CN115296415A - 一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理*** - Google Patents

一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，包括新型智能融合终端、光伏发电***、储能***、电动汽车充电桩***，以台区配变负载率为第一控制目标，以台区电压越限为第二控制目标。本发明的有益效果是：通过新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，评价台区配电变压器的运行情况，对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节，简化新型智能融合终端的应用开发实现途径，增强低压配电台区的可测可控和自平衡能力，提高低压台区智能化管理水平。

Description

一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***
技术领域
本发明涉及一种能源管理***，具体为一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，属于新型电力***配电网台区运行控制技术领域。
背景技术
随着低压分布式光伏发电设备等新能源在配电网中的大规模、高比例渗透接入，对传统的配电网特别是农村低压配电台区运行控制模式提出挑战。分布式光伏发电***集中时段发电，导致短时功率潮流倒送、配电网电压越限、三相不平衡等问题产生。
新型智能融合终端采用“云管边端”智慧物联体系架构，可接入配电自动化***、用电信息采集***、物联管理平台，兼容低压智能开关、光伏逆变器、充电桩智能控制器、无功补偿装置等感知设备。
因此，对于以分布式光伏、储能等新能源为主体的台区新型电力***，开发一种低压配电台区综合能源管理、能量自治的***策略，实现低压配电台区分布式资源的精细化自治调节，提升基于新型智能融合终端的低压配电台区“源网荷储”综合能源调控能力，提高低压配电台区的运行效率，具有重要的意义。
随着配电物联网技术的发展，供电公司在配电台区智能融合终端应用的基础上，通过加装光伏物联开关的方式，配电台区投入运营和使用光伏发电***控制微应用，部署低压分布式光伏发电的可观、可测、可控控制功能，调节低压侧分布式光伏发电的出力。也有部分试点提出了多台区交直流低压柔性互联控制***方案，负责交直流微网内部的源网荷储之间的协调控制，根据上级调度控制指令执行调度目标，***复杂，适配应用场景较少。
目前，区域综合能源管理***多应用于工业园区冷热水气的能源管理与控制，需要配置数据采集交换设备、能源终端控制设备，以及综合能源管理终端及云平台，***复杂，需要专业人员编制控制策略、通讯程序等，开发调试时间长、维护成本高；另外，对于不同的应用场景，需要业务专家及技术人员定制化开发功能及编制程序，无统一标准，也不能直接移植到低压台区做能源控制，无法在低压配电台区推广应用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，包括新型智能融合终端，所述新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，且所述新型智能融合终端评价台区配电变压器的运行情况所述新型智能融合终端还对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节；
所述新型智能融合终端以台区配变负载率为第一控制目标，以台区电压越限为第二控制目标；
其中，所述光伏发电***包括台区内的所有光伏发电设备，所述充电桩***包括台区内的所有充电桩设备，所述储能***包括台区内所有的储能变流器和储能电池；
其管理***包括以下步骤：
步骤一、对台区内的光伏发电***设置为自动运行模式、对储能***以及充电桩***设置为正常工作模式；
步骤二、台区智能融合终端根据配变额定容量及采集到的配变负荷电流电压参数，计算台区负载率；
步骤三、若台区正向负载超过其额定容量的70%，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式，不限制其输出功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，使其工作在限制充电功率模式，充电桩降载充电；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在恒功率放电工作模式，设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%（保护电池）；
步骤四、若台区正向负载率≤70%，且没产生功率倒送，如果台区内低压侧电网电压U≤1.10Un，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端根据当地峰谷电价，设置台区内所有的储能***充放电工作模式，工作在削峰填谷充放电管理模式；
步骤五、如果台区内低压侧电网电压U＞1.10Un，台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在无功功率工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的充电桩设备发送的指令具体包括：
限制充电功率指令按0.5倍斜率给定，间隔时间设定为5分钟，至降低最小功率为0kW。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的储能***发送的指令具体包括：
设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤五中，台区智能融合终端对台区内的所有光伏发电设备以及台区内所有的储能***发送的指令均为：
设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
