CN208174274U - 微电网*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种微电网***，所述微电网***包括：所述微电网***包括：就地设备、中央控制器以及多个子站控制器；所述就地设备包括：电流电压采集装置、多个能源装置以及多个储能装置，其中，所述多个储能装置包括水蓄冷装置和蓄电池组；其中，各个子站控制器与所述能源装置、所述储能装置一一对应连接；其中，所述中央控制器分别与各个子站控制器连接。根据本实用新型的微电网***，可提高***蓄能的灵活性，可满足***用户的各种用能需求，并且可提高***的响应时间、可靠性以及降低***的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种小型发配电网技术，更具体地讲，涉及一种微电网***。
背景技术
随着能源和环境问题的日益突出，逐步改变能源结构、发展可再生能源已经成为社会的共识，可再生能源(如风机、光伏机组的发电量)在快速增加，但是可再生能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，导致其大规模被接入电网后对电力***的安全稳定运行带来极大挑战。
微电网通过协调控制源、荷、储，形成一个可控的单元，与电网友好互动，成为分布式能源接入电网的有效形式。目前微电网的储能设备主要包括蓄电池装置，其用于在***电能充足时存储电能，在***电能不足时，提供电能。目前微电网的储能方式太过单一，储能配置方式不够灵活。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种微电网***，以解决现有的储能方式过于单一的技术问题。
本实用新型的提供一种微电网***，一种微电网***包括：就地设备、中央控制器以及多个子站控制器；所述就地设备包括：电流电压采集装置、多个能源装置以及多个储能装置，其中，所述多个储能装置包括水蓄冷装置和蓄电池组；各个子站控制器与所述能源装置、所述储能装置一一对应连接；所述中央控制器分别与各个子站控制器连接。
可选地，所述微电网***的供电网络包括多个供电区域。
可选地，各个供电区域与汇流总线连接的线路上设置开关和电流采集装置，所述开关和电流采集装置均与在所述供电区域中的子站控制器连接。
可选地，每个供电区域与汇流总线具有以下动态连接关系：当供电区域正常时，子站控制器控制其对应的开关处于闭合状态，来保持供电区域与汇流总线之间的连接；当供电区域出现故障时，故障供电区域的子站控制器控制其对应的开关处于断开状态，来断开故障供电区域与汇流总线的连接。
可选地，子站控制器根据所述电流采集装置采集的电流确定其所在的供电区域是否出现故障。
可选地，所述供电区域包括所述能源装置以及与其对应的子站控制器；所述能源装置包括风力发电机组或者光伏发电机组；所述风力发电机组包括风力发电机和风电变流器，所述光伏发电机组包括光伏阵列和光伏逆变器；其中，与风力发电机组对应的子站控制器与风电变流器连接；与光伏发电机组对应的子站控制器与光伏逆变器连接。
可选地，所述供电区域包括所述储能装置以及与其对应的子站控制器；所述蓄电池组包括蓄电池和储能变流器；与所述储能装置对应的子站控制器与所述储能变流器连接。
可选地，所述供电区域包括所述水蓄冷装置以及与其对应连接的子站控制器。
可选地，所述中央控制器根据微电网***的用户的用冷需求向与水蓄冷装置对应的子站控制器下发控制指令，与水蓄冷装置对应的子站控制器根据中央控制器下发的控制指令，控制水蓄冷装置的工作时间和工作功率。
可选地，所述中央控制器与所述子站控制器之间通过GOOSE协议进行通信。
根据本实用新型的微电网***，除了包括常规的蓄电池装置以外，还包括水蓄冷装置，可提高***蓄能的灵活性，可满足***用户的各种用能需求。此外，根据本实用新型的微电网***的控制***包括两层结构并且采用GOOSE通信机制，可提高***的响应时间、可靠性，并且降低***的成本。
此外，根据本实用新型的微电网***的供电网络被划分为若干个供电区域，在某个供电区域发生故障时隔离故障区域，可保证正常区域的正常供电，从而提高***的可靠性。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本实用新型的示例性实施例的微电网***的框图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本实用新型的实施例。
图1示出根据本实用新型的示例性实施例的微电网***的框图。图1中的实线代表电力电，虚线代表通信线或信号线。
如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例的微电网***包括微电网包括：就地设备、中央控制器101以及多个子站控制器。
