基于虚拟电厂的直流微电网系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟电厂的直流微电网系统，其包括有微电网直流母线、光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端及微电网管控系统。上述的基于虚拟电厂的直流微电网系统，微电网管控系统分别通过充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端对充电站内充电桩以及柔性负荷进行控制，充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端与微电网管控系统之间的数据交互方式不随充电桩/柔性负荷的类型、容量改变而改变，故而，即使充电桩和/或柔性负荷发生了变化，也无需对微电网管控系统进行重新开发修改就可适配新的应用场景要求，减少了系统的开发工作量。减少了系统的开发工作量。减少了系统的开发工作量。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟电厂的直流微电网系统


[0001]本专利技术涉及微电网
，尤其涉及一种基于虚拟电厂的直流微电网系统。

技术介绍

[0002]随着我国当前中东部地区的受电比例上升、新能源的大规模接入、电力电子设备增加，对电力系统平衡、调节和支撑能力形成巨大压力。通过发展虚拟电厂，实现与大电网的灵活、精准、智能化的互动响应，有助于平抑电网峰谷差，提升电网安全保障水平。
[0003]新能源汽车产业的蓬勃发展，动力电池的更换和退役数量越来越多，将退役动力电池梯次利用，可以作为储能单元参与虚拟电厂活动。随着电动汽车的推广，电动汽车的用电量大、用电高峰较为集成，其充电时段的选择具有较大的调节潜力，且随着研究的深入，电动汽车可实现放电功能。柔性负荷也作为一种调节资源，可以很好的参与到虚拟电厂中。因此，结合光伏发电设备、充电桩、柔性负荷、储能等资源，可以组成微电网。
[0004]在现有的微电网中，通过微电网管控系统直接对光伏发电设备、充电桩、柔性负荷、储能等资源进行管控，以提高能量利用效率。在不同应用场景下充电桩和/或柔性负荷发生变化时，需要重新定制性地开发一套微电网管控系统来对光伏发电设备、充电桩、柔性负荷、储能等资源进行管控，开发周期长，二次开发成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于虚拟电厂的直流微电网系统，在充电桩和/或柔性负荷发生变化时，无需对微电网管控系统进行重新开发修改，即可适配新的场景要求，减少了系统的开发工作量。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案：
[0007]一种基于虚拟电厂的直流微电网系统，其包括有微电网直流母线、光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端及微电网管控系统；微电网直流母线电连接到外部电网，光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷分别电连接到微电网直流母线；充电站边缘计算终端用于上传充电站的功率可控范围到微电网管控系统以及根据微电网管控系统下发的设备控制指令对充电站内各个充电桩进行控制；柔性负荷边缘计算终端用于上传直流负荷中的柔性负荷的可削减功率范围到微电网管控系统以及根据微电网管控系统下发的设备控制指令对柔性负荷进行控制；微电网管控系统分别与光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端连接，获取微电网实时运行信息数据，基于微电网实时运行信息数据生成设备控制指令下发到光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端中。
[0008]优选的，所述基于虚拟电厂的直流微电网系统还包括有通讯管理机，微电网管控系统通过通讯管理机与光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端进行通讯。
[0009]优选的，所述光伏发电系统包括有太阳能光伏板和MPPT变换器，太阳能光伏板通过MPPT变换器与微电网直流母线电连接。
[0010]优选的，所述梯次电池储能系统包括有梯次电池、电池管理系统和储能变换器，梯次电池通过储能变换器与微电网直流母线电连接，梯次电池通过电池管理系统与微电网管控系统通讯连接。
[0011]优选的，所述锂电池储能系统包括有锂电池、电池管理系统和储能变换器，锂电池通过储能变换器与微电网直流母线电连接，锂电池通过电池管理系统与微电网管控系统通讯连接。
[0012]优选的，所述充电站包括有多个直流V2G充电桩。
[0013]优选的，所述柔性负荷包括空调负荷、照明负荷、电热水器负荷中至少一种负荷。
[0014]优选的，所述充电站边缘计算终端接收到的来自微电网管控系统的设备控制指令包括充电站功率限定指令，充电站边缘计算终端以优先保障需求为原则，将充电站功率限定指令拆分为多个限功率指令对应下发给充电站内各个充电桩，以限制与充电桩连接的电动汽车的充放电功率。
[0015]优选的，所述柔性负荷边缘计算终端接收到的来自微电网管控系统的设备控制指令包括限功率指令，柔性负荷边缘计算终端根据限功率指令对柔性负荷进行功率削减控制。
