题，用户对电能质量越来越高的标准要求和集中供电的可靠性问题等，而光能、风能、沼气等可再生能源的开发利用，使得人们必须去探索出一条能够高效利用可再生能源的可持续发展的道路。由此，微电网应运而生。

微电网是以分布式发电技术为基础的，将储能单元、各种分布式电源、负荷及保护装置、监控装置集合为一体的混合供能系统，能够方便灵活地和电网并网运行或自主独立运行，并满足用户的各种要求，例如高电能质量、稳定性、安全性、供电的可靠性等要求。智能微电网是规模较小的分散的独立系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网运行，也可以孤立运行。它将分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。

在智能微电网系统中，太阳能的有效利用是一个重要的因素。对此，由法国道达尔太阳能国际公司和北卡罗来纳大学联合提交的PCT专利申请PCT/US2018/022880提出一种用于管理离网功率供应的方法。该方法包括从一个或多个负载获取数据。一个或多个负载连接到离网功率供应。该方法还包括基于所获取的数据对一个或多个负载建模，估计与离网功率供应相关联的能量存储设备(ESD)的充电状态，以及确定一个或多个负载中的每一个的操作状态。操作状态至少基于ESD的充电状态和一个或多个负载中的每一个的类别，基于操作状态控制每个负载。

中国发明专利申请CN202010799102.X则提出一种基于分布式发电的供电调度方法，所述调度方法包括：监控电网的并网准许指令，判断当前的分布式发电所在系统中的并网序列，所述并网序列包括当前并网发电节点、预并网节点和储备并网节点；设置电网监控节点，监控电网中的设备(负载)的最大需求功率；对所述监控节点检测到的最大需求功率进行拆解，所述最大需求功率包括第一需求变量，其中，所述第一需求变量为针对分布式发电节点的并网业务参数；对所述监控节点检测到的最大需求功率进行功率匹配，获取所述第一需求变量对应的预设并网规则；将所述第一需求变量按照所述预设并网规则调整各个分布式发电节点的并网序列。

然而，由于太阳能发电的输出存在不确定性，而用户用电的确定性相对存在。如何在提高太阳能发电的利用效率的同时，不影响用户用电设备的正常使用，现有技术并未给出有效的技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于太阳能的智能独立微电网系统，包括太阳能发电子系统、受控发电子系统与中央控制装置，中央控制装置包括N个边缘计算终端。太阳能发电子系统由M个太阳能光电转换装置组成；每个所述太阳能光电转换装置连接有现场测控单元；每个所述边缘计算终端获取与其连接的K个太阳能光电转换装置的当前输出功率以及所述现场测控单元测定的所述光强信号值，基于预测引擎模型预测出未来预定时间段的所述太阳能发电子系统的发电输出功率；所述中央控制装置基于所述预测出的所述发电输出功率，调节所述受控发电子系统的运行状态。

本发明的技术方案能够使得微电网系统中太阳能发电子系统的效率得到最大利用，降低资源能耗，同时不影响正常用电。