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一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法

阅读：426发布：2024-01-22

专利汇可以提供一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法，本发明结合现代传感器测试及采集技术，可应用于研究光伏、天然气发电、储能装置等不同质量的电能接入微电网的灵活稳定控制技术。首先研究分布式能源、光伏出力与各类冷热电负荷的互补特征，获得分布式能源/储能/负荷联合优化运行的可行域空间；进而研究多气象因素影响下的多类负荷预测技术，实现对微电网电网运行状态的预判，同时获得各类型受控对象的可用调控容量信息；进而研究提升微电网供电能力的分布式能源/储能的优化配置方法，获得优化的设备配置方案；以充分利用分布式新能源/储能/主动负荷的响应能力全面提升微电网的供电能力。，下面是一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种微电网，其特征在于：包括天然气分布式能源、储能组件、光伏分布式能源、风力分布式能源、并网系统、上位机及负载模块，所述天然气分布式能源包括内燃机及连接于内燃机动力输出端的发电机，所述储能组件包括储能电池、储热装置及储冷装置，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源均连接储能组件，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源、储能组件均连接并网系统、上位机及负载模块，所述负载模块包括市电供应装置、取暖装置及制冷装置，所述取暖装置连接储热装置，所述制冷装置连接储冷装置，所述储热装置、储冷装置的储能介质是水；
所述上位机用于检测各分布式能源的输入输出参数、负载模块的用电参数、并网系统的并网参数，各分布式能源的输入输出参数包括输入输出电流、电压、功率，负载模块的用电参数包括用电功率，并网系统的并网参数包括并网功率及并网效率。
2.根据权利要求1所述的一种微电网，其特征在于：所述光伏分布式能源包括光伏发电板板、太阳能真空管，所述太阳能真空管连接储热装置。
3.根据权利要求1所述的一种微电网，其特征在于：内燃机、风力分布式能源的叶片输出轴均连接储冷装置的制冷压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种微电网，其特征在于：所述储能电池是锂电池或铅酸电池。
5.一种微电网供电、并网性能研究方法，其特征在于：上位机通过传感器实时检测并记录并网系统、储能组件、各分布式能源及负载模块的工作参数，并生成各工作参数与时间的工作报表；并网系统的工作参数包括并网转换效率、并网功率、并网总电量；储能组件的工作参数包括充放电速度，充点电总量；各分布式能源的工作参数包括发电功率、总发电量；
负载模块的工作参数包括用电功率。
6.根据权利要求5所述的一种微电网供电、并网性能研究方法，其特征在于：所述储能组件的工作参数还包括储能组件的温度检测，所述温度检测包括表面温度检测、电极温度检测。

说明书全文

一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微电网领域，具体涉及一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法。

背景技术

[0002] 目前我国电力装机容量、220KV以上线路长度包括特高压线路长度居世界第一，我国大电网联网运行、负荷调度和电能质量控制技术居世界先进水平。但在分布式能源和微电网领域，技术和管理发展不均衡。虽然国内近些年在分布式能源、储能技术、微电网领域开展一些研究，但是光伏发电、天然气三联供、多元复合储能和微电网组成多能互补系统的关键技术和综合能效管理水平方面处于相对落后状况，需要加大研发投入，研发关键技术，提升综合能源系统经济调度优化运营管理水平，尽快缩小与发达国家的差距。

[0003] 在一个微电网中可能有多种类型的分布式能源及储能装置，因此研究如何实现多种类型的分布式能源及储能装置如何更好地兼容与协调对于提升微电网的工作效率、并网效率具有重要意义。