就地设备包括：电流电压采集装置(图1未示出)、多个能源装置以及多个储能装置。如图1所示，多个储能装置可包括水蓄冷装置104和蓄电池组。
各个子站控制器与能源装置、储能装置一一对应连接。换言之，对应于多个能源装置以及多个储能装置中的每个设置一个子站控制器。
中央控制器101分别与各个子站控制器连接，并可通过通用面向对象的变电站事件(Generic object oriented substation event，GOOSE)协议与各个子站控制器进行通信。
能源装置可以是各种可提供电力的设备，例如，能源装置可以是风力发电机组或光伏发电机组。
如图1所示，风力发电机组包括风力发电机106和风电变流器109，风电变流器109用于将风力发电机106产生的电能进行转换提供至第一汇流母线，子站控制器136与风力变流器109连接，控制风力发电机组的工作状态。
光伏发电机组包括光伏阵列107和光伏逆变器110，光伏逆变器110用于将光伏阵列107产生的电能进行转换提供至第一汇流母线，子站控制器137与光伏逆变器110连接，控制光伏发电机组的工作状态。
在一个优选实施例中，第一汇流母线电压可以为10KV。
如图1所示，蓄电池组包括蓄电池105和储能变流器108，储能变流器108将蓄电池105存储的电能进行变换提供至第二汇流母线，或者，储能变流器108从第二汇流母线获取电能，经过变换后存储至蓄电池105。子站控制器135与储能变流器108连接，控制蓄电池组的工作状态。
水蓄冷装置104连接至第二汇流母线，可以从第二汇流母线获取电能将水的温度降低，利用冷水存储电能。在用户需要冷源的时候，水蓄冷装置104将低温冷水输送至用于用户冷源网络。子站控制器134与水蓄冷装置104连接，控制其工作状态。
中央控制器101根据***的用冷需求下发控制指令，与水蓄冷装置104对应的子站控制器134根据中央控制器101下发的控制指令控制水蓄冷装置104的工作时间和工作功率。该控制指令可以结合目录电价信息，以经济最优为条件来确定。
在一个优选的实施例中，微电网***的供电网络包括多个供电区域112。微电网***的供电网络是指微电网***中的各个电器设备和电缆组成的网络。可分别将多个储能装置以及多个能源装置中的每个以及与其对应的子站控制器组成的网络作为一个供电区域112。
再次参照图1，在每个供电区域112的与汇流总线连接的线路上设置开关111和电流采集装置(图中未示出)，开关111和电流采集装置均与子站控制器连接。
每个供电区域112与汇流总线具有以下动态连接关系：当供电区域112正常时，子站控制器控制其对应的开关111处于闭合状态，来保持供电区域112与汇流总线之间的连接；当供电区域112出现故障时，故障供电区域112的子站控制器控制其对应的开关111处于断开状态，来断开故障供电区域与汇流总线的连接。
作为示例，子站控制器根据电流采集装置采集的电流确定其所在的供电区域112是否出现故障。
作为示例，开关111可以是各种可由控制器控制开启和闭合的设备，例如可以是断路器。
根据本实用新型的微电网***将整个供电网络根据电气连接划分为若干个供电区域，在供电区域中计算差动电流，发生故障时隔离故障区域，保证正常区域的正常供电。差动保护具有动作时间快，保护范围不受***运行方式等优点。
此外，根据本实用新型的微电网***还可包括与中央控制器连接的以下管理设备(图中未示出)：用于存储气象数据的第一管理设备、用于进行能效管理的第二管理设备、用于监控微电网运行的第三管理设备、用于存储历史数据库的第四管理设备、用于存储实时数据库的第五管理设备和用于功率或负荷预测的第六管理设备。
上述的管理设备用于微电网***的调度优化，可分别负责和电网信息的交换，响应调度指令，优化微电网***冷、热、电能量供给。上述的各个管理设备可以分别是安装有实现上述各个功能的程序的工控机。
此外，根据本实用新型的微电网***还可包括多个充电桩设备(图中未示出)，用于给需要充电的装置(例如电动汽车)充电。
与现有技术相比，由于微电网的储能装置除了包括常规的蓄电池装置以外，还包括水蓄冷装置，可根据***中的用户的用冷需求，按需储存能量(例如在***电量充足时用电力制冷将水的温度降低至4至12度)，并在需要冷源的时候释放能量(例如在白天温度较高时释放低温冷水至企业的冷网)，实现负荷转移，节省电费，这样可提高***蓄能的灵活性，可满足***用户的各种用能需求。
根据本实用新型的微电网***按照设备间隔化，功能层次化的思想，从***角度考虑微电网稳定性、经济性，微电网的控制方案采用分层控制和能效管理相结合的策略，不同控制设备分别发挥不同的控制保护作用，实现微电网的稳定运行，综合管理、统计和分析***内冷、热、电的消耗和各微源的出力，实现微电网的经济运行。
根据本实用新型的微电网***的控制***包括两层，作为其中一层的中央控制器完成全站信息采集、控制、协议转换、GOOSE报文收发以及根据调度指令协调全网的源、荷、储运行，作为另一层的子站控制器实时采集各支路电气信息，非电量信息并实时计算。
