本發(fā)明涉及微電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了解決能源與環(huán)境問題，世界各國都一直致力于推進新能源領(lǐng)域的發(fā)展，近年來新能源的應(yīng)用越來越廣泛，而微網(wǎng)技術(shù)的提出，為高效利用這些新能源電力提供了重要的技術(shù)方向。但由于可再生能源出力的波動性、間歇性和不確定性，所以常出現(xiàn)電壓和頻率不穩(wěn)定的情況，易對微電網(wǎng)及大電網(wǎng)造成嚴重沖擊。

在目前的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，當電網(wǎng)發(fā)生事故，進行離并網(wǎng)切換時，為了保持微電網(wǎng)穩(wěn)定，都是比較粗放的對發(fā)電系統(tǒng)和負荷進行調(diào)節(jié)，對于舒適性和合理性并沒有太多的考慮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括遠程客戶端、微電網(wǎng)管理平臺、多個分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負荷系統(tǒng)。

所述遠程客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與所述微電網(wǎng)管理平臺進行連接，所述微電網(wǎng)管理平臺分別與多個分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)建立連接，向分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷系統(tǒng)發(fā)送控制指令，向遠程客戶端發(fā)送微電網(wǎng)運行信息。

分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負荷系統(tǒng)與微電網(wǎng)輸出母線連接，所述微電網(wǎng)輸出母線通過主并網(wǎng)開關(guān)與外部大電網(wǎng)連接。

所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括分布式發(fā)電控制單元和一個或多個發(fā)電機組，所述分布式發(fā)電控制單元用于控制發(fā)電機組的有功功率和無功功率，并且通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與微電網(wǎng)管理平臺進行連接，接收微電網(wǎng)管理平臺發(fā)送的控制指令。

儲能系統(tǒng)包括儲能控制單元和儲能設(shè)備，儲能控制單元可以采集儲能設(shè)備的運行信息，控制儲能設(shè)備充放電功率，儲能控制單元通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與微電網(wǎng)管理平臺進行連接，能夠接收微電網(wǎng)管理平臺發(fā)送的控制指令。

負荷系統(tǒng)包括直接控制負荷和間接控制負荷，所述直接控制負荷包括一組或者多組用戶負荷集合，每組用戶負荷集合包含多個用戶負荷，所述直接控制負荷中的用戶負荷通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)直接與微電網(wǎng)管理平臺建立連接；所述間接控制負荷包括一個或多個負荷控制系統(tǒng)，所述負荷控制系統(tǒng)包括負荷控制單元、一組或多組用戶負荷，所述間接控制負荷中的用戶負荷將負荷數(shù)據(jù)上報到負荷控制單元集中管理，負荷控制單元接收微電網(wǎng)管理平臺發(fā)送的負荷調(diào)整指令，根據(jù)用戶負荷的調(diào)控優(yōu)先級計算生成調(diào)控方案，并將指令下發(fā)到用戶負荷，進行負荷調(diào)整。

微電網(wǎng)管理平臺可以對直接控制負荷中的多組用戶負荷以及間接控制負荷中的一個或多個負荷控制系統(tǒng)進行級別分類，并且設(shè)置不同分組的調(diào)控級別，并將不同等級的安全事故與相應(yīng)調(diào)控級別對應(yīng)。

所述分布式發(fā)電系統(tǒng)還包括一個或多個儲能設(shè)備以及用戶負荷，儲能設(shè)備、用戶負荷將運行數(shù)據(jù)上傳到分布式發(fā)電控制單元，分布式發(fā)電控制單元控制儲能設(shè)備、用戶負荷的運行，用于調(diào)節(jié)儲能設(shè)備的充放電功率和發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)用戶負荷。

所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括但不限于光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、燃機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池中的一個或者多個。

