微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源消耗的增長，傳統(tǒng)的電力發(fā)電已經(jīng)不能滿足社會(huì)用電 的增長，同時(shí)還面臨著能源匿乏、系統(tǒng)老化、環(huán)境污染等問題。微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的 一個(gè)概念，是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過靜 態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。微電網(wǎng)具有靈活、高效、環(huán)保W及能源多樣等優(yōu)勢(shì)，它主要是由分 布式電源、負(fù)荷W及儲(chǔ)能系統(tǒng)組成的可控單元。微電網(wǎng)的提出旨在解決電力供應(yīng)的分區(qū)就 近平衡及供電服務(wù)質(zhì)量的提升問題。運(yùn)意味著電源布局均勻，電壓等級(jí)低、層次少，電力輸 送距離短，因此其潛在的優(yōu)勢(shì)是電網(wǎng)的電能損耗小、投資省、供電可靠性高，對(duì)環(huán)境影響較 小。
[0003] 微電網(wǎng)作為一個(gè)小而全的發(fā)供電系統(tǒng)，存在大量技術(shù)問題需要解決，例如分布式 電源的優(yōu)化配置，分布式電源，負(fù)荷，儲(chǔ)能設(shè)備及與微電網(wǎng)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制等。其中協(xié) 調(diào)控制問題是孤島微電網(wǎng)研究中的一個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)微電網(wǎng)與主電網(wǎng)連接運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)可W 從主電網(wǎng)獲得電能，也可W向主電網(wǎng)輸送電能。在運(yùn)種運(yùn)行模式下，微電網(wǎng)的電力供求平衡 可W在一定程度上依賴于主網(wǎng)。
[0004] 然而，當(dāng)微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，間歇性很強(qiáng)的可再生能源對(duì)微電網(wǎng)運(yùn)行和控制提出 新的挑戰(zhàn)，需要先進(jìn)的控制技術(shù)來協(xié)調(diào)微電網(wǎng)中的各個(gè)單元并保證電力供求平衡，維持微 電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。目前的研究大多是針對(duì)微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下的功率分配，在將運(yùn)一技術(shù)直 接應(yīng)用于電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)的功率分配，難W協(xié)調(diào)微電網(wǎng)中的各個(gè)單元并保證電力供求平 衡，功率分配效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對(duì)功率分配效果較差的問題，提供一種微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功 率分配系統(tǒng)。
[0006] -種微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)，包括：
[0007] 第一功率測(cè)量模塊、第二功率測(cè)量模塊、通信模塊和控制模塊；
[000引所述第一功率測(cè)量模塊與用戶負(fù)載相連接，所述第二功率測(cè)量模塊與孤島環(huán)境下 的微電網(wǎng)的分布式電源相連接，所述第一功率測(cè)量模塊和第二功率測(cè)量模塊通過所述通信 模塊與所述控制模塊相連接；
[0009] 所述第一功率測(cè)量模塊用于測(cè)量初始時(shí)刻所述用戶負(fù)載的第一電能數(shù)據(jù)，并通過 所述通信模塊將所述第一電能數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制模塊；
[0010] 所述第二功率測(cè)量模塊用于測(cè)量初始時(shí)刻所述分布式電源的第二電能數(shù)據(jù)，并通 過所述通信模塊將所述第二電能數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制模塊；
[0011] 所述控制模塊用于根據(jù)所述第一電能數(shù)據(jù)和第二電能數(shù)據(jù)確定初始時(shí)刻所述分 布式電源的電價(jià)值，將所述分布式電源的電價(jià)值與各個(gè)用戶負(fù)載的預(yù)設(shè)電價(jià)值進(jìn)行比較， 并根據(jù)比較結(jié)果控制所述分布式電源對(duì)各個(gè)用戶負(fù)載的輸出功率。
[0012] 上述微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)，通過測(cè)量到的用戶負(fù)載的第一電能數(shù)據(jù) 和分布式電源的第二電能數(shù)據(jù)確定初始時(shí)刻所述分布式電源的電價(jià)值，根據(jù)所述分布式電 源的電價(jià)值與各個(gè)用戶負(fù)載的預(yù)設(shè)電價(jià)值的比較結(jié)果控制所述分布式電源對(duì)各個(gè)用戶負(fù) 載的輸出功率，能夠在滿足負(fù)載能正常運(yùn)行的情況下，協(xié)調(diào)控制微電網(wǎng)的功率分配，協(xié)調(diào)微 電網(wǎng)中的各個(gè)單元并保證電力供求平衡，從而達(dá)到整個(gè)本地微電網(wǎng)資源效益的最大化，提 高了微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配效果。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明的各節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄐ诺氖疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0016] 圖1為本發(fā)明的微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本 發(fā)明的微電網(wǎng)孤島環(huán)境下的功率分配系統(tǒng)可包括：
[0017] 第一功率測(cè)量模塊10、第二功率測(cè)量模塊20、通信模塊30和控制模塊40;
