一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的監(jiān)控裝置的制造方法
【專利說明】一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的監(jiān)控裝置 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)（Micro-Grid)也譯為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負(fù)荷、儲 能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與 外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。
[0003] 以風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的微電網(wǎng)作為超高壓、遠距離、大電網(wǎng)供電模式的補充，代 表著電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向。風(fēng)能和太陽能資源是清潔的可再生能源，但存在著隨機性和 波動性的問題，給電網(wǎng)帶來一系列的影響。功率的波動性程度直接影響電網(wǎng)原有的潮流分 布，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的滲透率處于較高水平時，波動性和隨機性會給電網(wǎng)的原有運 行方式帶來巨大的沖擊。為了減少這種沖擊，可以在風(fēng)電機組和光伏電站聯(lián)合發(fā)電的系統(tǒng) 中配置大規(guī)模儲能系統(tǒng)聯(lián)合運行。
[0004] 儲能技術(shù)對微電網(wǎng)的實現(xiàn)有重要作用，其應(yīng)用在很大程度上解決新能源發(fā)電的波 動性和隨機性問題，有效提高間歇性微源的可預(yù)測性、確定性和經(jīng)濟性。此外，儲能技術(shù)在 調(diào)頻調(diào)壓和改善系統(tǒng)有功、無功平衡水平，提高微電網(wǎng)穩(wěn)定運行能力方面的作用也獲得了 廣泛研宄和證明。
[0005] 然而，現(xiàn)配置大規(guī)模儲能系統(tǒng)價格比較昂貴，因此，有必要綜合考慮輸電工程成 本，儲能系統(tǒng)成本，輸電收益，儲能系統(tǒng)收益，建立以綜合效益最大化為目標(biāo)，給定輸電線路 輸電能力時的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置 可預(yù)測微電網(wǎng)中的發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率和微電網(wǎng)中的負(fù)載變化，可追蹤和預(yù)測微電網(wǎng)和大 電網(wǎng)連接點功率，實時檢測的蓄電池模塊電池容量，能制定和實施最適宜的控制策略，保障 微電網(wǎng)在并網(wǎng)時按照大電網(wǎng)的需求平穩(wěn)提供有功功率和無功功率，并提升儲能系統(tǒng)的安全 性和使用壽命。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的 監(jiān)控裝置，所述該微電網(wǎng)包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、儲能系統(tǒng)、用于將微電網(wǎng)與大 電網(wǎng)連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一、直流母線、用于連接風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè) 備和直流母線的AC/DC雙向換流模塊二、微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載和監(jiān)控裝置；該儲能系統(tǒng)包括蓄電 池模塊、與上述直流母線連接的雙向DC/DC變換器；
[0008] 該監(jiān)控裝置包括：
[0009] 風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實時監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的 發(fā)電功率進行預(yù)測；
[0010] 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實時監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進行預(yù)測；
[0011] 儲能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，可實時監(jiān)控蓄電池模塊的SOC和DC/DC雙向變換器；
[0012] 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實時從大電網(wǎng)調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)的運行情況以及相關(guān)調(diào) 度信息；
[0013] 并網(wǎng)運行監(jiān)控模塊，用于控制微電網(wǎng)連接或隔離大電網(wǎng)；
[0014]負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實時監(jiān)控儲能電站內(nèi)的負(fù)載；
[0015] 中控模塊，用于確定微電網(wǎng)的運行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指令， 以執(zhí)行該運行策略；
[0016]總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個模塊的通信聯(lián)絡(luò)。
[0017] 優(yōu)選的，光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊至少包括光伏發(fā)電設(shè)備電壓、電流檢測設(shè)備、光強 及溫度檢測設(shè)備。
[0018] 優(yōu)選的，所述光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實時獲取光伏發(fā)電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，并存儲 數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選的，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊至少包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備電壓、電流及頻率檢 測設(shè)備，風(fēng)速檢測設(shè)備。
[0020] 優(yōu)選的，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實時獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，并存儲 數(shù)據(jù)。
[0021] 優(yōu)選的，儲能系統(tǒng)監(jiān)控模塊至少包括蓄電池端電壓、電流、SOC獲取設(shè)備以及溫度 檢測設(shè)備。
[0022] 優(yōu)選的，所述SOC獲取設(shè)備包括：第一獲取模塊，用于獲取電池的工作狀態(tài)；第一 確定模塊，用于根據(jù)電池的工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法；計算模塊，用 于按照估算方法計算電池處于不同的工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值。
[0023] 優(yōu)選的，第一確定模塊包括：第一確定子模塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為靜止?fàn)?態(tài)的情況下，確定估算方法為第一估算方法，其中，第一估算方法包括開路電壓法；第二確 定子模塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為恢復(fù)狀態(tài)的情況下，確定估算方法為第二估算方法； 第三確定子模塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為充放電狀態(tài)的情況下，確定估算方法為第三 估算方法，其中，第三估算方法包括卡爾曼濾波法。
[0024] 本發(fā)明的監(jiān)控裝置具有如下優(yōu)點：（1)準(zhǔn)確預(yù)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的 輸出功率變化情況；（2)準(zhǔn)確預(yù)測微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接點的功率變化和微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)載的 功率變化；（3)控制策略兼顧配大電網(wǎng)調(diào)度要求和儲能系統(tǒng)運行情況，可同時為大電網(wǎng)提 供有功功率和無功功率，滿足大電網(wǎng)的調(diào)度需求和微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)載需求的同時，可有效抑 制微電網(wǎng)的功率波動，兼顧了供電可靠性，保障微電網(wǎng)的安全性，延長了微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的使 用壽命。
【附圖說明】
[0025]圖1示出了本發(fā)明的一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)及其監(jiān)控裝 置的框圖；
[0026] 圖2示出了本發(fā)明的微電網(wǎng)的運行及監(jiān)控方法。
【具體實施方式】
[0027]圖1是示出了本發(fā)明的一種具有可平抑功率波動的儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)10,該微電 網(wǎng)10包括：光伏發(fā)電設(shè)備12、儲能系統(tǒng)13、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備14、用于將微電網(wǎng)10與大電網(wǎng)20 連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一 16、直流母線、用于連接光伏發(fā)電設(shè)備12和直流母線 的AC/DC雙向換流模塊二15、負(fù)載17以及監(jiān)控裝置11。
[0028] 參見圖1，該儲能系統(tǒng)13包括蓄電池模塊131、與上述直流母線連接的雙向DC/DC 變換器132。
[0029] 該監(jiān)控裝置11包括：光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊114,用于實時監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)10 中的光伏發(fā)電設(shè)備12,并對光伏發(fā)電設(shè)備12的發(fā)電功率進行預(yù)測；儲能系統(tǒng)監(jiān)控模塊115， 用于實時監(jiān)控儲能系統(tǒng)131中的蓄電池