本发明的有益效果是：通过新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，评价台区配电变压器的运行情况，对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节，简化新型智能融合终端的应用开发实现途径，增强低压配电台区的可测可控和自平衡能力，提高低压台区智能化管理水平；以微服务方式，部署在台区智能融合终端，能够实现国网范围内的APP共享，减少低压台区综合能源管理策略重复开发成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
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。
实施例一
如图1所示，一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，包括新型智能融合终端，所述新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，且所述新型智能融合终端评价台区配电变压器的运行情况所述新型智能融合终端还对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节；
所述新型智能融合终端以台区配变负载率为第一控制目标，以台区电压越限为第二控制目标；
其中，所述光伏发电***包括台区内的所有光伏发电设备，所述充电桩***包括台区内的所有充电桩设备，所述储能***包括台区内所有的储能变流器和储能电池；
其管理***包括以下步骤：
步骤一、对台区内的光伏发电***设置为自动运行模式、对储能***以及充电桩***设置为正常工作模式；
步骤二、台区智能融合终端根据配变额定容量及采集到的配变负荷电流电压参数，计算台区负载率；
步骤三、若台区正向负载超过其额定容量的70%，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式，不限制其输出功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，使其工作在限制充电功率模式，充电桩降载充电；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在恒功率放电工作模式，设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%（保护电池）；
步骤四、若台区正向负载率≤70%，且没产生功率倒送，如果台区内低压侧电网电压U≤1.10Un，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端根据当地峰谷电价，设置台区内所有的储能***充放电工作模式，工作在削峰填谷充放电管理模式；
步骤五、如果台区内低压侧电网电压U＞1.10Un，台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在无功功率工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
在本发明实施例中，所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的充电桩设备发送的指令具体包括：
限制充电功率指令按0.5倍斜率给定，间隔时间设定为5分钟，至降低最小功率为0kW。
在本发明实施例中，所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的储能***发送的指令具体包括：
设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%。
在本发明实施例中，所述步骤五中，台区智能融合终端对台区内的所有光伏发电设备以及台区内所有的储能***发送的指令均为：
设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
实施例二
一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，其管理***具体包括：
实时读取台区电能质量数据（台变负载、电压、电流、功率因数），光伏发电***、储能***、充电站工作状态、电量参数等；
η台变、SOC、P充 等用于判断的条件数据，需要进行滤波处理，
台变判断阈值η台变需要持续60秒（推荐）处于设定边界之上；
SOC判断阈值需要持续5秒（推荐）处于设定边界之上；
P充判断阈值需要持续60秒（推荐）处于设定边界之上；
① 独立运行，无协同工作模式设定：
光伏发电设置为自动模式；充电桩工作在正常模式；储能***工作在峰谷电价模式；
② 如果η台变> 70%
如果SOC≤20%，储能***设置为待机模式（输出功率设为0kW）,跳转至③。
如果SOC＞20%，储能***工作模式设置为并网放电模式，储能***放电功率给定为额定功率的30%。
3分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果SOC≤20%，储能***设置为待机模式（输出功率设为0kW）,跳转至③。
如果SOC＞20%，储能***工作模式保持并网放电模式，储能***放电功率给定为额定功率的60%。
3分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果SOC≤20%，储能***设置为待机模式（输出功率设为0kW）,跳转至③。
如果SOC＞20%，储能***工作模式保持并网放电模式，储能***放电功率给定为额定功率的90%。
2分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果SOC≤20%，储能***设置为待机模式（输出功率设为0kW）,跳转至③。
如果SOC＞20%，储能***工作模式保持并网放电模式，储能***放电功率给定为额定功率的100%。
