一種含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)，有利于新能源就地分散利用，提高用戶供電可靠性。但 分布式發(fā)電具有間歇性和隨機(jī)性，其不穩(wěn)定的發(fā)電方式給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來相當(dāng)多難 題。微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電接入電網(wǎng)的有效利用方式，將發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷相結(jié)合， 通過相關(guān)控制裝置間的配合，不僅解決了分布式電源發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模接入問題，充分發(fā) 揮了分布式發(fā)電系統(tǒng)的各項(xiàng)優(yōu)勢，還為用戶帶來了其他多方面的效益。
[0003] 隨著微網(wǎng)工程的大規(guī)模建成，一定區(qū)域內(nèi)多個鄰近微網(wǎng)因互聯(lián)互供所需將形成多 微網(wǎng)系統(tǒng)。目前我國在光儲多微網(wǎng)系統(tǒng)方面的研究和現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少，隨著光儲微電網(wǎng) 進(jìn)入快速發(fā)展階段，有必要發(fā)展一種含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，以開展光儲 多微網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。
[0004] 中國專利申請201220002686. 4公開了一種實(shí)驗(yàn)室用的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系 統(tǒng)只包括一次系統(tǒng)，未涉及二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，微電網(wǎng)系統(tǒng)不具備完善的功能，而且該申請內(nèi)的 微電網(wǎng)系統(tǒng)為單微網(wǎng)，不適用多微網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微 網(wǎng)系統(tǒng)，其對開展光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、模式切換和優(yōu)化運(yùn)行研究具有重要意義。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)， 該光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)；一次系統(tǒng)包括配電網(wǎng)、多微網(wǎng)母線、至少三 個子微網(wǎng)，每個子微網(wǎng)均包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備；二次系統(tǒng)為控制系統(tǒng)， 該控制系統(tǒng)包括區(qū)域型中央控制器和區(qū)域型一體化終端；
[0007] 至少三個子微網(wǎng)包括：
[0008] 串聯(lián)型子微網(wǎng)，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備通過斷路器和接觸器與 多微網(wǎng)母線相連接，多微網(wǎng)母線通過斷路器和接觸器與配電網(wǎng)相連接；
[0009] 至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)；每個并聯(lián)型子微網(wǎng)包括子微網(wǎng)母線；其中，光伏發(fā)電系 統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備通過斷路器和接觸器與子微網(wǎng)母線相連接；子微網(wǎng)通過斷路器和 接觸器與多微網(wǎng)母線相連接。
[0010] 本發(fā)明中，二次系統(tǒng)是主控硬件采用芯片stm32F407的光儲型多微網(wǎng)控制系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，其工作原理如下：
[0012] 光儲型多微網(wǎng)的區(qū)域型一體化終端通過底層設(shè)備通信模塊實(shí)時采集光伏發(fā)電系 統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)（儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)、敏感負(fù)荷總有功、可控負(fù)荷總有 功、完全可切除負(fù)荷總有功、分布式電源出力、各斷路器開關(guān)狀態(tài)、子微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等實(shí)時 信息），再通過終端通信模塊傳輸數(shù)據(jù)至區(qū)域型中央控制器；區(qū)域型中央控制器對接收的 數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合配電網(wǎng)的調(diào)度信息經(jīng)決策后向區(qū)域型一體化終端發(fā)送控制指令， 區(qū)域型一體化終端再向光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備下達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)光儲型多微網(wǎng) 功率實(shí)時平衡控制、運(yùn)行優(yōu)化、模式切換等功能。
[0013] 光儲型多微網(wǎng)的控制系統(tǒng)是光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的決策中心，根據(jù)接收的底層設(shè)備 實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)調(diào)度信息，采取快速決策確定相關(guān)分布式電源的出力、負(fù)荷的投切 以及各子微網(wǎng)的并離網(wǎng)控制。具備以下基本功能：（1)光儲型多微網(wǎng)各分布式電源和負(fù)荷 運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控；（2)光儲型多微網(wǎng)的孤島檢測與運(yùn)行模式控制；(3)光儲型多微網(wǎng)的 故障保護(hù)及穩(wěn)定運(yùn)行控制；（4)光儲型多微網(wǎng)互聯(lián)運(yùn)行的群組協(xié)調(diào)技術(shù)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，串聯(lián)型子微網(wǎng)與并聯(lián)型子微網(wǎng)構(gòu)成串聯(lián)型多微 網(wǎng)；至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)構(gòu)成并聯(lián)型多微網(wǎng)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池板、光伏直流配電箱和 光伏逆變器組成；光伏電池板與光伏直流配電箱相連，光伏直流配電箱與光伏逆變器相連 接。