CN204424898U - 一种新型的微网***控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的微网***控制装置，其特征在于，包括：分布式发电设备信息采集***单元、储能发电单元、环境监测单元、模拟负荷单元、实际负荷单元、底层设备控制、管理单元、微网本地协调控制器组成的过程层；由微网中央控制组成的间隔层；由微网能量监控与能量管理软件组成的监控层。本实用新型通过微网三层控制，实现对微网发电设备、用电设备、远程电网调度三者整体控制、协调与优化，实现了多层，多目标分布式、多代理控制装置，形成多级数据中心，能够高效实现微网各种控制功能，使得整个微网***稳定、安全、高效的运行。

Description

一种新型的微网***控制装置

技术领域

本实用新型属于微网发电技术领域，涉及一种新型的微网***控制装置。

背景技术

随着国民经济的不断发展，电力需求的迅速增长，环境污染严重，新能源的发展势在必行。但由于风能和太阳能等新能源所具有的随机性，现有电网无法满足大规模风能和太阳能发电接入的要求，这已成为我国可再生能源分布式发电大规模发展的主要障碍。

微网主要是指由分布式发电装置、储能环节以及本地负荷组成的（小型）配电子网，而分布式发电则更倾向于利用新型可再生能源（风能和太阳能等）。

微网***通过分布式发电和输配电技术，为可再生能源发电的接入提供了另外一条解决途径，而同时又可以作为坚强智能电网体系的有机组成部分，通过优势互补实现更显著的经济和环境效益。

在欧洲已经初步形成微网的运行、控制、保护以及通信等基本理论，其主要集中在微网控制装置和微网规划、多网协调管理、运行优化等领域，并建设了微网实际示范工程。

微网***中包含了分布式发电设备信息采集***单元，多种电力负荷，还有母线、开关、输电线路、继电保护装置，电能表进行电能计量和确保电网安全运行的装置和单元，接触器、静态开关、开关、刀闸与控制部分，同时微网***还需要接收电网的统一调度控制，因此，微网***是非常复杂的能量控制***。

微网***的控制装置是微网***的核心之一，传统的微网控制控制模式为集中式的控制模式，所有信息都需要微网中央控制器来完成，整个***的实时性、可靠性与稳定性得不到满足，运行控制简单，不易进行多微网联络运行。因此，需要一种更加智能的控制装置进行能量管理与控制。

微电网***控制装置的稳定运行和智能化，将很大程度上决定了整个***是否稳定性、安全、高效的运行。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种新型的微网***控制装置，能够使得整个微网***稳定、安全、高效的运行。

本实用新型的技术方案如下所述：为解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的微网***控制装置，其特征在于，包括：由分布式发电设备信息采集***单元、储能发电单元、环境监测单元、模拟负荷单元、实际负荷单元、底层设备控制、管理单元和微网本地协调控制器组成的过程层，由微网中央控制器与通讯***组成的间隔层，由微网能量监控与能量管理软件以及数据库服务器组成的监控层。

其中，

所述分布式发电设备信息采集***单元监测各种分布式电源的电压、电流、有功功率、无功功率、***频率、设备工作状态以及功率因数，用电负荷工作情况，负荷电能质量，负荷用电量；

所述底层设备控制、管理单元负责底层设备控制与管理指令的下发，当所述间隔层下发控制指令后，下一个控制周期到来之前，所述底层设备控制、管理单元自行执行控制指令；

所述间隔层计算并下发微网核心算法，并负责对底层设备数据进行收集与上传功能，将收集的数据进行分类总结，上传至监控层；

所述数据库服务器完成微网平台所有设备的数据采集与数据的二次开发，也可以在多微网之间的联络时完成数据的远传发布。

根据本实用新型提供的一种新型的微网***控制装置，其有益效果为将集中式微网控制装置，改进为微网三层分散式控制，实现对微网发电设备、用电设备、远程电网调度三者整体控制、协调与优化，实现了多层，多目标分布式、多代理控制装置，形成多级数据中心，能够高效实现微网各种控制功能，如实现***应急用电控制、微网故障预测与处理，自动并/离网切换控制，防逆流控制，黑启动控制，削峰填谷、时移等。

附图说明

下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种微网***控制装置是基于分布式多代理控制***，是微网运行的控制中枢。本实用新型分为三个控制层，即监控层（站控层）、间隔层、过程层，每一层有相对独立的控制管理功能，把原先传统的集中控制功能进行分解，极大的提高了***的实时性、稳定性和安全性。

监控层包括微网能量监控与能量管理软件，以及数据库服务器，其重点完成微网***，包括间隙性发电单元发电计划、负荷用电计划、储能发电计划、柴油发电机发电计划、超级电容发电计划、微型气燃机发电计划等分布式能源发电预测，接收电网控制指令调度。此外，由于微网的最终数据库在该层，用户根据微网运行历史数据进行数据的二次挖掘，建立多微网联络的模型。数据库服务器完成微网平台所有设备的数据采集与数据的二次开发，也可以在多微网之间的联络时完成数据的远传发布。

间隔层包括微网中央控制器与通讯***，重点完成微网中尺度的控制周期，其根据微网监控层的输入数据，完成微网***核心控制算法的计算，与控制指令的下发，同时，间隔层中的微网中央控制器将过程层设备数据进行初次收集与整理，形成暂时性数据中心，用于微网控制算法的输入变量，并将数据上传至监控层。

