CN105576825A - 一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***及方法 - Google Patents

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周少雄
张臻
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Abstract

本发明公开了一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***及方法，包括人机交流模块、数据分析模块、预测模块、决策优化模块以及显示模块，数据分析模块根据由人机交流模块和预测模块获取的信息，针对微电源的出力特性和当前微电网***运行的情况分析得出优化控制方案，由决策优化模块执行该优化控制方案。本发明能够通过数据分析模块分析得出优化控制方案，维持微电网内功率与负荷的功率平衡以及电压和频率的稳定，使分布式电源得到最大利用，充分发挥微电网低碳、经济的优势，提高微电网的***安全性、供电可靠性。

Description

一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***及方法
技术领域
本发明涉及电力***新能源发电技术领域，特别涉及一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***及方法。
背景技术
智能微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电***，它能够通过能源之间的调度，提高分布式发电***的供电可靠性以及终端能源的利用率。
微电网所包含的微电源，如光伏发电单元、风力发电单元的输出功率具有间歇性和随机性的特点，且负荷的用电量也在时刻变化着，严重影响着智能微电网的稳定运行。同时微电网包含的清洁性可再生发电单元易受到外界的干扰，而且随机性强，大大危害了***的安全性。因此需要对智能微电网中微电源、负荷和储能装置进行能量管理。现有的智能微电网能量管理技术，主要通过采用模拟仿真的方式制定智能微电网能量管理方法，并没解决因微电源的发电随机性、不稳定性，负荷的变动性等这些不稳定因素所带来对微电网的影响，从而导致与实际情况相差较大，影响微电网的***安全性、供电可靠性、***控制的精度和有效性。因此，如何解决上述的问题，为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***
本发明的另一目的是为了配合上述的***，而提供一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理方法。本发明能够通过数据分析模块分析得出优化控制方案，维持微电网内功率与负荷的功率平衡以及电压和频率的稳定，使分布式电源得到最大利用，充分发挥微电网低碳、经济的优势，提高微电网的***安全性、供电可靠性。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***，其中包括人机交流模块、数据分析模块、预测模块、决策优化模块以及显示模块，人机交流模块、预测模块分别与数据分析模块连接，数据分析模块与决策优化模块连接，所述的人机交流模块、预测模块、数据分析模块和决策优化模块分别与显示模块连接。
上述的智能微电网能量管理***，所述的数据分析模块包括数据库和统计库，数据库分别与人机交流模块和预测模块连接，所述的统计库与数据库连接。
上述的智能微电网能量管理***，所述预测模块的预测对象包括负荷信息、可再生能源信息和市场电价信息。
本发明的***采用上述的技术方案，整个***由人机交流模块、数据分析模块、预测模块、决策优化模块以及显示模块组成，通过人机交流模块、预测模块分别与数据分析模块进行数据交互，数据分析模块能够将来自人机交流模块的微电源和负荷种类数据以及来自预测模块的微电源出力特性和负荷大小数据进行安全分析；通过数据分析模块与决策优化模块进行数据交互，决策优化模块接收分析结果后作出最终决策；通过人机交流模块、预测模块、数据分析模块和决策优化模块分别与显示模块连接，实现了对微电网的***各方面状态进行有效监控的技术目的，能够使工作人员了解实时运行的工况，针对随机性的情况做出及时处理。
一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理方法，其包括以下步骤
步骤一：获取各种微电源、负荷和蓄电池的信息；
步骤二：根据获取的信息判断各种微电源的出力之和是否大于负荷所需电能；若是，则执行方案一；若否，则执行方案二；
方案一：判断当前蓄电池容量是否有剩余容量，若有剩余，则向蓄电池充电，若没剩余，则向电网输电；
方案二：判断当前蓄电池容量是否有剩余容量，若有剩余，则从电网取电；若没剩余，则由蓄电池放电。
上述的智能微电网能量管理方法，步骤一中，所述微电源、负荷和蓄电池的信息依次为微电源的微源种类和出力特性、负荷的种类和大小和蓄电池电量信息。
上述的智能微电网能量管理方法，所述的微电源微源种类和负荷种类通过人机交流模块获取。
上述的智能微电网能量管理方法，所述的微电源出力特性和负荷大小通过预测模块获取。
上述的智能微电网能量管理方法，步骤二中，通过数据分析模块判断微电源的出力是否大于负荷所需电能，并由决策优化模块执行方案一或方案二。
