大规模分布式电源的微网群系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，本发明涉及大规模分布式电源的微网群系统及方法。

背景技术

在大电网中，季节更替以及人类生活习惯的不同使得电网中的负荷需求随之增加或减少，为了满足负荷用电高峰期时对电能的需求，集中式电站由于调节能力差不等不提前增大发电量并保持发电量来平衡发电系统，使得大量的能源被浪费，面对这种情况，通过电网中的微网利用自身的分布式电源在用电高峰期满足自身的电能需求的同时也可以响应其他电网的负荷需求，使得大电网达到动态平衡，且避免能源的浪费，微网群是以并网或离网两种状态运行，并网运行是微网和大电网相互连接，和大电网能量相互交互，离网运行是微网作为一个独立的电力系统运行，自给自足。

在现有技术中，在并网线路因发生故障或者其他原因断开时，分布式电源与配电系统之间将会发生联系，形成电力孤岛，在非计划性孤岛时，若孤岛中的电源总量小于总负荷，使得孤岛系统内的功率不平衡，降低了供电安全和电能质量，若孤岛中的电源总量大于本地负荷将会造成较长的孤岛运行，由于非计划孤岛的范围不确定，无法确认组件和电路是否带电，给公众带来了安全威胁。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供大规模分布式电源的微网群系统，通过设有管理控制系统中的能效管理模块、节能分析模块、综合监控模块智能改变能量变换模块在微网并网运行模式和孤岛运行时模式相互切换时达到动态稳定状态，通过综合监控模块和故障预警模块在发生故障时及时向保护装置模块发出断开指令，避免因微网电力故障带来电力安全威胁，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：大规模分布式电源的微网群系统，包括分布式电源模块、管理控制系统、云端模块、交互模块、能量变换模块、电力网模块、保护装置模块、负荷模块、主网供电模块、变压器模块，所述分布式电源模块包括储能电池、分布式电源，所述储能电池与分布式电源相互连接，所述分布式电源模块安装在若干个负荷模块附近利用清洁可再生能源在削峰填谷期以及日常的微网群自身用电，所述管理控制系统用于微网群中的分布式电源模块和能量变换模块进行能效管理、节能分析、监控以及故障预警将控制指令传输至能量变换模块，将数字信号传输至云端模块。

在一个优选的实施方式中，所述管理控制系统包括能效管理模块、节能分析模块、综合监控模块以及故障预警模块，能效管理模块从分布式电源模块中采集参数，按照计算机识别的格式进行转化处理，对电力数据进行计算并储存，对数据间存在冗余现象剔除占比系数小的数据，完善电能能效管控数据库；节能分析模块是采用主观赋权法和客观赋权法相结合的低阶模型求取电力能效评估指标权重，确定电力能效最终节能水平，并将结果分值化，对能效状况进行分析；综合监控模块包括能效管理模块、节能分析模块的数据监控传输至云端模块，以及能量变换模块上的电量传输情况进行实时监控，当某一分布式电源或储能电源出现故障将信息传输至故障预警模块，故障预警模块与保护装置模块以及云端模块相连接。

在一个优选的实施方式中，所述云端模块对若干个管理控制系统进行数据采集、处理、分析后将结果传输至交互模块，所述交互模块用于电力运维人员通过手机、PC端或可视对云端模块进行手动控制，所述能量变换模块是对各种分布式电源进行能量转换，将直流电源转换成交流电传输至电力网模块或交流电源转换成直流电源储存至分布式电源模块，所述电力网模块是由多个发电来源组成的电力网络，所述保护装置模块用于电力网模块发生故障时及时断开，所述主网供电模块与变压器模块相连接将主要电能传输至电力网模块，所述变压器模块用于控制主网供电模块的频率和电压在允许变化范围内将电能传输至电力网模块。

在一个优选的实施方式中，所述云端模块将各类数据从数据源抽取、转换后采用数据预处理、各类数据与原数据对比分析形成新的数据库，建立预测模型、故障诊断模型以及预警模型。

在一个优选的实施方式中，所述能量变换模块按微网运行情况切换两种模式，一种是当微网为并网运行模式时，能量变换模块为受控电流源，即输出恒定的功率；另一种是在孤岛运行模式时，能量变换模块为受控电压源，两种模式切换时进行两种控制策略的切换，由管理监控系统实时检测管控，形成对等控制方式。

在一个优选的实施方式中，所述对等控制方式是每个设备以对等的即插即用模式进行自动控制，也就是即插即用微网群中的每一个分布式电源模块是完全对等的关系，接入或去掉其中一个不会对微网群中其他微网产生影响。

在一个优选的实施方式中，所述变压器模块是利用电磁感应原理，通过初级线圈通电将变压器中贴心产生交变磁场，然后让次级线圈产生感应电动势，其中初级线圈在次级线圈里面。

在一个优选的实施方式中，其运行方法具体包括下列步骤：

101、所述分布式电源模块安装在若干个负荷模块附近利用清洁可再生能源将电能传输至能量变换模块，所述分布式电源模块受管理控制系统进行能效管理、节能分析、监控以及故障预警；

102、当发生电力故障时，管理控制系统中的故障预警模块接收到故障信息后对保护装置模块发出指令断开电能传输，同时将信息传输至云端模块，由云端模块处理信息并将预警信息通过交互模块完成信息对接；

103、通过能量变换模块对各种分布式电源进行能量转换，将直流电源转换成交流电传输至电力网模块或交流电源转换成直流电源储存至分布式电源模块，通过若干个发电来源组成的电力网络模块；

