主动配电网下间歇性能源消纳监测系统技术方案

一种主动配电网下间歇性能源消纳监测系统，包括测量控制单元、4G无线通信网络和后台服务器，其中，测量控制单元包括负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块、嵌入式ARM；负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块分别通信连接到嵌入式ARM；嵌入式ARM与测量控制单元的无线通信模块通信连接，无线通信模块与4G无线通信网络通信连接，4G无线通信网络与后台服务器通信连接。本发明专利技术系统，采用预测和在线监测有效结合，解决了间歇性能源并网后电网将出现负荷峰谷差加大、电能质量变差、运行稳定性降低等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统智能控制，尤其涉及一种主动配电网下间歇性能源消纳监测系统。
技术介绍
随着电力需求的持续增长、传统能源紧缺不断加深、环境问题日益突出，如分布式电源(Distributed Generat1n, DG)大规模并网，将成为电网企业面临的挑战。DG发电具有间歇性和不确定性，传统配电网已经无法满足由DG、储能系统、可控负荷等组成的间歇性能源系统的需求。主动配电网系统(Active Distribut1n Systems, ADS)，具备组合控制各种分布式能源(DG、可控负荷、储能、需求侧管理等)能力的配电网络，其目的是加大配电网对于间歇性能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资以及提高用户的用电质量和供电可靠性。专利文献CN201210013976.3公开的基于主动机制的配电网间歇式能源消纳系统及其方法，首先在间歇式能源接入点由源网协调控制器就地消纳间歇式能源，若间歇式能源过剩，过剩能源向中压配网层输送，然后在中压配网层中主动配网控制器通过全局最优协调以及分布自治的主动机制算法实现间歇式能源消纳，实现配电网的最优调度、运行方式优化及电压协调控制，实现在满足配电网安全经济运行前提下，对于接入配电网的间歇式能源进行最大限度消纳和高效利用。在Walling R A等人2008年在IEEE输电汇刊，23 (3):1636-1644的分布式能源对电力传输系统的影响概述 (Summary of distributed resources impact on powerdelivery systems )文献中公开了:在ADS中，双向潮流使得诸如风能、太阳能等间歇性能源及负荷预测的不确定性问题进一步加剧，将影响到电网的运行状态和经济性。在Zou K等人2012年在IEEE可持续能源汇刊，3(1):112-123的具有混合DG的配电系统规划的无功容量和系统不确定性 (Distribut1n system planning withincorporat1n DG reactive capability and system uncertainties )文南犬中，针对电网中存在的间歇性能源及负荷不确定性问题，建立了负荷、风速和太阳辐射量的概率模型，并以此得到规划期内风电出力、光伏出力和负荷的平均水平。在Su C L 2010年在IEEE电力系统汇刊，25(2):786-795的使用详细的分布操作模式随机评估具有分布式电源的配电网络的电压 (Stochastic evaluat1n ofvoltages in distribut1n networks with distributed generat1n using detaileddistribut1n operat1n models )文献中，针对负荷和分布式电源的不确定性，提出基于两点估计的概率潮流计算方法；在Martins V F等人2011年在IEEE电力系统汇刊，26 (4):2164-2172的合并分布式电源和负载的主动配电网络规划的响应不确定性 (Active distribut1n networkintegrated planning incorporating distribut1n generat1n and load responseuncertainties )文献中，提出一种多场景分析方法用于解决主动配电网规划中分布式电源和负荷的不确定性问题；在曾博等人2013年在电工技术学报，28 (9):155-163的促进间歇性分布式电源高效利用的主动配电网双层场景规划方法文献中，建立了风速和光照的概率模型，并以各预想场景下风机和光伏出力的数学期望之和作为间歇性电源的输出。以上研究针对间歇性能源的分散性、不稳定性及发电间歇性，基于主动配电网技术构建了相应的模型，预测了各种预想情况下间歇性能源消纳的情况。