一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，涉及微电网控制技术领域，可调整微电网系统中微电源可供应的电能与负荷所需电能的平衡关系。该微电网系统包括微电网供用能模块、微电网中央控制模块和末端数据采集及控制模块；微电网供用能模块用于实现微电源向负荷的供电；微电网中央控制模块用于对微电源可供应的电能和负荷所需的电能进行实时预测，在微电网系统处于离网状态时，进入孤岛运行模式，并不断调整孤岛范围，确定需要投入的负荷和需要切除的负荷，并下发相应的指令；末端数据采集及控制模块用于在微电网中央控制模块所下发的指令的控制下，对负荷进行投入或切除。上述微电网系统用于在离网状态时独立向负荷供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分布式能源发电和微电网控制
，尤其涉及一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统。
技术介绍
微电网系统是一种将分布式发电系统、储能以及末端负荷相结合的智能可控小型电网系统，并且是可以实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网系统主要包括用于供应电能的微电源和用于消耗电能的负荷。相对于外部电网，微电网系统有并网和离网两种运行模式：当外部电网正常供电时，微电网系统中的微电源作为辅助电源并入，与外部电网共同为负荷输送电能；当外部电网发生故障时，微电网与外部电网断开连接，形成孤岛，独立向负荷输送电能。但是，微电网系统在离网模式下运行时，普遍存在如下问题：现有的微电网系统仅能根据负荷重要性对孤岛范围进行一次划分，因此在后续供电过程中，现有的微电网系统并不能对微电网系统中微电源可供应的电能与负荷所需的电能的关系进行调整，使二者达到平衡。例如，当微电源可供应的电能小于负荷所需的电能，即微电网系统已经不足以向现有的负荷供电时，就会降低微电网系统运行的安全可靠性；或者，当微电源可供应的电能大于负荷所需的电能，即微电网系统可向更多的负荷供电时，降低了能源的利用率，在一定程度上造成能源的浪费。
技术实现思路
本专利技术提供了一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，可快速调整微电网系统中微电源可供应的电能与负荷所需的电能之间的平衡关系，提高微电网系统运行的安全可靠性，并提高能源的利用率。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，所述微电网系统包括至少一个区块及与各区块相连的微电网中央控制模块，所述区块包括相连的微电网供用能模块和末端数据采集及控制模块；其中，所述微电网供用能模块包括微电源单元和负荷单元，所述微电源单元包括至少一个微电源，所述负荷单元包括至少一个负荷，所述微电源单元用于向所述负荷单元供应电能；在所述微电网系统处于并网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网相连，在所述微电网系统处于离网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网断开；所述微电网中央控制模块用于对所述微电源单元可供应的电能以及所述负荷单元所需的电能进行实时预测，在所述微电网系统处于离网状态时，进入孤岛运行模式，根据实时预测的预测数据及所述微电网系统的供用能平衡滞环裕量不断调整孤岛范围，然后根据所调整的孤岛范围及所述负荷单元中各负荷的重要性确定需要投入的负荷和需要切除的负荷，并下发相应的指令；所述末端数据采集及控制模块用于在所述微电网中央控制模块所下发指令的控制下，对所述负荷单元中的负荷进行相应的投入或切除，使所述微电源单元可供应的电能与所述负荷单元所需的电能保持平衡。利用本专利技术所提供的微电网系统，通过对微电网系统中微电源可供应的电能以及负荷所需的电能进行实时预测，可判断出二者之间的关系，当二者处于非平衡态时，通过调整孤岛范围，对负荷进行投入或切除，从而使微电源可供应的电能与负荷所需的电能的关系快速恢复平衡。例如，当微电源可供应的电能小于负荷所需的电能时，即微电网系统已经不足以向现有的负荷供电，这时根据负荷的重要性，对原有的负荷中一部分重要性较低的负荷进行切除，缩小孤岛范围，使微电源可供应的电能与切除后的负荷所需的电能达到平衡，从而提高了微电网系统运行的安全可靠性；当微电源可供应的电能大于负荷所需的电能时，即微电网系统可以向更多的负荷供电，根据负荷的重要性，在现有的负荷的基础上重新投入一部分未供电的重要性较高的负荷，扩大孤岛范围，使微电源可供应的电能与投入后的负荷所需的电能达到平衡，从而使微电网系统尽可能向更多的负荷供电，提高能源的利用率。