发明内容

[0004] 为解决现有技术中的不足，本发明提供一种微电网及微电网供电、并网性能研究方法。

[0005] 为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种微电网，其特征在于：包括天然气分布式能源、储能组件、光伏分布式能源、风力分布式能源、并网系统、上位机及负载模块，所述天然气分布式能源包括内燃机及连接于内燃机动力输出端的发电机，所述储能组件包括储能电池、储热装置及储冷装置，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源均连接储能组件，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源、储能组件均连接并网系统、上位机及负载模块，所述负载模块包括市电供应装置、取暖装置及制冷装置，所述取暖装置连接储热装置，所述制冷装置连接储冷装置，所述储热装置、储冷装置的储能介质是水；
所述上位机用于检测各分布式能源的输入输出参数、负载模块的用电参数、并网系统的并网参数，各分布式能源的输入输出参数包括输入输出电流、电压、功率，负载模块的用电参数包括用电功率，并网系统的并网参数包括并网功率及并网效率。

[0006] 作为本发明的一种优选方案，前述的一种微电网，其特征在于：所述光伏分布式能源包括光伏发电板板、太阳能真空管，所述太阳能真空管连接储热装置。

[0007] 作为本发明的一种优选方案，前述的一种微电网，其特征在于：内燃机、风力分布式能源的叶片输出轴均连接储冷装置的制冷压缩机。

[0008] 作为本发明的一种优选方案，前述的一种微电网，其特征在于：所述储能电池是锂电池或铅酸电池。

[0009] 一种微电网供电、并网性能研究方法，其特征在于：上位机通过传感器实时检测并记录并网系统、储能组件、各分布式能源及负载模块的工作参数，并生成各工作参数与时间的工作报表；并网系统的工作参数包括并网转换效率、并网功率、并网总电量；储能组件的工作参数包括充放电速度，充点电总量；各分布式能源的工作参数包括发电功率、总发电量；负载模块的工作参数包括用电功率。

[0010] 作为本发明的一种优选方案，前述的一种微电网供电、并网性能研究方法，其特征在于：所述储能组件的工作参数还包括储能组件的温度检测，所述温度检测包括表面温度检测、电极温度检测。

[0011] 本发明所达到的有益效果：上位机的检测与记录功能能够详细地反应该微电网各部位的运行状态，对微电网进行数学描述，研究电力系统和热力系统的差异性与互补性。有利于研究储电/储热装置与电源、电/热负荷间的匹配条件及机理，研究不同应用场景下对储热装置特性、容量的要求，提出相应的储热装置优化设计方法、参数和选型规范。可应用于研究多能互补系统产需平衡与协调控制的策略。

[0012] 本发明结合现代传感器测试及采集技术，可应用于研究光伏、天然气发电、储能装置等不同质量的电能接入微电网的灵活稳定控制技术。具体的：首先研究分布式能源、光伏出力与各类冷热电负荷的互补特征，获得分布式能源/储能/负荷联合优化运行的可行域空间；进而研究多气象因素影响下的多类负荷预测技术，实现对微电网电网运行状态的预判，同时获得各类型受控对象的可用调控容量信息；进而研究提升微电网供电能力的分布式能源/储能的优化配置方法，获得优化的设备配置方案；最后，依次研究随机波动环境下分布式能源/储能的有功和无功协调控制技术、基于分布式新能源及负荷用电预测信息的储能系统充放电优化控制技术、外部供电能力不足条件下分布式新能源/储能、可控负荷的优化控制技术，以充分利用分布式新能源/储能/主动负荷的响应能力全面提升微电网的供电能力。附图说明

[0013] 图1是本发明微电网整体结构框图。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0015] 如图1所示：本实施例公开了一种微电网：包括天然气分布式能源、储能组件、光伏分布式能源、风力分布式能源、并网系统、上位机及负载模块，所述天然气分布式能源包括内燃机及连接于内燃机动力输出端的发电机，所述储能组件包括储能电池、储热装置及储冷装置，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源均连接储能组件，所述天然气分布式能源、光伏分布式能源、风力分布式能源、储能组件均连接并网系统、上位机及负载模块，所述负载模块包括市电供应装置、取暖装置及制冷装置，所述取暖装置连接储热装置，所述制冷装置连接储冷装置，所述储热装置、储冷装置的储能介质是水。

