[发明专利]风光储微网系统并网运行的能量管理系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分布式发电微网系统的技术领域，涉及风光储微网系统在并网模式下运行的能量管理系统。

背景技术

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—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，发明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。本发明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。

发明内容

本发明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，本发明采取如下技术方案：