[发明专利]一种实现负荷管理的微电网能量管理系统

说明书

技术领域

本发明属于电力调度及管理技术领域，尤其涉及一种实现负荷管理的微电网能量管理系统。

背景技术

在传统化石能源消耗过度以及环境问题日益严峻的情况下，可再生新型清洁能源正在成为全球能源结构的重点发展方向。随着电力需求的不断攀升，集中式供电为主体的大电网显现出越来越多的弊端：污染严重，运行难度大，升级成本高，受攻击后(如雪灾、线路故障灯)安全性能低，偏远地区架设成本高等。而分布式发电采用的是清洁能源，污染少且利用率高，除此之外，其对大电网还具有调峰填谷的作用且安装便捷，由此成为了大电网的有效补充。但随着大量分散的分布式电源接入大电网，对系统的控制将造成严重考验，随着电力电子技术和控制理论的发展，微电网应运而生。

微电网是指由各类分布式电源、负荷、电力电子变换器、电力系统设备等组成的小型发配电系统，为平衡分布式电源间歇性造成的功率波动，微电网多配置相应容量的储能系统。正如智能电网对“自愈、坚强、互动、优质、兼容、经济”的追求，微电网的终极目标亦是“自治、开放、灵活、优质和经济”。微电网作为小型的电力系统，其具备良好的能量自我管理功能，可保障微电网系统中能量的优化分配与守恒，实现微电网运行的经济性。另外，微电网相对于大电网又是一个虚拟电源或负荷，通过对微电网内各分布式电源出力的调整，可发挥其对大电网的调峰填谷的作用。将各分散的分布式电源整合为微电网，可减少由于分布式可再生能源发电功率的波动对外部配电网及周边用户的影响，并有效降低系统运行人员的难度，实现能源的充分利用。因此，微电网能量管理系统作为微电网的核心控制部分，它在充分利用可再生能源的基础上，可实现不同时段资源的优化分配和微电网的经济可靠运行，是保障微电网优质高效运行的重要支撑。

目前存在的微电网能量管理系统多基于静态情况下，结构固定不变，采用的是以中央控制器为主的集中式控制，只具备简单的数据采集监测、装置投切功能，基本不能实现各分布式发电的协调控制，更为重要的是，这些集中式的控制显然违背于微电网分布式能源分散的本质。分布式控制为解决传统能量管理系统的弊端和实现微电网能量管理智能化开辟了新的道路。

目前国内外研究现状如下：荷兰的Bronsbergen微电网是欧盟出资建立的微电网示范工程：其能量管理系统采用的是集中式控制，能量管理系统通过采集装置将指令传送至中央控制器集中处理，且有中央控制器决定各分布式电源出力。日本的Kyotango微电网工程由NEDO建造，该微电网能量管理也是集中式控制，由中央控制器控制通过TCP/IP进行通信，采用标准的ISDN或ADSL联网。意大利CESIRICERC微电网能量管理同样采用集中式控制方式，其采用的是分层结构通信，监控系统电能质量和暂态过程，实时采集数据传输给中央控制器实现各分布式电源出力优化分配。中国合肥工业大学茆美琴等人开发了微电网能量管理系统软件，其具备数据采集与监控、自动发电控制等功能。中国浙江电力试验研究院的微电网能量管理系统采用分层控制，其主控层承担系统监测、数据分析、协调控制等任务；协商层管理微电网的运行模式。中国电力科学研究院李洋等人提出了一种基于主从控制，集中管理和分散控制思想的微电网能量管理系统结构，通过以太网实现通信。

从国内外的研究情况可看出，目前全球已建成的微电网示范工程，多采用集中式控制方式，其技术成熟，设备成本较低，且容易执行和维护，而基于分布式控制等符合微电网特性的能量管理系统研究和实现较少，且多实现数据采集和系统监控，协调功能和高级算法的应用不常见。

发明内容

本发明提供了一种实现负荷管理的微电网能量管理系统，旨在解决目前的微电网管理技术没有实现分布式电源优化控制、能量经济调度、可再生能源出力预测、需求侧响应和即插即用等功能，严重削弱了微电网系统带来的环境效益和经济效益的问题。

根据公开的实施例，本发明提出了一种实现负荷管理的微电网能量管理系统，所述微电网能量管理系统包括人机交互模块、预测模块、系统分析模块、调度与控制模块和系统管理模块；

所述人机交互模块获取微电网的拓扑结构和所有电气元件的接入状态，实时操作开关和刀闸，实时显示采集设备由通信通道传输到计算机的采集数据，当微电网系统即将或已发生故障时，系统通过安全分析以及故障诊断快速准确的确定故障，交互界面紧急发出报警；

所述预测模块通过输入相应的负荷模型、发电单元模型、电力市场电价模型，利用算法优化得到负荷预测、发电预测、电价预测的预测数据，将预测数据与实际数据进行比较，得到误差报表分析；