[发明专利]一种智能微网控制和电能质量监控一体化设备

说明书

技术领域

本发明涉及智能微网技术领域，具体是一种智能微网控制和电能质量监控一体化设备

背景技术

进入21世纪以来，随着石油、煤炭等资源储量的不断下降，世界范围内的能源供应 持续紧张，开发利用清洁高效的可再生能源成为解决未来能源问题的主要出路。目前应用 较为广泛的几种新能源包括太阳能、风能、燃料电池等，均为分布式电源，相应的一些发 电技术称为分布式发电技术。将分布式发电技术与大电网相结合，被国内外许多专家学者 认为是降低能耗、提高电力系统安全性和灵活性的主要方式，但分布式发电技术对大电网 的影响却是一个不得不考虑的重要问题。为了能充分利用分布式发电所带来的经济效益， 同时提高可靠性，并尽量减少其对主网的冲击，微电网的概念被提了出来。

微型电网是指由分布式发电单元、储能装置、保护装置、能量转换装置、相关负荷、 控制与监测系统组成的小型发电系统，是一个能够自我控制、保护和稳定运行的系统。微 型电网既能够和大电网并网运行，也可以自我孤岛运行，是智能电网的重要组成部分。微 电网是规模较小的独立分散系统，采用大量的现代电力技术，将燃气轮机、风电、光伏发 电，燃料电池及储能设备等合并在一起，直接接在用户侧。对于大电网而言，微电网可被 视为电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内动作以满足外部输配电网络的需求；另一 方面，微电网还可满足用户的特定需求，如提高本地可靠性、保持本地电压稳定、通过利 用余热提高能量利用效率及提供不间断电源等。微电网和大电网通过能量交换，二者互为 备用，从而大大提高供电可靠性。

随着微型电网的广泛应用，微型电网控制与监测技术成为关注重点。由于组成微型电 网的分布式发电单元工作原理和特性有着很大差别，控制和监测方法也不相同，对微型电 网控制与监测系统提出了更高的要求。能够让多种分布式发电单元在微型电网中共存稳定 运行，是微型电网控制与监测系统技术研究的关键。组成微型电网的分布式发电单元都具 有独立的电力电子装置，与控制系统交互数据都采用通信的方式。目前分布式发电单元多 数采用现场总线技术，而中央控制单元很少具有现场总线接口。电能质量是考核微型电网 是否正常运行的标准。微型电网每处的电能质量影响到微型电网整体的控制。电能质量对 微型电网的稳定运行有着重要意义，这对电能质量的监测和计算提出了较高要求。

微电网具备智能性、灵活性、环保以及能量利用的多元化等优点，势必将成为未来电 网的重要发展方向。智能微电网中能源包括光伏发电、风力发电、生物质发电、燃气发电 等，由于其分布式特性和能源本身的波动性，所以需要智能微电网电能管理系统进行统一 协调和管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细化了系统功能、维护成本低的智能微网控制和电能质量 监控一体化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：