[0016]优选的，所述微电网管控系统具备监控功能、经济优化调度功能、联络线功率控制功能。
[0017]本专利技术的有益技术效果在于：上述基于虚拟电厂的直流微电网系统，微电网管控系统分别通过充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端对充电站内充电桩以及柔性负荷进行控制，充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端与微电网管控系统之间的数据交互方式不随充电桩/柔性负荷的类型、容量改变而改变，故而，即使充电桩和/或柔性负荷发生了变化，也无需对微电网管控系统进行重新开发修改就可适配新的应用场景要求，减少了系统的开发工作量。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的基于虚拟电厂的直流微电网系统的拓扑图；
[0019]图2为本专利技术的基于虚拟电厂的直流微电网系统的控制系统的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的基于虚拟电厂的直流微电网系统的控制系统数据流示意图。
具体实施方式
[0021]为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本专利技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。
[0022]如图1、2所示，在本专利技术一个实施例中，基于虚拟电厂的直流微电网系统包括有微电网直流母线、光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端及微电网管控系统。光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷分别电连接到微电网直流母线，微电网直流母线通过并网换流器电连接到外部电网(交流电网)。基于虚拟电厂的直流微电网系统采用控
制简单、线路损失小的直流配电结构，且系统采用微电网直流母线后，光伏发电系统、储能系统(包括梯次电池储能系统、锂电池储能系统)、充电桩等设备不需要经过AC/DC的逆变或整流，提高了系统的能量转换效率。
[0023]基于虚拟电厂的直流微电网系统还包括有通讯管理机，通讯管理机通过基于以太网的有线通讯网络，实现微电网管控系统与光伏发电系统、储能系统(梯次电池储能系统、锂电池储能系统)、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端的数据交换。
[0024]光伏发电系统包括有太阳能光伏板和MPPT(MaximumPowerPointTracking，最大功率点跟踪)变换器，太阳能光伏板通过MPPT变换器与微电网直流母线电连接。光伏发电系统运行于最大功率跟踪状态。光伏发电系统可安装于园区屋顶、建筑物外墙、广场等位置。
[0025]梯次电池储能系统包括有梯次电池、BMS(电池管理系统)和储能变换器，梯次电池通过储能变换器与微电网直流母线电连接，梯次电池通过BMS与微电网管控系统通讯连接。梯次电池为动力电池回收再利用与升级利用的产物，是拆解到模组级的动力电池。BMS具备主动均衡能力，可以最大化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟电厂的直流微电网系统，其特征在于：所述基于虚拟电厂的直流微电网系统包括有微电网直流母线、光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端及微电网管控系统；微电网直流母线电连接到外部电网，光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站、直流负荷分别电连接到微电网直流母线；充电站边缘计算终端用于上传充电站的功率可控范围到微电网管控系统以及根据微电网管控系统下发的设备控制指令对充电站内各个充电桩进行控制；柔性负荷边缘计算终端用于上传直流负荷中的柔性负荷的可削减功率范围到微电网管控系统以及根据微电网管控系统下发的设备控制指令对柔性负荷进行控制；微电网管控系统分别与光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端连接，获取微电网实时运行信息数据，基于微电网实时运行信息数据生成设备控制指令下发到光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端中。2.如权利要求1所述的基于虚拟电厂的直流微电网系统，其特征在于：所述基于虚拟电厂的直流微电网系统还包括有通讯管理机，微电网管控系统通过通讯管理机与光伏发电系统、梯次电池储能系统、锂电池储能系统、充电站边缘计算终端、柔性负荷边缘计算终端进行通讯。3.如权利要求1所述的基于虚拟电厂的直流微电网系统，其特征在于：所述光伏发电系统包括有太阳能光伏板和MPPT变换器，太阳能光伏板通过MPPT变换器与微电网直流母线电连接。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少雄，刘扬扬，汪大明，
申请(专利权)人：清科优能深圳技术有限公司，
类型：发明
国别省市：