主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能控制，尤其涉及一種主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力需求的持續(xù)增長、傳統(tǒng)能源緊缺不斷加深、環(huán)境問題日益突出，如分布式電源(Distributed Generat1n, DG)大規(guī)模并網(wǎng)，將成為電網(wǎng)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。DG發(fā)電具有間歇性和不確定性，傳統(tǒng)配電網(wǎng)已經(jīng)無法滿足由DG、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷等組成的間歇性能源系統(tǒng)的需求。主動配電網(wǎng)系統(tǒng)(Active Distribut1n Systems, ADS)，具備組合控制各種分布式能源(DG、可控負(fù)荷、儲能、需求側(cè)管理等)能力的配電網(wǎng)絡(luò)，其目的是加大配電網(wǎng)對于間歇性能源的接納能力、提升配電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率、延緩配電網(wǎng)的升級投資以及提高用戶的用電質(zhì)量和供電可靠性。
[0003]專利文獻(xiàn)CN201210013976.3公開的基于主動機制的配電網(wǎng)間歇式能源消納系統(tǒng)及其方法，首先在間歇式能源接入點由源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器就地消納間歇式能源，若間歇式能源過剩，過剩能源向中壓配網(wǎng)層輸送，然后在中壓配網(wǎng)層中主動配網(wǎng)控制器通過全局最優(yōu)協(xié)調(diào)以及分布自治的主動機制算法實現(xiàn)間歇式能源消納，實現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)調(diào)度、運行方式優(yōu)化及電壓協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)在滿足配電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行前提下，對于接入配電網(wǎng)的間歇式能源進行最大限度消納和高效利用。
[0004]在Walling R A等人2008年在IEEE輸電匯刊，23 (3):1636-1644的分布式能源對電力傳輸系統(tǒng)的影響概述[J] (Summary of distributed resources impact on powerdelivery systems [J])文獻(xiàn)中公開了:在ADS中，雙向潮流使得諸如風(fēng)能、太陽能等間歇性能源及負(fù)荷預(yù)測的不確定性問題進一步加劇，將影響到電網(wǎng)的運行狀態(tài)和經(jīng)濟性。
[0005]在Zou K等人2012年在IEEE可持續(xù)能源匯刊，3(1):112-123的具有混合DG的配電系統(tǒng)規(guī)劃的無功容量和系統(tǒng)不確定性[J] (Distribut1n system planning withincorporat1n DG reactive capability and system uncertainties [J])文南犬中，針對電網(wǎng)中存在的間歇性能源及負(fù)荷不確定性問題，建立了負(fù)荷、風(fēng)速和太陽輻射量的概率模型，并以此得到規(guī)劃期內(nèi)風(fēng)電出力、光伏出力和負(fù)荷的平均水平。
[0006]在Su C L 2010年在IEEE電力系統(tǒng)匯刊，25(2):786-795的使用詳細(xì)的分布操作模式隨機評估具有分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)的電壓[J] (Stochastic evaluat1n ofvoltages in distribut1n networks with distributed generat1n using detaileddistribut1n operat1n models [J])文獻(xiàn)中，針對負(fù)荷和分布式電源的不確定性，提出基于兩點估計的概率潮流計算方法；
[0007]在Martins V F等人2011年在IEEE電力系統(tǒng)匯刊，26 (4):2164-2172的合并分布式電源和負(fù)載的主動配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的響應(yīng)不確定性[J] (Active distribut1n networkintegrated planning incorporating distribut1n generat1n and load responseuncertainties [J])文獻(xiàn)中，提出一種多場景分析方法用于解決主動配電網(wǎng)規(guī)劃中分布式電源和負(fù)荷的不確定性問題；
[0008]在曾博等人2013年在電工技術(shù)學(xué)報，28 (9):155-163的促進間歇性分布式電源高效利用的主動配電網(wǎng)雙層場景規(guī)劃方法[J]文獻(xiàn)中，建立了風(fēng)速和光照的概率模型，并以各預(yù)想場景下風(fēng)機和光伏出力的數(shù)學(xué)期望之和作為間歇性電源的輸出。
[0009]以上研究針對間歇性能源的分散性、不穩(wěn)定性及發(fā)電間歇性，基于主動配電網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了相應(yīng)的模型，預(yù)測了各種預(yù)想情況下間歇性能源消納的情況。但是間歇性能源發(fā)電的隨機性、不確定因素太多，僅僅預(yù)測仍無法解決有效消納的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)，采用預(yù)測和在線監(jiān)測有效結(jié)合，解決了間歇性能源并網(wǎng)后電網(wǎng)將出現(xiàn)負(fù)荷峰谷差加大、電能質(zhì)量變差、運行穩(wěn)定性降低等問題。
[0011]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)，包括測量控制單元、4G無線通信網(wǎng)絡(luò)和后臺服務(wù)器，其中，