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，儲能系統(tǒng)由鋰電池組和儲能雙向變流器組成；串 聯(lián)后的鋰電池組與儲能雙向變流器相連接。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，負(fù)荷設(shè)備包括燈泡組、負(fù)載箱、電動機(jī)和電子負(fù) 載；燈泡組、負(fù)載箱、電動機(jī)和電子負(fù)載均各自通過一個斷路器和一個接觸器與微電網(wǎng)母線 相連接；微電網(wǎng)母線包括多微網(wǎng)母線和子微網(wǎng)母線。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，區(qū)域型中央控制器包括：底層設(shè)備通信模塊、終端 通信模塊、DI (Digital input，數(shù)字量輸入）模塊、DO (Digital Output，數(shù)字量輸出）模塊、 AUAnalog input，模擬量輸入）模塊、AO (Analog Output，模擬量輸出）模塊、溫度模塊。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，區(qū)域型一體化終端包括：底層設(shè)備通信模塊、終端 通信模塊、DI (Digital input，數(shù)字量輸入）模塊、DO (Digital Output，數(shù)字量輸出）模塊、 AUAnalog input，模擬量輸入）模塊、A0(Analog Output，模擬量輸出）模塊、溫度模塊、雙 向計(jì)量模塊。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明另一【具體實(shí)施方式】，區(qū)域型一體化終端的底層設(shè)備通信模塊從光伏發(fā) 電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備端采集數(shù)據(jù)并下達(dá)通信控制指令；
[0021] 區(qū)域型一體化終端的終端通信模塊傳輸數(shù)據(jù)至所述區(qū)域型中央控制器，并接收區(qū) 域型中央控制器的控制指令；
[0022] 區(qū)域型一體化終端的DI模塊采集所有斷路器狀態(tài)；
[0023] 區(qū)域型一體化終端的DO模塊輸出繼電器控制信號；
[0024] 區(qū)域型一體化終端的AI模塊采集光照強(qiáng)度相關(guān)信號；
[0025] 區(qū)域型一體化終端的AO模塊為備用輸出；
[0026] 區(qū)域型一體化終端的溫度模塊采集環(huán)境溫度數(shù)據(jù)；
[0027] 區(qū)域型一體化終端的雙向計(jì)量模塊采集用戶出口的電能數(shù)據(jù)，并上傳數(shù)據(jù)；
[0028] 區(qū)域型中央控制器的終端通信模塊接收區(qū)域型一體化終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，結(jié)合配電 網(wǎng)的調(diào)度信息經(jīng)決策后下達(dá)控制指令。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下有益效果：
[0030] 本發(fā)明光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)，包含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可實(shí)時監(jiān)控光儲型多微網(wǎng)各分 布式電源和負(fù)荷的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，對開展多微網(wǎng)系統(tǒng)能量優(yōu)化管理有重要工程應(yīng)用價值； 同時，光儲型多微網(wǎng)的控制系統(tǒng)根據(jù)接收的底層設(shè)備實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)調(diào)度信息，確 定相關(guān)分布式電源的出力、負(fù)荷的投切以及各子微網(wǎng)的并離網(wǎng)控制，可快速驗(yàn)證多微網(wǎng)功 率實(shí)時平衡控制、運(yùn)行優(yōu)化、模式切換等策略的有效性。
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0032] 圖1為實(shí)施例1的含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)的電氣拓?fù)鋱D；
[0033] 圖2為實(shí)施例1中，控制系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 如圖1所示，本實(shí)施例的含串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的光儲型多微網(wǎng)系統(tǒng)包括一次系統(tǒng)和 二次系統(tǒng)；一次系統(tǒng)包括配電網(wǎng)、多微網(wǎng)母線、至少三個子微網(wǎng)，每個子微網(wǎng)均包括光伏發(fā) 電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備；二次系統(tǒng)為控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括區(qū)域型中央控制器和 區(qū)域型一體化終端；
[0036] 至少三個子微網(wǎng)包括：串聯(lián)型子微網(wǎng)（子微網(wǎng)1)和至少兩個并聯(lián)型子微網(wǎng)（子微 網(wǎng)2、子微網(wǎng)3)。串聯(lián)型子微網(wǎng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備通過斷路器和接觸 器與多微網(wǎng)母線相連接，多微網(wǎng)母線通過斷路器和接觸器與配電網(wǎng)相連接；每個并聯(lián)型子 微網(wǎng)包括子微網(wǎng)母線；其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷設(shè)備通過斷路器和接觸器與子 微網(wǎng)母線相連接；子微網(wǎng)通過斷路器和接觸器與多微網(wǎng)母線相連接。串聯(lián)型子微網(wǎng)與并聯(lián) 型子微網(wǎng)構(gòu)成串聯(lián)型多微網(wǎng)；至少兩個并聯(lián)型