本发明专利技术属于分布式发电微网系统的技术领域，提供了风光储微网系统并网运行的能量管理系统，微网系统通过变流系统连接至交流母线，与大电网相连，厂区负荷也连接在大电网上。风光储微网系统由至少一台风力发电机组、至少一台光伏发电机组、至少一台储能装置组成。微网能量管理系统控制风光储微网系统并网运行，对风光储各单元进行启、停、功率控制，使风光储各单元安全稳定运行，只向厂区负荷供电，不向大电网送电；本发明专利技术通过风光储微网系统的能量管理，可以使风光储各单元能够安全并网运行，当厂区负荷变化时，能量管理系统对风光储各单元进行启、停、功率控制，使风光储各单元能够安全稳定运行，只向厂区负荷供电，不向大电网送电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统分布式发电微网系统的
，涉及风光储微网系统在并网模式下运行的能量管理系统。
技术介绍
随着分布式发电技术的不断发展及常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术(Distributed Generation一DG)。分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至数兆瓦的模块化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小型发电系统，将分布式发电系统以微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微网是分布式发电的重要形式之一，微网既可以通过配电 网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。微网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电力系统的影响，微网将分散的不同类型的分布式电源组合起来供电，能够使小型电源获得更高的利用效率。与传统的发电设备相比，微网中风力发电、光伏发电的波动性，能源分配中的双向流动性(如微网与电网之间的双向能量流动、储能单元上双向能量流动等)，各分布式电源的跟随反应速度差别，从毫秒级(如燃料电池、电储能单元)、秒级(如微型燃气轮机、机械储能单元)，分钟级(如光伏、风力发电)。这些特性增加了微网系统自动化管理尤其是优化调度的复杂性。国内外对微网系统并网运行能量管理进行多年的研究，其目标为实现传统电力系统与微网中各种分布式电源、储能单元和负荷之间的最佳匹配，最大效率的利用微网中各分布式电源的输出功率，以及分布式电源的灵活控制特性来改善大电网的稳定性。例如中国专利文献公开号为CN102361328A，公开日为2012年02月22日，专利技术名称为一种利用风能、光能互补并与市电综合利用的分布式微网系统，该系统包含分布式的风光能源微系统、用户负荷、双向功率表、交流母线、高低压变电器、电网、上层调度管理系统、微气象交互、时钟交互和开关组成。其中，分布式的风光能源微系统和用户负荷通过双向功率表连接到交流母线，经过高低压变电器接入常规电网，其中开关表示隔离开关和断路器。上层调度管理系统与检测风光能源微系统的状态，根据气象微预测交互、时钟交互、储能装置状态和用户负荷状态决定风光能源微系统的发电/供电状态，决定风光能源微系统与电网的交互状态。本专利技术既能独立对用户负荷供电，又能根据城市微气象交互信息的处理结果与电网并网发电，同时支撑分时电价，满足用户供电需求并降低成本，提高发电效益，降低用电成本，提高电网可靠性。通过现有的微网系统研究可知，微网系统有并网、孤岛两种运行模式，但根据我国电力系统的现状，分散式小容量微网系统接入大电网还有很多技术标准和规划需要研究，短时间内较难实现；大容量微网系统接入大电网近期出现了较大规模脱网现象，给大电网产生了很大的冲击，大容量微网系统接入大电网技术也需进一步研究；一种适用于大型工厂的风光储微网系统并网运行的能量管理系统，能够使风光储微网系统的并网输出功率被厂区负荷消耗，不向大电网送电，不改变厂区与大电网间的功率流向，减小厂区用电成本，是一种近期可以全面推广的微网系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是结合我国电力系统的现状，提出一种适用于大型工厂的风光储微网系统并网运行的能量管理系统，能够使风光储微网系统的并网输出功率被厂区负荷消耗，不向大电网送电，不改变厂区与大电网间的功率流向，减小厂区用电成本，同时满足风光储微网系统的长期稳定并网运行。为此，本专利技术采取如下技术方案 风光储微网系统并网运行的能量管理系统，所述风光储微网系统包括有至少一台风力发电机组、至少一台光伏发电机组、至少一台锂电池的储能装置，所述风力发电机组、光伏发电机组、储能装置通过变流系统连接至交流母线，与大电网相连，同时，大电网上还连接有厂区负荷，其特征在于所述风力发电机组、光伏发电机组、储能装置均连接至微网能量管理系统，所述微网能量管理系统控制风光储微网系统并网运行的基本方式为设定厂区负荷功率的最小值为PlMd-min，检测厂区负荷功率Pltjad，通过比较 Pload 和 Pload—min的大小来判断是否投入风光储微网系统；当负荷功率达到一定值时，如果PlMd>PlMd_min，风光储微网系统可以并网运行，让光伏机组运行在最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)模式；风光储微网系统并网运行有固定并网模式和动态并网模式当风光储微网系统处于测试阶段时，则让风光储微网系统在固定并网模式下运行，将风光储微网系统的总输出功率上限设定为固定值；当风光储微网系统处于测试合格后的投入使用阶段时，则让风光储微网系统在动态并网模式下运行，从而最大效率的利用可再生能源。