[0013]測量控制單元包括負(fù)荷狀態(tài)模塊、開關(guān)狀態(tài)模塊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K、無功補償裝置模塊、DG模塊、儲能裝置模塊、嵌入式ARM ;負(fù)荷狀態(tài)模塊、開關(guān)狀態(tài)模塊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K、無功補償裝置模塊、DG模塊、儲能裝置模塊分別通信連接到嵌入式ARM ;
[0014]嵌入式ARM與測量控制單元的無線通信模塊通信連接，無線通信模塊與4G無線通信網(wǎng)絡(luò)通信連接，4G無線通信網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器通信連接；
[0015]通過4G無線通信網(wǎng)絡(luò)，無線通信模塊將測量控制單元采集的電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務(wù)器，和/或?qū)⒑笈_服務(wù)器指令下發(fā)到測量控制單元。
[0016]進一步地，后臺服務(wù)器中設(shè)計有間歇性能源消納智能專家?guī)臁?br>[0017]進一步地，后臺服務(wù)器根據(jù)約束條件，比對間歇性能源消納智能專家?guī)熘械母鞣N預(yù)想狀態(tài)下的資源庫，做出決策，下發(fā)有功控制和無功控制指令。
[0018]進一步地，負(fù)荷狀態(tài)模塊監(jiān)控負(fù)荷狀態(tài)和用電量，并將負(fù)荷狀態(tài)和用電量實時傳送到后臺服務(wù)器。
[0019]進一步地，開關(guān)狀態(tài)模塊控制開關(guān)狀態(tài)、采集開關(guān)狀態(tài)和開關(guān)量并將開關(guān)狀態(tài)和開關(guān)量傳送到后臺服務(wù)器。
[0020]進一步地，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳送到后臺服務(wù)器。
[0021]進一步地，無功補償裝置模塊監(jiān)控可控?zé)o功補償裝置的運行狀態(tài)，并將可控?zé)o功補償裝置的運行狀態(tài)傳送到后臺服務(wù)器。
[0022]進一步地，DG運行模塊監(jiān)控DG運行狀態(tài)和DG環(huán)境因素，并將DG運行狀態(tài)和DG環(huán)境因素傳送到后臺服務(wù)器。
[0023]進一步地，后臺服務(wù)器發(fā)布網(wǎng)站信息，通過異地機監(jiān)控瀏覽系統(tǒng)瀏覽間歇性能源的消納情況。
[0024]進一步地，后臺服務(wù)器通過4G無線通信網(wǎng)絡(luò)為手機APP開通4G接口，通過手機監(jiān)測間歇性能源的消納和電能質(zhì)量狀態(tài)并且遠(yuǎn)程控制可中斷負(fù)荷的運行。
[0025]本發(fā)明提供的主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)，其直接經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在:通過先進的通信技術(shù)對接入的DG進行主動管理，實現(xiàn)對DG高效消納，使配電系統(tǒng)能夠更加經(jīng)濟穩(wěn)定的運行；后臺服務(wù)器，根據(jù)采集到的現(xiàn)場運行情況，結(jié)合專家?guī)?，做出智能決策，改變接入DG和可中斷負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)由于存在一次網(wǎng)架薄弱、自動化水平不高、調(diào)度方式落后等問題；根據(jù)現(xiàn)場采集到的運行情況，綜合考慮供電公司收益和污染物排放最優(yōu)，能制定合理實時電價，能夠使負(fù)荷的峰谷差得到明顯的削減。具有廣闊的市場前景，產(chǎn)業(yè)化投資50萬；從社會和生態(tài)效益的角度來講，本發(fā)明系統(tǒng)相應(yīng)了國家關(guān)于智能電網(wǎng)可再生新能源接入系統(tǒng)的建設(shè)，為其提供了可靠性的保證。符合當(dāng)?shù)厣鐣l(fā)展的需要，同時也實現(xiàn)了循環(huán)型經(jīng)濟的目標(biāo)；而且技術(shù)研發(fā)中集電子信息、計算機、先進控制技術(shù)、先進制造業(yè)和環(huán)境等多種知識，體現(xiàn)了智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，具有較強的競爭力，推動了技術(shù)的發(fā)展。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)的智能專家?guī)煸O(shè)計方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明所提供的主動配電網(wǎng)下間歇性能源消納監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，主要由測量控制單元I (虛線框中所示)、4G無線通信網(wǎng)絡(luò)2和后臺服務(wù)器3組成。測量控制單元I主要包括負(fù)荷狀態(tài)模塊11、開關(guān)狀態(tài)模塊12、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K13、無功補償裝置模塊14、DG模塊15、儲能裝置模塊16、輸入嵌入式平臺17，其中負(fù)荷狀態(tài)模塊11、開關(guān)狀態(tài)模塊12、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K13、無功補償裝置模塊14、DG模塊15、儲能裝置模塊16分別通信連接到輸入嵌入式平臺17，本實施例中，輸入嵌入式平臺17為嵌入式ARM(精簡指令集計算機微處理器)17，嵌入式ARM 17與測量控制單元I自帶的無線通信模塊(未示出)通信連接。
[0030]測量控制單元I的無線通信模塊通過4G接口與4G無線通信網(wǎng)絡(luò)2通信連接，因此測量控制單元I可以方便地接入通信運營商的4G無線通信網(wǎng)絡(luò)2。4G無線通信網(wǎng)絡(luò)2直接與后臺服務(wù)器3通信連接。通過4G無線通信網(wǎng)絡(luò)2，測量控制單元I的無線通信模塊可以將測量控制單元I采集的電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務(wù)器3，并且可以將后臺服務(wù)器3指令下發(fā)到測量控制單元I。
[0031]負(fù)荷狀態(tài)模塊11、DG模塊15、儲能裝置模塊16各自分別連接測量控制單元I中的計量表數(shù)據(jù)采集器、電壓采集模塊、電流采集模塊(未示