因此，通过采用本专利技术提供的微电网系统，可快速调整微电网系统中微电源可供应的电能与负荷所需的电能之间的平衡，提高微电网系统运行的安全可靠性，并提高能源的利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图一；图2为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图二；图3为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图三；图4为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图四；图5为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图五；图6为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图六；图7为本专利技术实施例所提供的微电网系统的结构示意图七；图8为本专利技术实施例所提供的微电网系统的网络结构示意图。附图标记说明：1-区块；11-微电网供用能模块；111-微电源单元；1110-微电源；1111-光伏发电微电源；1112-风力发电微电源；1113-发电机微电源；1114-储能微电源；112-负荷单元；1120-负荷；113-可控微电源开关；114-可控负荷开关；115-变压器；116-可控电压开关；117-并网/离网控制开关；12-末端数据采集及控制模块；121-微电源控制器；122-第一负荷控制器；123-第二负荷控制器；124-数据采集监测单元；1241-电气参数采集设备；1242-监测设备；1243-智能采集设备；1244-电气实时采集设备；1245-储能监测设备；1246-控制器监测设备；13-网络管理单元；131-用户端通讯变换器；132-通讯管理机；2-微电网中央控制模块；21-微电源预测单元；211-光伏发电预测子单元；212-风力发电预测子单元；213-发电机预测子单元；214-储能预测子单元；22-负荷预测单元；23-数据库；24-微电网中央控制器；25-天气预报单元；3-外部电网；4-第三负荷控制器；5-总数据采集监测单元；6-总网络管理单元；7-系统端通讯变换器。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，以下实施例结合的附图中所示出的光伏发电微电源、风力发电微电源、发电机微电源、储能微电源、微电源控制器和第一负荷控制器的具体数量仅仅为示意说明，并不代表各自的实际数量。如图1所示，本实施例提供了一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，微电网系统包括至少一个区块1及与各区块相连的微电网中央控制模块2，区块1包括相连的微电网供用能模块11和末端数据采集及控制模块12；其中，微电网供用能模块11包括微电源单元111和负荷单元112，微电源单元111包括至少一个微电源1110，负荷单元112包括至少一个负荷1120，微电源单元111用于向负荷单元112供应电能。在微电网系统处于并网状态时，微电网供用能模块11与外部电网3相连，在微电网系统处于离网状态时，微电网供用能模块11与外部电网3断开；微电网中央控制模块2用于对微电源单元111可供应的电能以及负荷单元112所需的电能进行实时预测，在微电网系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，其特征在于，所述微电网系统包括至少一个区块及与各区块相连的微电网中央控制模块，所述区块包括相连的微电网供用能模块和末端数据采集及控制模块；其中，所述微电网供用能模块包括微电源单元和负荷单元，所述微电源单元包括至少一个微电源，所述负荷单元包括至少一个负荷，所述微电源单元用于向所述负荷单元供应电能；在所述微电网系统处于并网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网相连，在所述微电网系统处于离网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网断开；所述微电网中央控制模块用于对所述微电源单元可供应的电能以及所述负荷单元所需的电能进行实时预测，在所述微电网系统处于离网状态时，进入孤岛运行模式，根据实时预测的预测数据及所述微电网系统的供用能平衡滞环裕量不断调整孤岛范围，然后根据所调整的孤岛范围及所述负荷单元中各负荷的重要性确定需要投入的负荷和需要切除的负荷，并下发相应的指令；所述末端数据采集及控制模块用于在所述微电网中央控制模块所下发指令的控制下，对所述负荷单元中的负荷进行相应的投入或切除，使所述微电源单元可供应的电能与所述负荷单元所需的电能保持平衡。