但是间歇性能源发电的随机性、不确定因素太多，仅仅预测仍无法解决有效消纳的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种主动配电网下间歇性能源消纳监测系统，采用预测和在线监测有效结合，解决了间歇性能源并网后电网将出现负荷峰谷差加大、电能质量变差、运行稳定性降低等问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种主动配电网下间歇性能源消纳监测系统，包括测量控制单元、4G无线通信网络和后台服务器，其中，测量控制单元包括负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块、嵌入式ARM ;负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块分别通信连接到嵌入式ARM ;嵌入式ARM与测量控制单元的无线通信模块通信连接，无线通信模块与4G无线通信网络通信连接，4G无线通信网络与后台服务器通信连接；通过4G无线通信网络，无线通信模块将测量控制单元采集的电网信息数据发送到后台服务器，和/或将后台服务器指令下发到测量控制单元。进一步地，后台服务器中设计有间歇性能源消纳智能专家库。进一步地，后台服务器根据约束条件，比对间歇性能源消纳智能专家库中的各种预想状态下的资源库，做出决策，下发有功控制和无功控制指令。进一步地，负荷状态模块监控负荷状态和用电量，并将负荷状态和用电量实时传送到后台服务器。进一步地，开关状态模块控制开关状态、采集开关状态和开关量并将开关状态和开关量传送到后台服务器。进一步地，网络拓扑模块监控网络拓扑结构，并将网络拓扑结构传送到后台服务器。进一步地，无功补偿装置模块监控可控无功补偿装置的运行状态，并将可控无功补偿装置的运行状态传送到后台服务器。进一步地，DG运行模块监控DG运行状态和DG环境因素，并将DG运行状态和DG环境因素传送到后台服务器。进一步地，后台服务器发布网站信息，通过异地机监控浏览系统浏览间歇性能源的消纳情况。进一步地，后台服务器通过4G无线通信网络为手机APP开通4G接口，通过手机监测间歇性能源的消纳和电能质量状态并且远程控制可中断负荷的运行。本专利技术提供的主动配电网下间歇性能源消纳监测系统，其直接经济效益主要体现在:通过先进的通信技术对接入的DG进行主动管理，实现对DG高效消纳，使配电系统能够更加经济稳定的运行；后台服务器，根据采集到的现场运行情况，结合专家库，做出智能决策，改变接入DG和可中断负荷的网络拓扑结构，改变了传统配电网由于存在一次网架薄弱、自动化水平不高、调度方式落后等问题；根据现场采集到的运行情况，综合考虑供电公司收益和污染物排放最优，能制定合理实时电价，能够使负荷的峰谷差得到明显的削减。具有广阔的市场前景，产业化投资50万；从社会和生态效益的角度来讲，本专利技术系统相应了国家关于智能电网可再生新能源接入系统的建设，为其提供了可靠性的保证。符合当地社会发展的需要，同时也实现了循环型经济的目标；而且技术研发中集电子信息、计算机、先进控制技术、先进制造业和环境等多种知识，体现了智能电网技术的应用，具有较强的竞争力，推动了技术的发展。【附图说明】图1是本专利技术的主动配电网下间歇性能源消纳监测系统的设计示意图；图2是本专利技术的主动配电网下间歇性能源消纳监测系统的智能专家库设计方法的示意图。【具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动配电网下间歇性能源消纳监测系统，其特征在于，包括测量控制单元、4G无线通信网络和后台服务器，其中，所述测量控制单元包括负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块、嵌入式ARM；所述负荷状态模块、开关状态模块、网络拓扑模块、无功补偿装置模块、DG模块、储能装置模块分别通信连接到嵌入式ARM；所述嵌入式ARM与所述测量控制单元的无线通信模块通信连接，所述无线通信模块与所述4G无线通信网络通信连接，所述4G无线通信网络与所述后台服务器通信连接；通过所述4G无线通信网络，所述无线通信模块将所述测量控制单元采集的电网信息数据发送到所述后台服务器，和/或将所述后台服务器指令下发到所述测量控制单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓芳，刘琳霞，秦婧，
申请(专利权)人：苏州健雄职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32