一種分布式發(fā)電與微電網智能監(jiān)測控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式發(fā)電與微電網智能監(jiān)測控制方法，屬于電力工業(yè)的技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著全球二氧化碳排量控制與減排，清潔能源和新能源成為了全球研究和應用開發(fā)熱點。在我國，為了推進清潔能源和新能源發(fā)展和應用，出臺了一系列鼓勵政策，光伏、風電等分布發(fā)電逐漸受到重視，而且隨著光伏電源和風力電發(fā)電技術的發(fā)展和完善，已經呈現(xiàn)噴發(fā)式發(fā)展。如分布光伏發(fā)電，從工廠、機關、學校，甚至居民房頂都可以安裝光伏發(fā)電裝置，其中較小規(guī)模的分布式發(fā)電可以采用220或380V直接接入終端電網，而較大規(guī)模的光伏發(fā)電則是以1kV電壓等級接入電網，1kV電壓等級的多個分布電源可以組成微電網，既可以并網運行，也可以孤網運行。從投入和產出比考慮，微電網是今后的光伏分布式電源的主要發(fā)展方向，微電網不僅極大滿足了不同的社會需求，同時又提高了用電的靈活性。
[0003]若將1kV直接接入電網，由于1kV線路覆蓋區(qū)域面積大、線路拉手率高，隨著分布式電源的增加，每條線路上的分布式電源達到一定容量后，不僅會影響線路的電壓和變壓器容量參數，而且使保護系統(tǒng)復雜化，甚至直接影響電網運行安全。另外，隨著微電網內部分布電源數量增加和多樣化，各種因素互相交叉影響，必須采用統(tǒng)一和智能化管理系統(tǒng)，來實現(xiàn)發(fā)電資源的最優(yōu)化，同時對運行狀態(tài)和設備健康安全進行監(jiān)控，使微電網始終處于安全和可靠的運行狀態(tài)，使經濟、社會和環(huán)境效益最大化。1kV微電網的運行管理面臨著極大挑戰(zhàn)，這就要求提高輸變電的自動化和智能化，通過對1kV微電網的在線監(jiān)測、控制、分析和預警等來實施，從而確保電網的安全運行。
[0004]申請?zhí)枮镃N104410100的發(fā)明專利和專利號為CN 204230933的實用新型專利提供了一種安裝選址靈活、接入快速方便、安全可靠、免維護、獨立性強和智能化程度高的分布式光伏發(fā)電并網智能黑匣子，只解決了 220和380V分布式光伏發(fā)電并網問題，不足之處是沒有考慮光照強度和光照時間對實際電量輸出的影響，特別是對電網穩(wěn)定性的影響，而且規(guī)模越大和電壓等級越高，對電網的影響越突出。
[0005]在國外，2015年3月20日歐洲出現(xiàn)了一次日全食，通過對氣象條件的在線監(jiān)測，預判光伏發(fā)電對系統(tǒng)的影響，采用及時補充容量，確保了電網的正常運行。
[0006]由此可見，光伏分布式發(fā)電受外界條件影響很大，從而進一步影響電網安全運行。對于1kV等級分布式發(fā)電與微電網，目前國內未見分布式發(fā)電與微電網智能監(jiān)測控制的報道。

【發(fā)明內容】

[0007]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種分布式發(fā)電與微電網智能監(jiān)測控制方法。本發(fā)明適用于1kV電壓等級分布發(fā)電設備與微電網的監(jiān)測與控制，本發(fā)明采用監(jiān)測模塊及其相應傳感器，實現(xiàn)發(fā)電、微電網和設備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測、數據采集與傳輸一體化。
[0008]對于專業(yè)人士，分布式發(fā)電(電源)比較熟悉，此專利涉及的分布式電源包括光伏發(fā)電、風力發(fā)電等，而這些只是分布式電源的不同形式而已。其特點是規(guī)模相對較小、布局分散、區(qū)域性明顯、受環(huán)境氣候等影響、穩(wěn)定性差等。
[0009]分布式電源僅是指不同的電源，本身形不成網。
[0010]微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉化裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自制系統(tǒng)，可以并網和孤網運行。
[0011]該專利的分布式電源可以是單獨分布光伏電源組合、單獨分布風力電源組合、分布光伏電源+分布風力電源的組合、其他不同分布式電源及組合等。
[0012]本發(fā)明的技術方案如下:
[0013]—種分布式發(fā)電與微電網智能監(jiān)測控制方法，包括微電網發(fā)電容量監(jiān)測、微電網系統(tǒng)監(jiān)測和分布式電源監(jiān)測:
[0014]所述微電網發(fā)電容量監(jiān)測包括監(jiān)測裝機容量、實際輸出容量和穩(wěn)定輸出容量，步驟如I)-3):
[0015]I)計算和確定微電網的規(guī)模與容量；