1分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果SOC≤20%，储能***设置为待机模式（输出功率设为0kW），跳转至③。
如果SOC＞20%，储能***工作模式保持并网放电模式，储能***放电功率保持在额定功率的100%，跳转至③。
③ 如果 P充＜3kW，保持充电桩工作模式及功率不变，跳转至④。
如果P充＞3kW，充电桩工作模式保持为正常充电模式，充电功率给定为当前功率的50%。
3分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果 P充＜3kW，保持充电桩工作模式及功率不变，跳转至④。
如果P充＞3kW，充电桩工作模式保持为正常充电模式，充电功率给定为当前功率的50%。
3分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果 P充＜3kW，保持充电桩工作模式及功率不变，跳转至④。
如果P充＞3kW，充电桩工作模式保持为正常充电模式，充电功率给定为当前功率的50%。
3分钟后，检测η台变；如果η台变＜65%，跳转至①；
否则，如果 P充＜3kW，保持充电桩工作模式及功率不变，跳转至④。
如果P充＞3kW，充电桩工作模式保持为正常充电模式，充电功率给定为当前功率的50%。
④保持储能工作模式及功率不变（待机或放电）；
保持充电桩工作模式及功率不变（充电模式、P充＜3kW）；
5分钟间隔，循环检测η台变，如果η台变＜65%，跳转至①；否则，跳转至②。
工作原理：通过新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，评价台区配电变压器的运行情况，对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节，简化新型智能融合终端的应用开发实现途径，增强低压配电台区的可测可控和自平衡能力，提高低压台区智能化管理水平。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，其特征在于：包括新型智能融合终端，所述新型智能融合终端对台区配电变压器、光伏发电***、储能***、充电桩***运行过程中的电压、电流、功率和电量等数据进行分析计算，且所述新型智能融合终端评价台区配电变压器的运行情况所述新型智能融合终端还对台区内光伏发电***、储能***、充电桩***的运行模式及功率进行调节；
所述新型智能融合终端以台区配变负载率为第一控制目标，以台区电压越限为第二控制目标；
其中，所述光伏发电***包括台区内的所有光伏发电设备，所述充电桩***包括台区内的所有充电桩设备，所述储能***包括台区内所有的储能变流器和储能电池；
其管理***包括以下步骤：
步骤一、对台区内的光伏发电***设置为自动运行模式、对储能***以及充电桩***设置为正常工作模式；
步骤二、台区智能融合终端根据配变额定容量及采集到的配变负荷电流电压参数，计算台区负载率；
步骤三、若台区正向负载超过其额定容量的70%，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式，不限制其输出功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，使其工作在限制充电功率模式，充电桩降载充电；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在恒功率放电工作模式，设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%（保护电池）；
步骤四、若台区正向负载率≤70%，且没产生功率倒送，如果台区内低压侧电网电压U≤1.10Un，则台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，让其工作在最大功率发电模式；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端根据当地峰谷电价，设置台区内所有的储能***充放电工作模式，工作在削峰填谷充放电管理模式；
步骤五、如果台区内低压侧电网电压U＞1.10Un，台区智能融合终端给台区内的所有光伏发电***设备发指令设定其工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的充电桩设备发指令，设置充电策略，让其工作在按需充电模式，不限制充电功率；
同时，台区智能融合终端给台区内所有的储能***发指令，使其工作在无功功率工作模式，设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
2.根据权利要求1所述的一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，其特征在于：所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的充电桩设备发送的指令具体包括：
限制充电功率指令按0.5倍斜率给定，间隔时间设定为5分钟，至降低最小功率为0kW。
3.根据权利要求1所述的一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，其特征在于：所述步骤三中，台区智能融合终端对台区内所有的储能***发送的指令具体包括：
设定为最大额定功率放电，直至SOC下限值10%。
4.根据权利要求1所述的一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理***，其特征在于：所述步骤五中，台区智能融合终端对台区内的所有光伏发电设备以及台区内所有的储能***发送的指令均为：
设定无功功率值，让其发无功，并根据台区内低压侧电网电压值，在无功功率设定值基础上，按比例调整无功功率值。
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