所述微電網(wǎng)管理平臺包括負荷預(yù)測單元、采集監(jiān)控單元、價格成本計算單元、策略優(yōu)化單元、分層控制單元；

所述采集監(jiān)控單元通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)與分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負荷系統(tǒng)連接，采集上述系統(tǒng)中的各單元運行信息，并且接收來自外部大電網(wǎng)的信息，設(shè)定電網(wǎng)安全事故等級和預(yù)警，根據(jù)采集得到的外部大電網(wǎng)信息，生成對應(yīng)的安全事故等級提醒，向策略優(yōu)化單元發(fā)送安全事故提醒；

所述采集監(jiān)控單元還可以采集包括天氣數(shù)據(jù)、光照強度、風(fēng)力大小等氣候數(shù)據(jù)；

所述負荷預(yù)測單元和所述采集監(jiān)控單元連接，通過接收采集監(jiān)控單元發(fā)送的負荷信息，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)預(yù)測短期的負荷走向；

所述價格成本計算單元從采集監(jiān)控單元獲取外部大電網(wǎng)的電價，并與所述負荷預(yù)測單元連接，用于計算分布式電源成本、大網(wǎng)電價、儲能成本、用戶電力價格，形成價格成本曲線；

所述策略優(yōu)化單元與所述負荷預(yù)測單元及所述價格成本計算單元相連，對多組用戶負荷進行級別分類，并且設(shè)置不同分組的調(diào)控級別，并將不同等級的安全事故與相應(yīng)調(diào)控級別對應(yīng)，用于制定微電網(wǎng)運行策略，將運行策略發(fā)送到分層控制單元；

所述分層控制單元通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)與分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負荷系統(tǒng)連接，接收所述策略優(yōu)化單元發(fā)送的運行策略，生成對應(yīng)的控制指令，并將控制指令下發(fā)分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負荷系統(tǒng)。

所述運行策略包括安全策略、低碳策略和經(jīng)濟策略，安全策略以微電網(wǎng)功率、頻率穩(wěn)定為調(diào)控目標，低碳策略以新能源消納為調(diào)控目標，經(jīng)濟策略以調(diào)控成本最低為調(diào)控目標。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)為：通過本發(fā)明的技術(shù)方案能夠快速調(diào)節(jié)用戶端負荷曲線，應(yīng)對大電網(wǎng)安全事故的快速響應(yīng)需要，增加微電網(wǎng)調(diào)節(jié)的靈活性，同時能夠增進新能源的就地消納水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種融合需求響應(yīng)的樓宇能源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是微電網(wǎng)管理平臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

在一實施例中，通過發(fā)電設(shè)備、存儲、以及負荷的組合，形成新型的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能夠快速調(diào)節(jié)用戶端負荷曲線，兼顧用戶使用需求與應(yīng)對大電網(wǎng)安全事故的快速響應(yīng)需要。

參照附圖1，是根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的一種混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

示例微電網(wǎng)系統(tǒng)100，包括遠程客戶端110、微電網(wǎng)管理平臺120、多個分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140、負荷系統(tǒng)150。遠程客戶端110通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)160與微電網(wǎng)管理平臺120進行連接，遠程客戶端主要是用于用戶能夠?qū)φ麄€微電網(wǎng)運行進行監(jiān)控，一般遠程客戶端可是手機或者電腦等顯示設(shè)備。微電網(wǎng)管理平臺120分別與多個分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140和負荷系統(tǒng)150通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)建立連接，可以向分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140和負荷系統(tǒng)150發(fā)送控制指令，并采集匯總微電網(wǎng)的運行信息，向遠程客戶端110發(fā)送微電網(wǎng)運行信息。

分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140和負荷系統(tǒng)150與微電網(wǎng)輸出母線170連接，微電網(wǎng)輸出母線170通過主并網(wǎng)開關(guān)190與外部大電網(wǎng)180連接。

在上述微電網(wǎng)系統(tǒng)里，分布式發(fā)電系統(tǒng)130可包括但不限于光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、燃機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池中的一個或者多個。