[0016] 所述上位机用于检测各分布式能源的输入输出参数、负载模块的用电参数、并网系统的并网参数，各分布式能源的输入输出参数包括输入输出电流、电压、功率，负载模块的用电参数包括用电功率，并网系统的并网参数包括并网功率及并网效率。

[0017] 光伏分布式能源包括光伏发电板板、太阳能真空管，太阳能真空管连接储热装置，用于将储热装置内的水进行加热，被加热的热水可以在冬季作为供暖用水使用。

[0018] 储冷装置包括制冷压缩机，用于将储冷装置内的水介质进行冷却，制冷压缩机的驱动依靠的是内燃机、风力分布式能源的叶片输出轴，当两者产生的能量不足以提供制冷压缩机的工作时，可以通过电能直接进行供电作业。

[0019] 储能电池是锂电池或铅酸电池，在实际使用时，可以根据实际需求进行选装，也可以同时使用这两种电池。

[0020] 工作时，在光伏分布式能源与风力分布式能源供能足够的前提下，关闭天然气分布式能源，光伏分布式能源及风力分布式能源产生的电能直接用于负载模块，负载模块用于向该微电网所覆盖范围内的所有用电器进行供电，其中的太阳能真空管连接储热装置，用于将储热装置内的水进行加热，被加热的热水可以在冬季作为供暖用水使用。当产生电量大于耗电量时，将多余的电能存储在储能组件，当储能组件也饱和之后通过并网系统传输至大电网。

[0021] 当光伏分布式能源及风力分布式能源供电量不足且储能组件的电量较低时，天然气分布式能源开始工作，提供电能。

[0022] 本发明的微电网采用多种分布式电源及储能组件，多种分布式电源在工作时互相补充、互相协调，其中天然气分布式电源的内燃机能够直接驱动制冷压缩机转动，工作效率较高。

[0023] 本实施例还公布了采用上述微电网的供电、并网性能研究方法；具体是；上位机通过传感器实时检测并记录并网系统、储能组件、各分布式能源及负载模块的工作参数，并生成各工作参数与时间的工作报表；并网系统的工作参数包括并网转换效率、并网功率、并网总电量；储能组件的工作参数包括充放电速度，充点电总量；各分布式能源的工作参数包括发电功率、总发电量；负载模块的工作参数包括用电功率。

[0024] 储能组件的工作参数还包括储能组件的温度检测，温度检测包括表面温度检测、电极温度检测。

[0025] 上位机的检测与记录功能能够详细地反应该微电网各部位的运行状态，对微电网进行数学描述，研究电力系统和热力系统的差异性与互补性。有利于研究储电/储热装置与电源、电/热负荷间的匹配条件及机理，研究不同应用场景下对储热装置特性、容量的要求，提出相应的储热装置优化设计方法、参数和选型规范。可应用于研究多能互补系统产需平衡与协调控制的策略。

[0026] 本发明结合现代传感器测试及采集技术，可应用于研究光伏、天然气发电、储能装置等不同质量的电能接入微电网的灵活稳定控制技术。具体的：首先研究分布式能源、光伏出力与各类冷热电负荷的互补特征，获得分布式能源/储能/负荷联合优化运行的可行域空间；进而研究多气象因素影响下的多类负荷预测技术，实现对微电网电网运行状态的预判，同时获得各类型受控对象的可用调控容量信息；进而，研究提升微电网供电能力的分布式能源/储能的优化配置方法，获得优化的设备配置方案；最后，依次研究随机波动环境下分布式能源/储能的有功和无功协调控制技术、基于分布式新能源及负荷用电预测信息的储能系统充放电优化控制技术、外部供电能力不足条件下分布式新能源/储能、可控负荷的优化控制技术，以充分利用分布式新能源/储能/主动负荷的响应能力全面提升微电网的供电能力。

[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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