[0016]2)分析和計算微電網實際發(fā)電輸出容量:通過監(jiān)測分布式電源外部的環(huán)境參數，分別計算所述分布式電源的實際發(fā)電輸出容量;其中，所述環(huán)境參數包括分布式電源所處地域、季節(jié)和氣象的因素;然后根據微電網所包含分布式電源的數量計算所述微電網的實際發(fā)電輸出容量；
[0017]所述微電網系統(tǒng)監(jiān)測包括步驟3):
[0018]3)分布式電源與微電網全天候穩(wěn)定輸出:
[0019]通過監(jiān)測外界環(huán)境因素預測實際用電需求量，結合微電網實際發(fā)電輸出容量配置儲能系統(tǒng)或配置電力補充系統(tǒng)，
[0020]當微電網實際發(fā)電輸出容量與實際用電需求量差值為正值時，則調度配置儲能系統(tǒng)，即，
[0021]配置儲能系統(tǒng)調度量=(微電網實際發(fā)電輸出容量-實際用電需求量)；
[0022]當微電網實際發(fā)電輸出容量與實際用電需求量差值為負值時，則調度配置電力補充系統(tǒng)，即，
[0023]配置電力補充系統(tǒng)調度量=|微電網實際發(fā)電輸出容量-實際用電需求量I;
[0024]所述分布式電源監(jiān)測包括步驟4):
[0025]4)分布式電源的監(jiān)測和維護:
[0026]預設微電網中各個分布式電源運行參數數據庫，包括分布式電源的編號、對應編號下分布式電源的容量和分布式電源的地理位置；
[0027]預設區(qū)域范圍內微電網的估計發(fā)電容量，其中所述估計發(fā)電容量的計算方法:
[0028]估計發(fā)電輸出容量=微電網容量X地域因子X季節(jié)因子X預報氣象因子;所述預報氣象因子為根據天氣預報對應的氣象因子；
[0029]監(jiān)測區(qū)域范圍內微電網的實際發(fā)電輸出容量和估計發(fā)電輸出容量差值的絕對值E，預設一個發(fā)電差值閾值β:
[0030]當Ε>β時，則判斷該區(qū)域范圍內微電網故障，監(jiān)測該區(qū)域范圍內各個分布式電源，將故障分布式電源的地理位置以報錯信息形式返回監(jiān)測模塊；
[0031 ]當E < β時，則判斷該區(qū)域范圍內微電網運行正常。
[0032]本發(fā)明通過監(jiān)測分布式電源效率衰減，分析和預判壽命，通過及時定位、維護、保養(yǎng)和置換等措施，實現(xiàn)在全服役期內發(fā)電輸出穩(wěn)定和資源配置最優(yōu)化。
[0033]根據本發(fā)明優(yōu)選的，在計算微電網實際發(fā)電輸出容量的方法為:
[0034]5)按照不同地域、不同季節(jié)和不同氣象分別預算對應的折算因子，即地域因子、季節(jié)因子和氣象因子，上述折算因子是通過實際環(huán)境測算統(tǒng)計得出的；
[0035]6)分布式電源實際發(fā)電輸出容量=分布式電源的裝機容量X地域因子X季節(jié)因子X氣象因子；
[0036]7)然后根據微電網所包含分布式電源的數量計算所述微電網的實際發(fā)電輸出容量。
[0037]根據本發(fā)明優(yōu)選的，所述微電網系統(tǒng)監(jiān)測還包括對微電網基本參數的實時監(jiān)測、對比:
[0038]預設微電網基本參數的波動閾值；
[0039]設置微電網基本參數的基值；
[0040]對微電網的基本參數實時監(jiān)測；
[0041 ]所述微電網基本參數包括電流、頻率、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、電量與諧波頻率；
[0042]在微電網的監(jiān)測模塊中，分別將上述實時監(jiān)測到的基本參數分別對應與所述基值進行對比獲得差值:
[0043]如差值的絕對值大于波動閾值，則判斷微電網基本參數波動范圍過大，由所述微電網的監(jiān)測模塊報告微電網工作異常；
[0044]如差值的絕對值小于等于波動閾值，則判斷微電網基本參數波動范圍正常，由所述微電網的監(jiān)測模塊報告微電網工作正常。
[0045]根據本發(fā)明優(yōu)選的，所述微電網系統(tǒng)監(jiān)測還包括監(jiān)測分布式電源的內部溫度、濕度、開關開斷次數、磁場、渦流、滅弧室內金屬微粒含量與配件使用壽命。
[0046]本發(fā)明的優(yōu)點體現(xiàn)在:
[0047]1、本發(fā)明將分布式電源(光伏、風力、混合發(fā)電等)、微電網和設備運行狀況實現(xiàn)一體化監(jiān)測，監(jiān)測參數豐富全面，所采集數據信息量大，數據可靠，為大數據分析與云計算提供依據。
[0048]2、本發(fā)明在線監(jiān)測分布式電源的相關參數，為提高分布式電源輸出穩(wěn)定性奠定基礎。
[0049]3、本發(fā)明在線監(jiān)測微電網和分布式電源運行參數，為實現(xiàn)微電網運行穩(wěn)定與安全提供數據支持。
[0050]4、本發(fā)明通過對所采集的監(jiān)測數據進行分析，確定影響運行狀態(tài)的主要參數，為系統(tǒng)和設備安全運行和調整控制提供判據。
[0051]5、本發(fā)明通過及時調整和控制影響運行狀態(tài)的各參數，使微電網始終處于安全、穩(wěn)定和可靠運行。
【具體實施方式】
[0052]下面結合實施例對本發(fā)明做詳細的說明，但不限于此。
[0053]實施