同时，储能装置运行在波动平抑工作模式，通过储能装置的充放电来改变风电机组、光伏机组的输出功率，剔除输出功率中的高频分量，减小输出功率的波动，使输出功率较为平滑，从而实现实时功率的平滑。风光储微网系统并网运行时，微网能量管理系统对风光储各单元进行启、停、功率控制，使风光储各单元安全稳定运行，只向厂区负荷供电，不向大电网送电；为了确保风光储微网系统不向大电网送电，在厂区负荷与大电网连接处安装逆功率保护器，并设置逆功率保护器的保护功率阈值为Pmin,当大电网给厂区负荷送电功率小于Pmin时，逆功率保护器动作，切除整个风光储微网系统，只有大电网给厂区负荷供电。 所述风光储微网系统配置有M台风电机组，N台光伏机组，包括有I台锂电池的储能装置时，其中M、N均为大于I的正整数；PPVe为所有光伏机组额定输出功率，PpvnS单台光伏机组额定输出功率，Ppve=N*PpvnJ则光伏机组输出功率在(TPpve范围内；Pfc为所有风电机组额定输出功率，Pwn为单台风电机组额定输出功率，Pfc=M*PWn，则风电机组输出功率在(TPfc范围内。当风光储微网系统工作于固定并网模式时首先检测厂区负荷功率，并确定厂区负荷功率Pltjad，风光储微网系统的总输出功率上限为Pall，为了保证风光储微网系统的发出功率不大于厂区负荷功率匕^，不向大电网送电，风光储微网系统的总输出功率上限小于厂区负荷功率有效值的1/κ(κ为大于I的正数)，即Pall <Ρ^/Κ ,在固定并网模式下，Pall为固定值，当厂区负荷变化时，一般情况下κ=2，并设置厂区负荷功率最小值P load-min 其中 Pload—min〉PpVe °当厂区负荷功率PlMd( PlMd_min时，风光储微网系统不运行。当厂区负荷功率PlMd>PlMd_min时，设定风光储微网系统的总输出功率上限 P^P^/K{K-2),根据风光储微网系统总输出功率上限Pall，从而设定风电机组的输出功率上限。首先投入光伏机组，由于光伏机组容量较小，投入的光伏机组均运行在最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracking)模式,所有光伏机组均投入运行,则其额定输出功率为PPVe=N*PPVn ;风电、光伏机组的功率分配有如下1.若Pwe本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.风光储微网系统并网运行的能量管理系统，所述风光储微网系统包括有至少一台风力发电机组、至少一台光伏发电机组、至少一台锂电池的储能装置，所述风力发电机组、光伏发电机组、锂电池储能装置通过变流系统连接至交流母线，与大电网相连，同时，大电网上还连接有厂区负荷，其特征在于所述风力发电机组、光伏发电机组、锂电池储能装置均连接至微网能量管理系统，所述微网能量管理系统控制风光储微网系统并网运行的基本方式为设定厂区负荷功率的最小值SPlMd-min，检测厂区负荷功率Pltjad，通过比较Pload和PlMd-min的大小来判断是否投入风光储微网系统；当负荷功率达到一定值时，如果PlMd>PlMd-min，风光储微网系统并网运行，让光伏机组运行在最大功率点跟踪模式；当风光储微网系统处于测试阶段时，则让风光储微网系统在固定并网模式下运行，将风光储微网系统的总输出功率上限设定为固定值；当风光储微网系统处于测试合格后的投入使用阶段时，则让风光储微网系统在动态并网模式下运行，风光储微网系统的总输出功率上限根据负荷的改变而动态变化。2.根据权利要求I所述的能量管理系统，其特征在于所述储能装置运行在波动平抑工作模式，通过储能装置的充放电来改变风电机组、光伏机组的输出功率，剔除输出功率中的高频分量，减小输出功率的波动，使输出功率较为平滑。3.根据权利要求I所述的能量管理系统，其特征在于风光储微网系统并网运行时，对风光储各单元进行启、停、功率控制，使风光储各单元安全稳定运行，只向厂区负荷供电，不向大电网送电；在厂区负荷与大电网连接处安装逆功率保护器，并设置逆功率保护器的保护功率阈值为Pmin，当大电网给厂区负荷送电功率小于Pmin时，逆功率保护器动作，切除整个风光储微网系统，只有大电网给厂区负荷供电。4.根据权利要求I所述的能量管理系统，其特征在于所述风光储微网系统配置有M台风电机组，N台光伏机组，包括有I台锂电池的储能装置时，其中M、N均为大于I的正整数；PPVe为所有光伏机组额定输出功率，Ppvn为单台光伏机组额定输出功率，Ρρνβ=Ν*Ρρνη^则光伏机组输出功率在(TPpve范围内；PWe为所有风电机组额定输出功率，Pffn为单台风电机组额定输出功率，Pfc=M*PWn，则风电机组输出功率在范围内。5.根据权利要求4所述的能量管理系统，其特征在于风光储微网系统工作于固定并网模式时首先检测厂区负荷功率，并确定厂区负荷功率Pltjad，风光储微网系统的总输出功率上限为Pall，为了保证风光储微网系统的发出功率不大于厂区负荷功率Pltjad，不向大电网送电，风光储微网系统的总输出功率上限小于厂区负荷功率有效值的1/K，K为大于I的正数，即6.根据权利要求4所述的能量管理系统，其特征在于风光储微网系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：田军，唐健，刘征宇，于海坤，刘静波，肖文静，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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