【技术特征摘要】
1.一种实现微电源供电与负荷用电平衡的微电网系统，其特征在于，所述微电网系统包括至少一个区块及与各区块相连的微电网中央控制模块，所述区块包括相连的微电网供用能模块和末端数据采集及控制模块；其中，所述微电网供用能模块包括微电源单元和负荷单元，所述微电源单元包括至少一个微电源，所述负荷单元包括至少一个负荷，所述微电源单元用于向所述负荷单元供应电能；在所述微电网系统处于并网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网相连，在所述微电网系统处于离网状态时，所述微电网供用能模块与外部电网断开；所述微电网中央控制模块用于对所述微电源单元可供应的电能以及所述负荷单元所需的电能进行实时预测，在所述微电网系统处于离网状态时，进入孤岛运行模式，根据实时预测的预测数据及所述微电网系统的供用能平衡滞环裕量不断调整孤岛范围，然后根据所调整的孤岛范围及所述负荷单元中各负荷的重要性确定需要投入的负荷和需要切除的负荷，并下发相应的指令；所述末端数据采集及控制模块用于在所述微电网中央控制模块所下发指令的控制下，对所述负荷单元中的负荷进行相应的投入或切除，使所述微电源单元可供应的电能与所述负荷单元所需的电能保持平衡。2.根据权利要求1所述的微电网系统，其特征在于，所述微电网中央控制模块包括：微电源预测单元，所述微电源预测单元用于对所述微电源单元可供应的电能进行实时预测；负荷预测单元，所述负荷预测单元用于对所述负荷单元所需的电能进行实时预测；与所述微电源预测单元和所述负荷预测单元相连的数据库，所述数据库用于向所述微电源预测单元和所述负荷预测单元提供进行实时预测所需要的数据，且所述数据库中预先存储有所述微电网系统的供用能平衡滞环裕量数据；与所述微电源预测单元、所述负荷预测单元和所述数据库相连的微电网中央控制器，在所述微电网系统处于离网状态时，所述微电网中央控制器进入孤岛运行模式，从所述微电源预测单元和所述负荷预测单元中获取实时预测的预测数据，并从所述数据库中获取所述供用能平衡滞环裕量数据，根据实时预测的预测数据及所述微电网系统的供用能平衡滞环裕量不断调整孤岛范围，然后根据所调整的孤岛范围及所述负荷单元中各负荷的重要性确定所述负荷单元中的需要投入的负荷和需要切除的负荷，并下发相应的指令。3.根据权利要求2所述的微电网系统，其特征在于，所述微电源单元包括光伏发电微电源、风力发电微电源、发电机微电源和储能微电源中的至少一种微电源。4.根据权利要求3所述的微电网系统，其特征在于，所述微电源单元包括光伏发电微电源、风力发电微电源和发电机微电源中的至少一种微电源；所述微电源预测单元包括光伏发电预测子单元、风力发电预测子单元和发电机发电预测子单元中的至少一种预测子单元，所述微电源预测单元所包括的预测子单元的种类与所述微电源单元所包括的微电源的种类相同。5.根据权利要求4所述的微电网系统，其特征在于，所述微电源单元包括光伏发电微电源和风力发电微电源中的至少一种微电源；所述微电源预测单元包括光伏发电预测子单元和风力发电预测子单元中的至少一种预测子单元，所述微电源预测单元所包括的预测子单元的种类与所述微电源单元所包括的微电源的种类相同；所述微电网中央控制模块还包括与所述数据库相连的天气预报单元，所述天气预报单元用于获取天气数据，并将所获取的天气数据作为进行实时预测所需要的一类数据传输至所述数据库。6.根据权利要求1所述的微电网系统，其特征在于，所述末端数据采集及控制模块包括：至少一个微电源控制器，所述至少一个微电源控制器一一对应地与所述微电源单元所包括的至少一个微电源相连，所述微电源控制器用于控制对应的微电源进行离网/并网...

【专利技术属性】
技术研发人员：石大鹏，李华印，李新新，王玉亮，尧军，陈灿章，贺万普，
申请(专利权)人：新智能源系统控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11