[发明专利]一种考虑多微网互动的能源局域网及控制方法

说明书

本发明涉及一种考虑多微网互动的能源局域网，包括中压直流母线、能源路由器、低压直流母线、多个能源交换机和多个微电网，各微电网中的可控负荷、分布式储能和分布式电源分别通过即插即用接口与能源交换机连接，能源路由器位于低压直流母线和中压直流母线之间，各能源交换机将微电网总电压、频率及运行状态反馈给能源路由器，能源路由器根据反馈结果向各能源交换机发送指令，切换微电网的运行模式。与现有技术相比，本发明通过综合计量、总体配置、分层整合，可以有效解决通信过程中的信息瓶颈以及优化控制与自治控制的协调问题，并达到能量协调的整体最佳。

技术领域

本发明涉及一种能源局域网，尤其是涉及一种考虑多微网互动的能源局域网及控制方法。

背景技术

最高限度地提高可再生能源的利用率和管理水平是能源互联网的核心内涵，但由于可再生能源发电方式往往具有地理分散性、间歇性、随机性和不可控性，它的高渗透率接入势必对电力系统造成冲击，影响电力系统的安全稳定运行。微电网(Micro Grid，MG)作为本地分布式发电(distributed generation，DG)、分布式储能(electrical energystorage，EES)、可控负荷(controllable load，CL)等的有效组织形式，成为管理DER现有最好的自治系统，将成为未来能源互联网终端的最小形式。因此，如何通过灵活的网络技术以及MG协同控制技术实现MG接入能源互联网后双向潮流的有效管理，实现在合理的监管环境和接入准则下对能源互联网的智能高效管理和最优运行成为亟待解决的问题之一。

对此，一些专家学者已对能源互联网构架以及相关技术展开讨论。文献“狭义能源互联网优化控制框架及实现.中国电机工程学报，2015，35(18)：4571-4580”认为狭义能源互联网应包含电能和热能两个核心网络，对其核心硬件设备能源路由器(energy router，ER)、能源交换机(energy switch，ES)和能源接口(energy interface，EI)提出了功能要求，并进行了校园狭义能源互联网的搭设试验。文献“Design of a novel energy routerand its application in energy Internet.Chinese Automation Congress(CAC)，Wuhan，China，2015”致力于对能源路由器本身结构和功能的研究来减少DG波动性对系统的影响以及对配电网的干扰。文献“能源互联网与能源路由器.中国科学：信息科学，2014，44(6)：714-727”探讨了以ER为核心交换装置的能源互联网实现模型，从ER的实现目标，已有支撑技术和实现部署方式等方面分析了涉及的关键技术，并结合已有研究成果说明了该领域亟需突破的研究方向。文献“Energy Router:Architectures and Functionalitiestoward Energy Internet//Smart Grid Communications(Smart Grid Comm)，2011 IEEEInternational Conference on.IEEE，2011:31-36”从电力电子变换、通讯和智能控制三个方面提出了对能源路由器设计的要求并展示了研究成果。

目前各国对能源互联网的研究重点多集中在信息互联网层面、ER等主要设备的拓扑结构，虽然若干学者提出了能源互联网的架构，但大多侧重于对ER等设备的多样化功能进行探讨，对如何有效实现高渗透率可再生能源平滑接入并消纳的研究较少。虽然MG通过具有“即插即用”功能的EI将DER、CL以及EES有效组织为局部自治的分布式发电系统，但因其具有间歇性、波动性，并不能充分的保证自发自用，因此需要与其它分布式电网互联或并网，实行自发自用、余量上网、电网调剂的运行机制。如若MG采用直接并网，则电网中将出现多个换流站电气距离接近的网架结构，即多馈入系统。然而多馈入系统之间电气距离短、相互影响大，受端网络需要具备足够坚强的电压支撑能力，这将大幅增大能源互联网建设的成本和管控水平。因此对能源互联网的构架及协调控制方案进行合理的设计至关重要。

发明内容