104、通过主网供电模块与变压器模块相连接，控制主网供电模块的频率和电压在允许变化范围内将电能传输至电力网模块，维持电力网模块稳定运行。

本发明的技术效果和优点：

本发明具体通过设有管理控制系统中的能效管理模块、节能分析模块、综合监控模块智能改变能量变换模块在微网并网运行模式和孤岛运行时模式相互切换时达到动态稳定状态，通过综合监控模块和故障预警模块在发生故障时及时向保护装置模块发出断开指令，避免因微网电力故障带来电力安全威胁。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

图2为本发明的管理控制系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了如图1所示一种大规模分布式电源的微网群系统，包括分布式电源模块、管理控制系统、云端模块、交互模块、能量变换模块、电力网模块、保护装置模块、负荷模块、主网供电模块、变压器模块，分布式电源模块包括储能电池、分布式电源，储能电池与分布式电源相互连接，所述分布式电源模块安装在若干个负荷模块附近利用清洁可再生能源在削峰填谷期以及日常的微网群自身用电，管理控制系统用于微网群中的分布式电源模块和能量变换模块进行能效管理、节能分析、监控以及故障预警将控制指令传输至能量变换模块，将数字信号传输至云端模块，云端模块对若干个管理控制系统进行数据采集、处理、分析后将结果传输至交互模块，交互模块用于电力运维人员通过手机、PC端或可视对云端模块进行手动控制，能量变换模块是对各种分布式电源进行能量转换，将直流电源转换成交流电传输至电力网模块或交流电源转换成直流电源储存至分布式电源模块，电力网模块是有多个发电来源组成的电力网络，便于电力的相互传输，保护装置模块用于电力网模块发生故障时及时断开，主网供电模块与变压器模块相连接将主要电能传输至电力网模块，用于维持电力网模块稳定运行，变压器模块用于控制主网供电模块的频率和电压在允许变化范围内将电能传输至电力网模块。

本实施与现有技术的区别在于管理控制系统包括能效管理模块、节能分析模块、综合监控模块以及故障预警模块，能效管理模块从分布式电源模块中采集参数，按照计算机识别的格式进行转化处理，对电力数据进行计算并储存，对数据间存在冗余现象剔除占比系数小的数据，完善电能能效管控数据库；节能分析模块是采用主观赋权法和客观赋权法相结合的低阶模型求取电力能效评估指标权重，确定电力能效最终节能水平，并将结果分值化，对能效状况进行分析；综合监控模块包括能效管理模块、节能分析模块的数据监控传输至云端模块，以及能量变换模块上的电量传输情况进行实时监控，当某一分布式电源或储能电源出现故障将信息传输至故障预警模块，故障预警模块与保护装置模块以及云端模块相连接，整个管理控制系统是现有技术不具备的，本实施例不做具体限定。

本实施例提供了如图1所示一种大规模分布式电源的微网群系统其运行方法具体包括下列步骤：

101、分布式电源模块安装在若干个负荷模块附近利用清洁可再生能源将电能传输至能量变换模块，分布式电源模块受管理控制系统进行能效管理、节能分析、监控以及故障预警；

本实施例中，需要具体说明的是管理控制系统包括能效管理模块、节能分析模块、综合监控模块以及故障预警模块，能效管理模块从分布式电源模块中采集参数，按照计算机识别的格式进行转化处理，对电力数据进行计算并储存，对数据间存在冗余现象剔除占比系数小的数据，完善电能能效管控数据库；节能分析模块是采用主观赋权法和客观赋权法相结合的低阶模型求取电力能效评估指标权重，确定电力能效最终节能水平，并将结果分值化，对能效状况进行分析；综合监控模块包括能效管理模块、节能分析模块的数据监控传输至云端模块，以及能量变换模块上的电量传输情况进行实时监控，当某一分布式电源或储能电源出现故障将信息传输至故障预警模块，故障预警模块与保护装置模块以及云端模块相连接。

102、当发生电力故障时，管理控制系统中的故障预警模块接收到故障信息后对保护装置模块发出指令断开电能传输，同时将信息传输至云端模块，由云端模块处理信息并将预警信息通过交互模块完成信息对接；

本实施例中，需要具体说明的是云端模块将各类数据从数据源抽取、转换后采用数据预处理、各类数据与原数据对比分析形成新的数据库，建立预测模型、故障诊断模型以及预警模型，本实施例为现有技术，在此不做具体说明。

103、通过能量变换模块对各种分布式电源进行能量转换，将直流电源转换成交流电传输至电力网模块或交流电源转换成直流电源储存至分布式电源模块，通过若干个发电来源组成的电力网络模块；

本实施例中，需要具体说明的是能量变换模块按微网运行情况切换两种模式，一种是当微网为并网运行模式时，能量变换模块为受控电流源，即输出恒定的功率；而在孤岛运行模式时，能量变换模块为受控电压源，两种模式切换时进行两种控制策略的切换，由管理监控系统实时检测管控，形成对等控制方式。

其中本实施例需要具体说明的是对等控制方式是每个设备以对等的即插即用模式进行自动控制，也就是即插即用微网群中的每一个分布式电源模块是完全对等的关系，接入或去掉其中一个不会对微网群中其他微网产生影响。

104、主网供电模块与变压器模块相连接通过控制主网供电模块的频率和电压在允许变化范围内将电能传输至电力网模块，维持电力网模块稳定运行。

本实施例中，需要具体说明的是变压器模块是利用电磁感应原理，通过初级线圈通电将变压器中贴心产生交变磁场，然后让次级线圈产生感应电动势，从而实现电压的变化，其中初级线圈在次级线圈里面，本实施例为现有技术，在此不做具体说明。

最后：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。