过程层主要包括直流***、光伏***、风电***、负荷***和柴油发电***。具体的包括分布式发电设备信息采集***单元、储能发电单元、环境监测单元、模拟负荷单元、实际负荷单元、底层设备控制、管理单元和微网本地协调控制器，重点完成微网中小尺度的控制周期。其根据微网间隔层下发的控制指令，在间隔层控制周期内独立进行控制，如***的故障预测，能量控制，***紧急控制等实时性较高的控制。此外，过程层还进行各类设备数据的采集与协议转换，将不同类型的通讯协议转换成标准的通讯协议模式。在发生如遇到微网报警或故障，设备之间通过过程层进行联络，完成微网故障处理，以达到微网的实时性、安全性与可靠性，各过程层设备都具备本单元数据的汇集功能。其包括的分布式发电设备信息采集***单元监测各种分布式电源的电压、电流、有功功率、无功功率、***频率、设备工作状态以及功率因数，用电负荷工作情况，负荷电能质量，负荷用电量；底层设备控制、管理单元负责底层设备控制与管理指令的下发，当所述间隔层下发控制指令后，下一个控制周期到来之前，所述底层设备控制、管理单元自行执行控制指令。

与现有微网集中控制装置技术相比，本实用新型具有以下几个特点：

（1）功能实现了层级划分，实现了多代理模式：

原有集中控制装置，将所有指令都汇集到监控层，算法执行周期、执行的实时性都收到到限制，先将功能模块按照层级进行划分，每个层级有固定的执行功能，提升了每个层级的自主性，整个***的实时性、可靠性与安全性都得到了很大提高。

同时，将微网功率预测模块、微网负荷预测模块等，进行模块化设计，对每个层级定义了统一的接口标准，使得数据在每个层级的通讯更加顺畅。

（2）自我决策：

由于将控制进行分层化，很多智能化模块可以进行自我学习，自我控制，***根据预先设定好的控制目标，可根据***状态模块、预测模块、在线状态检测模块、***决策分析模块以及多目标优化管理模块自行寻找实现路径，完成控制目标的工作，实现了自我决策能力。

（3）过程层增加了多设备之间的联络通讯：

由于将过程层设备进行分类管理，增加了微网本地协调控制器，各设备群之间通过标准的网络进行联络，完成网络状态检测，***故障检测，***故障出现后，需要根据故障级别进行处理，保证***安全。故障处理实时性较高，通过增加多设备群之间自主的联络控制，***的稳定性、安全性和可靠性得到大幅提升。

（4）增强型通讯检测：

在以往的控制中，都重点强调控制的重要性，在本实用新型中，通讯硬件支撑平台，增加了通讯检测功能以及物理连接线路的热备冗余，通过各种通讯检测手段，对微网中建立的物理连接进行实时检测，保证***通讯的正常与可靠。

（5）加快了***整体的控制周期：

在以往的集中控制中，每执行一条控制指令，都需要进行数据收集，算法的计算，指令的下发，每条指令都是一系列控制单元的串行执行，采用分布式多代理控制，形成多级数据中心，控制指令上的一系列控制单元可以进行并行的操作，加快了控制指令的计算与指令下发。

（6）对微网功能的扩展提供了高效平台：

在以往集中式控制中，增加一项新的控制功能，需要考虑到微网控制***的硬件平台支持情况，考虑到与其它控制模块之间的配合情况，而分布式多代理控制装置，根据控制周期的间隔，将控制层进行了分类，因此，未来不同的控制功能会很方便的进行归类，硬件平台也能够进行相应的支撑，控制功能具有很强的兼容性。

（7）提供了多元化的控制模式：

在分布式多代理微网控制装置中不难发现，集中控制模式只是分布式多代理控制模式的一种特殊情况，因此，通过分布式多代理控制装置就可以兼容集中控制模式，有了更广阔的应用与研究前景。

（8）形成多级数据中心：

由于采用了分布式多代理控制装置，各级都具备了数据保存、备份与数据整理的过程，每级中心数据都有本地的控制器进行汇集，为本地的控制提供有效的数据保障，当双网络都出现故障情况下，各级中心都会保存相关的数据，使得在通讯故障恢复后，数据得以完整保留至监控层。

根据本实用新型提供的一种新型微网***控制装置，提出了分布式多代理控制装置完善的控制方法和保障措施，丰富了微网的控制装置，进一步提升了微网在控制实时性、能量管理、***控制、通讯稳定可靠以及与传统电网友好接口方面的功能，增强了微网的控制精度和实效性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种新型的微网***控制装置，其特征在于，包括：由分布式发电设备信息采集***单元、储能发电单元、环境监测单元、模拟负荷单元、实际负荷单元、底层设备控制、管理单元和微网本地协调控制器组成的过程层，由微网中央控制器与通讯***组成的间隔层，监控层；其中，

所述分布式发电设备信息采集***单元监测各种分布式电源的电压、电流、有功功率、无功功率、***频率、设备工作状态以及功率因数，用电负荷工作情况，负荷电能质量，负荷用电量；

所述底层设备控制、管理单元负责底层设备控制与管理指令的下发，当所述间隔层下发控制指令后，下一个控制周期到来之前，所述底层设备控制、管理单元自行执行控制指令；

所述间隔层将收集的底层设备数据上传至监控层。