[0018] 所述第一功率測(cè)量模塊10與用戶負(fù)載相連接，所述第二功率測(cè)量模塊20與孤島環(huán) 境下的微電網(wǎng)的分布式電源相連接，所述第一功率測(cè)量模塊10和第二功率測(cè)量模塊20通過 所述通信模塊30與所述控制模塊40相連接；
[0019] 所述第一功率測(cè)量模塊10用于測(cè)量初始時(shí)刻所述用戶負(fù)載的第一電能數(shù)據(jù)，并通 過所述通信模塊30將所述第一電能數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制模塊40;
[0020] 所述第二功率測(cè)量模塊20用于測(cè)量初始時(shí)刻所述分布式電源的第二電能數(shù)據(jù)，并 通過所述通信模塊30將所述第二電能數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制模塊40;
[0021] 所述控制模塊40用于根據(jù)所述第一電能數(shù)據(jù)和第二電能數(shù)據(jù)確定初始時(shí)刻所述 分布式電源的電價(jià)值，將所述分布式電源的電價(jià)值與各個(gè)用戶負(fù)載的預(yù)設(shè)電價(jià)值進(jìn)行比 較，并根據(jù)比較結(jié)果控制所述分布式電源對(duì)各個(gè)用戶負(fù)載的輸出功率。
[0022] 本文中，所述通信模塊可W是ZIGB邸模塊，可通過ZIGB邸通信技術(shù)進(jìn)行通信。實(shí)際 情況中，用戶數(shù)量多，微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了更好說明本發(fā)明的方法，W如圖2所 示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在圖2中，共4個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)為分布式電源，其余3個(gè)為用 戶的負(fù)載，節(jié)點(diǎn)1(如小型機(jī)電組)作為協(xié)調(diào)器，節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4為用戶組內(nèi)的負(fù)載，按 照系統(tǒng)框圖，可將節(jié)點(diǎn)之間的拓?fù)渫ㄐ哦x為如下：
[0023] (1)采用順時(shí)針的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更穩(wěn)定(環(huán)形拓?fù)渎酚晒δ埽?，所W本文的網(wǎng)絡(luò)拓 撲定義為順時(shí)針，但在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境更復(fù)雜撒，可根據(jù)地理位置調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0024] (2)在圖2中，對(duì)于節(jié)點(diǎn)1，其相鄰節(jié)點(diǎn)有2、3、4,節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4作為路由器， 保證節(jié)點(diǎn)1可通過路由尋址與節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4通信。
[0025] (3)由于本文采用特定的順時(shí)針網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在空間距離上，我們定義節(jié)點(diǎn)2、節(jié) 點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4與節(jié)點(diǎn)I之間的距離越來越遠(yuǎn)，即保證通信的順時(shí)性。
[0026] 圖2中的四個(gè)節(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的分布式微電源和家用負(fù)載，其中節(jié)點(diǎn)1為分布式 微電源，其余S個(gè)為用戶負(fù)載，對(duì)于負(fù)載而言，為微電網(wǎng)中的第j個(gè)分布式電源的相鄰 用戶負(fù)載的預(yù)設(shè)電價(jià)值，分布式微電源中的r為售電電價(jià)，所述第一功率測(cè)量模塊和第二功 率測(cè)量模塊為ADE7753功率采集模塊，不但可計(jì)算出節(jié)點(diǎn)1的初始電價(jià)，還可同步控制模塊 監(jiān)控其余負(fù)載的電能使用情況，同時(shí)節(jié)點(diǎn)1起始時(shí)刻將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給相鄰的節(jié)點(diǎn)，其中數(shù) 據(jù)信息包括節(jié)點(diǎn)的ID、r等參數(shù)。可通過控制模塊40獲取各個(gè)用戶負(fù)載的目標(biāo)地址，并根據(jù) 所述目標(biāo)地址將所述分布式電源在初始時(shí)刻的電價(jià)值發(fā)送到各個(gè)用戶負(fù)載。
[0027] 節(jié)點(diǎn)1作為協(xié)調(diào)器并在起始時(shí)刻組建網(wǎng)絡(luò)，并將所有的網(wǎng)絡(luò)加入到該網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn) 1在起始時(shí)刻將電價(jià)數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)發(fā)送給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)2,當(dāng)節(jié)點(diǎn)2確認(rèn)收到節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)信息 時(shí)，將節(jié)點(diǎn)1的電價(jià)與節(jié)點(diǎn)2的期望電價(jià)相比（當(dāng)分布式電源為用戶供電時(shí)，用戶可W根據(jù)售 電方給出的電價(jià)做出相應(yīng)的響應(yīng)，如圖中節(jié)點(diǎn)1代表分布式微電源，節(jié)點(diǎn)2為用戶負(fù)載，當(dāng)節(jié) 點(diǎn)1發(fā)送售電價(jià)格r給節(jié)點(diǎn)2時(shí)，節(jié)點(diǎn)2可W根據(jù)售電電價(jià)與自身期望的電價(jià)做出對(duì)比，從而 決定用戶內(nèi)的負(fù)載繼續(xù)工作還是斷開節(jié)點(diǎn)1(微電源)為其提供電能。例如，若所述分布式電 源的電價(jià)值大于節(jié)點(diǎn)2的用戶負(fù)載的預(yù)設(shè)電價(jià)值，所述控制模塊控制所述分布式電源停止 向節(jié)點(diǎn)2的用戶負(fù)載輸出功率;若所述分布式