在一個實施例中，分布式發(fā)電系統(tǒng)130可以是一個獨立的發(fā)電單位，包括分布式發(fā)電控制單元131和發(fā)電機組132，分布式發(fā)電控制單元131可以控制發(fā)電機組132發(fā)電輸出，并且通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與微電網(wǎng)管理平臺120進行連接，接收微電網(wǎng)管理平臺120發(fā)送的控制指令，發(fā)電機組132一般通過電力纜線與微電網(wǎng)輸出母線170相連。在一般情形下，分布式發(fā)電控制單元131可以是斷路開關(guān)或者斷路器，可以接收接收微電網(wǎng)管理平臺120發(fā)送的控制指令，控制電路開斷，另一方面分布式發(fā)電控制單元131還可以調(diào)節(jié)發(fā)電機組132的輸出功率。當分布式發(fā)電系統(tǒng)130是一個獨立的發(fā)電單位，主要參與整個微電網(wǎng)的負荷調(diào)節(jié)。

在另一個實施例中，分布式發(fā)電系統(tǒng)130也可以包括一個或多個發(fā)電機組132、一個或多個儲能設(shè)備133以及用戶負荷134，并且擁有一個分布式發(fā)電控制單元131，發(fā)電機組132、儲能設(shè)備133和用戶負荷134將各自的運行數(shù)據(jù)上傳到分布式發(fā)電控制單元131，分布式發(fā)電控制單元131通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)與微電網(wǎng)管理平臺120連接。分布式發(fā)電控制單元131可以控制發(fā)電機組132、儲能設(shè)備133和用戶負荷134的運行，可以對調(diào)節(jié)儲能設(shè)備的充放電功率，控制發(fā)電機組的有功功率和無功功率，調(diào)節(jié)發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)用戶負荷。發(fā)電機組132、儲能設(shè)備133和用戶負荷134通過電力纜線連接，并通過斷路器與微電網(wǎng)母線連接。在此情形下，當外部電力故障時，分布式發(fā)電系統(tǒng)130可以優(yōu)先對系統(tǒng)內(nèi)負荷進行平衡，增加了調(diào)節(jié)的靈活性。

儲能系統(tǒng)140包括儲能控制單元141和儲能設(shè)備142，儲能控制單元141可以采集儲能設(shè)備的運行信息，控制儲能設(shè)備142充放電功率，儲能控制單元141通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與微電網(wǎng)管理平臺120進行連接，能夠接收微電網(wǎng)管理平臺120發(fā)送的控制指令。

負荷系統(tǒng)150包括直接控制負荷151和間接控制負荷152。直接控制負荷151包括一組或者多組用戶負荷集合153，每組用戶負荷集合可以包含多個用戶負荷155，用戶負荷155可以是比如一個獨立小區(qū)、家庭住宅、工廠、商業(yè)大樓等之類的負荷中心，上述一組或者多組用戶負荷集合通過電力纜線直接與微電網(wǎng)輸出母線170相連，并通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)直接與微電網(wǎng)管理平臺120建立連接，微電網(wǎng)管理平臺120可以對多組用戶負荷進行級別分類，并且設(shè)置不同分組的調(diào)控級別，并將不同等級的安全事故與相應(yīng)調(diào)控級別對應(yīng)。

間接控制負荷152包括一個或多個負荷控制系統(tǒng)154，負荷控制系統(tǒng)包括負荷控制單元156、一組或多組用戶負荷157，用戶負荷將各自的負荷數(shù)據(jù)上報到負荷控制單元156集中管理，負荷控制單元156可以接收微電網(wǎng)管理平臺120發(fā)送的負荷調(diào)整指令，根據(jù)用戶負荷的調(diào)控優(yōu)先級計算生成調(diào)控方案，并將指令下發(fā)到用戶負荷，進行負荷調(diào)整。間接控制負荷152可以和直接控制負荷151一起被微電網(wǎng)管理平臺120進行分類。