现有技术一般是基于多代理技术将微电网的控制***分为三层：过程层、中间控制层和中央协调层，每层之间通过通信通道交换信息，实现***的协调控制。这种控制***需要建立高速通信***，通过通信***可以获取整个***的信息，实际控制效果依赖于通信速度，控制***由于层级较多，***的响应速度较低。
与现有技术中的三层结构相比，本实用新型减少了过程层数据采集环节，可提高***的响应时间、可靠性以及降低***的成本。并且中央控制器与子站控制器以及负荷控制器采用GOOSE通信机制，可实现毫秒级快速响应。
此外，在微电网***运行过程中出现频率、电压异常时一次调频***会根据下垂控制曲线进行频率、电压控制，由于下垂控制只能实现有差控制，根据本实用新型的微电网***的控制***可调节储能设备进行频率、电压的二次控制，实现无差控制，可解决对等控制的缺陷，保证***供电电能质量保证电能质量。控制***可控制并网点潮流，实现需求侧响应，在并网运行时实时调节储能设备出力、光伏逆变器出力，实现二次调压，改善电能质量。
此外，微电网***的控制***可根据***储能差异、光伏、负荷信息，对微网***模式切换进行预警，如果不能平滑过渡给出相应应对方案，切除非重要负荷，实现并网到离网的平滑过渡。微电网***的控制***根据用户设置执行黑启动策略，实现全网恢复供电，提高供电灵活性和可靠性。
综上所述，根据本实用新型的微电网***，除了包括常规的蓄电池装置以外，还包括水蓄冷装置，可提高***蓄能的灵活性，可满足***用户的各种用能需求，并且微电网***的控制***包括两层结构以及采用GOOSE通信机制，可提高***的响应时间、可靠性以及降低***的成本。
此外，根据本实用新型的微电网***的供电网络被划分为若干个供电区域，在某个供电区域发生故障时隔离故障区域，可保证正常区域的正常供电，可提高***的可靠性。
此外，根据本实用新型的微电网***适合应用于园区型多能源互补的能源调度场景，电能供给对象是商务园区或者产业园区，能源需求侧具有多地块、多用户、多用能的特征，特别是需要分别提供冷源和电能。本实用新型能够利用可再生能源(太阳能、风能等)和低品位能源(水蓄冷)，实现多源能源***的整合，一次满足用户的多种能源需求，针对用户的用能需求进行供能调节。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (10)
1.一种微电网***，其特征在于，所述微电网***包括：就地设备、中央控制器以及多个子站控制器；
所述就地设备包括：电流电压采集装置、多个能源装置以及多个储能装置，其中，所述多个储能装置包括水蓄冷装置和蓄电池组；
各个子站控制器与所述能源装置、所述储能装置一一对应连接；
所述中央控制器分别与各个子站控制器连接。
2.根据权利要求1所述的微电网***，其特征在于，
所述微电网***的供电网络包括多个供电区域。
3.根据权利要求2所述的微电网***，其特征在于，
在各个供电区域与汇流总线连接的线路上设置开关和所述电流采集装置，所述开关和所述电流采集装置均与在所述供电区域中的子站控制器连接。
4.根据权利要求3所述的微电网***，其特征在于，每个供电区域与汇流总线具有以下动态连接关系：
当供电区域正常时，子站控制器控制其对应的开关处于闭合状态，来保持供电区域与汇流总线之间的连接；
当供电区域出现故障时，故障供电区域的子站控制器控制其对应的开关处于断开状态，来断开故障供电区域与汇流总线的连接。
5.根据权利要求4所述的微电网***，其特征在于，子站控制器根据所述电流采集装置采集的电流确定其所在的供电区域是否出现故障。
6.根据权利要求2所述的微电网***，其特征在于，
所述供电区域包括所述能源装置以及与其对应连接的子站控制器；
所述能源装置包括风力发电机组或者光伏发电机组；
所述风力发电机组包括风力发电机和风电变流器，所述光伏发电机组包括光伏阵列和光伏逆变器；其中，
与风力发电机组对应的子站控制器与风电变流器连接；
与光伏发电机组对应的子站控制器与光伏逆变器连接。
7.根据权利要求2所述的微电网***，其特征在于，
所述供电区域包括所述储能装置以及与其对应连接的子站控制器；
所述蓄电池组包括蓄电池和储能变流器；
与所述储能装置对应的子站控制器与所述储能变流器连接。
8.根据权利要求2所述的微电网***，其特征在于，
所述供电区域包括所述水蓄冷装置以及与其对应连接的子站控制器。
9.根据权利要求1所述的微电网***，其特征在于，所述中央控制器根据微电网***的用户的用冷需求向与水蓄冷装置对应的子站控制器下发控制指令，与水蓄冷装置对应的子站控制器根据中央控制器下发的控制指令，控制水蓄冷装置的工作时间和工作功率。
10.根据权利要求1所述的微电网***，其特征在于，所述中央控制器与所述子站控制器之间通过GOOSE协议进行通信。
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