本发明的方法采用上述的技术方案，通过人机交流模块和预测模块获取各种微电源、负荷和蓄电池的信息，由数据分析模块对信息进行分析处理得出优化结果，决策优化模块执行优化结果，以满足***中的热电负荷需求，确保微电网与主网***间的运行协议，使能源消耗与***损耗达到最小，使分布式电源的运行效率达到最高。该方法不仅适用于孤网运行模式下的微电网，也适用于并网式微电网，而且首创通过判断各种微电源的出力之和是否大于负荷所需电能，根据负荷的重要程度进行切负荷或者启用备用电源或者从电网取电,以维持***内功率与负荷的功率平衡以及电压和频率的稳定，提高了微电网的***安全性、供电可靠性。
附图说明
下面将结合附图中的具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明***的连接结构框图；
图2为本发明方法的流程图。
图中：1为人机交流模块，2为数据分析模块，21为数据库，22为统计库，3为预测模块，4为决策优化模块，5为显示模块。
具体实施方式
如图1所示，一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***，其包括人机交流模块1、数据分析模块2、预测模块3、决策优化模块4以及显示模块5，人机交流模块1、预测模块3分别与数据分析模块2连接，数据分析模块2与决策优化模块4连接，人机交流模块1、数据分析模块2、预测模块3和决策优化模块4分别与显示模块5连接；数据分析模块2包括数据库21和统计库22，数据库21分别与人机交流模块1和预测模块3连接，统计库22与数据库21连接；预测模块3的预测对象包括负荷信息、可再生能源信息和市场电价信息。
在具体实施时，人机交流模块1设定微电网的微电源种类和负荷种类，并对实时信息进行采集，数据分析模块2的数据库21储存来自人机交流模块1的实时数据，预测模块3根据数据分析模块2储存的历史数据，对负荷信息、可再生能源信息及市场电价进行预测，数据分析模块2的数据库21储存来自预测模块3的预测结果，数据分析模块2根据数据库中的预测结果和历史数据进行***安全分析，决策优化模块4根据来自数据分析模块2的分析结果进行决策，执行最优方案；而人机交流模块1、数据分析模块2、预测模块3、决策优化模块4的所有结果都传输至显示模块5，工作人员通过显示模块5对电网***进行监控；通过显示模块5可以查看微电网的拓扑结构和所有电气元件的接入情况，并能实时操作开关与刀闸的状态，控制微电网的工作方式。***的运行信息将在显示模块5中显示，方便工作人员实时监测***采集的电压、电流、有功、无功、温度等实时数据。
如图1和图2所示，一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理方法，包括以下步骤
步骤一：获取各种微电源、负荷和蓄电池的信息；由人机交流模块1获取获取微电源微源种类和负荷种类，由预测模块3获取的微电源出力特性和负荷大小；其中，微电源可以为光伏发电、风力发电和其他分布式电源。
步骤二：由数据分析模块2根据获取的信息判断各种微电源的出力之和是否大于负荷所需电能；若是，则执行方案一；若否，则执行方案二；其中，方案一或方案二由决策优化模块4实现；
方案一：本发明的***将电能输送给相应负荷后仍有部分剩余电能，此时若蓄电池剩余容量还未达到最大允许充电容量时,***就对蓄电池充电；若蓄电池充满电后电能仍有剩余,就向电网输电。
方案二：本发明的***从蓄电池放电或者从电网取电来弥补电能缺口，若此时蓄电池已不能再放电或者将剩余电能释放完毕后仍不能满足负荷的电能需求,就要根据负荷的重要程度进行切负荷或者启用备用电源或者从电网取电。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，比如数据预测装置、数据修正装置可合为一体对输出功率进行预测和修正，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理***，其特征在于：包括人机交流模块（1）、数据分析模块（2）、预测模块（3）、决策优化模块（4）以及显示模块（5），人机交流模块（1）、预测模块（3）分别与数据分析模块（2）连接，数据分析模块（2）与决策优化模块（4）连接，所述的人机交流模块（1）、数据分析模块（2）、预测模块（3）和决策优化模块（4）分别与显示模块（5）连接。
2.根据权利要求1所述的智能微电网能量管理***，其特征在于：所述的数据分析模块（2）包括数据库（21）和统计库（22），数据库（21）分别与人机交流模块（1）和预测模块（3）连接，所述的统计库（22）与数据库（21）连接。
3.根据权利要求1所述的智能微电网能量管理***，其特征在于：所述预测模块（3）的预测对象包括负荷信息、可再生能源信息和市场电价信息。
4.一种含多种可再生能源的智能微电网能量管理方法，其特征包括以下步骤
步骤一：获取各种微电源、负荷和蓄电池的信息；
步骤二：根据获取的信息判断各种微电源的出力之和是否大于负荷所需电能；若是，则执行方案一；若否，则执行方案二；
方案一：判断当前蓄电池容量是否有剩余容量，若有剩余，则向蓄电池充电，若没剩余，则向电网输电；
方案二：判断当前蓄电池容量是否有剩余容量，若有剩余，则从电网取电；若没剩余，则由蓄电池放电。
5.根据权利要求4所述的智能微电网能量管理方法，其特征在于：步骤一中，所述微电源、负荷和蓄电池的信息依次为微电源的微源种类和出力特性、负荷的种类和大小和蓄电池电量信息。
6.根据权利要求5所述的智能微电网能量管理方法，其特征在于：所述的微电源微源种类和负荷种类通过人机交流模块获取。
7.根据权利要求5所述的智能微电网能量管理方法，其特征在于：所述的微电源出力特性和负荷大小通过预测模块获取。
8.根据权利要求4所述的智能微电网能量管理方法，其特征在于：步骤二中，通过数据分析模块判断微电源的出力是否大于负荷所需电能，并由决策优化模块执行方案一或方案二。
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