參考附圖2，出示了微電網(wǎng)管理平臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，微電網(wǎng)管理平臺120包括負荷預(yù)測單元301、采集監(jiān)控單元302、價格成本計算單元303、策略優(yōu)化單元304、分層控制單元305。

采集監(jiān)控單元302通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)與分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140、負荷系統(tǒng)150連接，采集上述系統(tǒng)中的各單元運行信息，比如發(fā)電系統(tǒng)的輸出有功功率、無功功率、儲能充放電功率、峰值負荷及平均負荷等，并且接收來自外部大電網(wǎng)的信息，例如外部大電網(wǎng)電壓、頻率、輸入電價等，設(shè)定電網(wǎng)安全事故等級和預(yù)警，根據(jù)采集得到的外部大電網(wǎng)信息，生成對應(yīng)的安全事故等級提醒，向策略優(yōu)化單元304發(fā)送安全事故提醒。采集監(jiān)控單元302還可以采集包括天氣數(shù)據(jù)、光照強度、風(fēng)力大小等氣候數(shù)據(jù)。

負荷預(yù)測單元301和采集監(jiān)控單元302連接，通過接收采集監(jiān)控單元302發(fā)送的負荷信息，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)預(yù)測短期的負荷走向。

價格成本計算單元303從采集監(jiān)控單元302獲取外部大電網(wǎng)的電價，并與負荷預(yù)測單元301連接，用于計算分布式電源成本、大網(wǎng)電價、儲能成本、用戶電力價格，形成價格成本曲線。

策略優(yōu)化單元304與負荷預(yù)測單元301及價格成本計算單元303相連，對多組用戶負荷進行級別分類，并且設(shè)置不同分組的調(diào)控級別，并將不同等級的安全事故與相應(yīng)調(diào)控級別對應(yīng)，用于制定微電網(wǎng)運行策略，將運行策略發(fā)送到分層控制單元305。例如某一有色金屬加工工廠，用電集中，可以作為直接負荷介入微電網(wǎng)，直接接受微電網(wǎng)管理平臺，生產(chǎn)過程中半成品可以庫存，生產(chǎn)連續(xù)性要求不高，中斷實施對產(chǎn)品影響不大，因此可以被設(shè)置為較高的優(yōu)先級，在影響微電網(wǎng)穩(wěn)定時，可以優(yōu)先調(diào)控。而某一生活小區(qū)用電分散，并影響到社會安定，小區(qū)用電通過負荷控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理，負荷控制系統(tǒng)優(yōu)先關(guān)閉不影響民生的電器，可以設(shè)置為低優(yōu)先級中斷。

分層控制單元305通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)與分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140、負荷系統(tǒng)150連接，接收策略優(yōu)化單元304發(fā)送的運行策略，生成對應(yīng)的控制指令，并將控制指令下發(fā)分布式發(fā)電系統(tǒng)130、儲能系統(tǒng)140、負荷系統(tǒng)150。

運行策略包括安全策略、低碳策略和經(jīng)濟策略，安全策略以維持微電網(wǎng)功率、頻率穩(wěn)定為調(diào)控目標進行調(diào)整，在安全策略下，將當微電網(wǎng)出現(xiàn)頻率下降，功率不穩(wěn)時，按照分負荷控制的調(diào)控級別，從高到低進行調(diào)節(jié)維持微電網(wǎng)穩(wěn)定。在低碳策略下，以盡可能增加新能源消耗為調(diào)控目標，新能源包括但不限于光伏、太陽能等，在調(diào)節(jié)過程中，新能源被設(shè)置為最低調(diào)節(jié)級別，優(yōu)先讓新能源連接微電網(wǎng)提供電源。在經(jīng)濟策略下，以調(diào)控成本最低為調(diào)控目標，通過價格成本計算單元計算各種調(diào)節(jié)方案的調(diào)節(jié)成本，選擇成本最低的調(diào)節(jié)方案。

上述實施例用于對本發(fā)明作進一步說明，但并不將本發(fā)明局限于這些具體實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。