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效率、配合度且方便运动控制的微电网高效控制

作者:快乐28 发布时间:2021-02-19 06:30 点击数:

  目前微电网的控制方式主要有对等控制和主从控制2种。对等控制方式技术对分布式电源的协调控制要求高,目前还停留在实验室阶段;而主从控制方式对通信要求高,既要保证其可靠性还要有足够的实时性,对计算机系统及通信依赖较大,时效性有待论证。主从控制方式又分为两层控制方式和三层控制方式,国内外试点工程大多使用这2种控制方式,侧重于协调微电网内部分布式电源和负荷的运行。分布式电源位置灵活与分散的特点极好地适应了分散的电力需求与资源分布要求。但是大量分散的、形式多样、性能各异的分布式电源简单并网运行会对电网和用户造成冲击,给电能质量、系统保护、系统运行等带来不利的影响。将分布式电源、负荷、储能和控制装置构成微电网,对于电网表现为一个单一可控的单元,可以对中心控制信号进行响应,能很好地协调电网和分布式电源的矛盾。但是国内还没有出台统一的微电网通信标准,给微电网接入配电网运行控制增加了实施困难。

  本发明就是针对上述问题,提供一种效率高、配合度高且方便运动控制的微电网高效控制系统。

  为实现上述目的,本发明采用如下技术方案,本发明包括微电网运行控制器、分布式发电远方主站、配电网管理系统、主控器、交换机、微电网保护装置、驱动电路、储能器、计量表、无线收发节点、风力机、电能质量检测器,其特征在于:微电网运行控制器连接分布式发电远方主站,分布式发电远方主站连接陪电网管理系统,配电网管理系统的输出端连接主控器,主控器通过交换机连接微电网保护装置,微电网保护装置连接驱动电路;主控器的输出端连接储能器、计量表、无线收发节点、风力机和电能质量检测器。

  本发明采用自适应控制策略控制微电网运行,实现微电网运行模式快速切换。该控制系统可以应用在接入配电网的微电网系统,解决可再生能源渗透率不高的问题;也可以应用于离网运行的微电网系统,解决重要负荷后备电源和偏远农村供电难的问题。

  如图所示,本发明包括微电网运行控制器、分布式发电远方主站、配电网管理系统、主控器、交换机、微电网保护装置、驱动电路、储能器、计量表、无线收发节点、风力机、电能质量检测器,其特征在于:微电网运行控制器连接分布式发电远方主站,分布式发电远方主站连接陪电网管理系统,配电网管理系统的输出端连接主控器,主控器通过交换机连接微电网保护装置,微电网保护装置连接驱动电路;主控器的输出端连接储能器、计量表、无线收发节点、风力机和电能质量检测器。

  该系统包含接入控制层、协调控制层和设备层,按照 IEC61850 标准统一建模,分别对应着 IEC61850 中的站控层、间隔层和过程层。各种分布式电源本体设备与微电网控制器通信采用符合 IEC61850 框架体系的统一通信协议。设备层包含光伏发电控制器、风力机控制器、储能电池双向控制器及相关测控终端、在线监测装置等设备。通常,对提供微电网参考电压的储能、柴油发电机等设备进行控制的控制器定义为主控制器。部分厂家设备已完全支持 IEC61850,对于不支持 IEC61850 的智能电子设备以及常规的发电设备,可以通过合并单元接入到协调控制层,因此设备层可以按照 IEC61850 建模。设备层数据集中器或合并单元向协调控制层发送一次包含线路电压、电流等 IEC61850 报文。通过单向多路点对点串行通信链路采样值,采用专用数据集,使得帧格式固定。协调控制层设备主要是指微电网运行控制器,主要负责发送相应的控制命令给设备层具体实施控制,同时向主站层上送微电网执行信息。考虑间隔层面的互操性更容易得到保证,该控制系统设备的互操作性和互换性在间隔层面获得。微电网运行控制器根据 IEC61850 标准向智能开关发送GOOSE报文,GOOSE报文只有在开关量发生变位时发送或者在开关量没有变位时不定时发送。

  功能模块 , 微电网运行控制模块内部关系主要包括数据管理模块、策略控制模块、通信管理模块。数据管理模块负责收集、存储和管理各部分状态数据和历史信息数据;策略控制模块根据当前微电网及主网的工况得到各执行设备具体控制量;通信管理模块包括接入控制管理和设备控制管理子模块。接入控制管理子模块负责接入控制主站和协调控制层的信息交互,完成对微电网子系统的协调控制;设备控制管理子模块下发控制量给分布式电源执行机构,同时收集设备层状态信息。以分布式电源发电计划执行为例,主站接入控制系统根据前一日负荷预测和电网运行状况下发次日微电网出力计划,微电网控制器结合分布式电源发电预测和主站发电计划,根据各微源发电特性将出力任务分解给各微源,并实时协调各微源的运行,执行后向主站接入控制系统反馈执行结果,实时修正当日发电计划。


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