- 第一屆泛在電力物聯網研討會 5月23-24日 北京
- 儲能產業發展藍皮書
摘要
本發明公開了一種微電網系統，包括電纜總線、市電總電源、新能源發電系統、儲能系統、負載系統、總控開關、負載控制開關和儲能控制開關，所述電纜總線分別與市電總電源、新能源發電系統、儲能系統以及負載系統並聯連接，所述市電總電源通過總控開關與電纜總線相連接，所述儲能系統通過儲能控制開關與電纜總線相連接，所述負載控制開關與電纜總線並聯連接。本發明通過利用儲能技術設置儲能系統，可以平抑功率波動，保持供電頻率穩定，以及在電網內部電壓波動時，儲能系統還可以提供無功補償，保持電壓穩定，提高微網內的電能質量，具有推廣應用的價值。
1 .一種微電網系統，包括電纜總線 ( 1)、市電總電源 ( 2)、新能源發電系統 ( 3)、儲能系統( 4)、負載系統 ( 5)、總控開關 ( 6)、負載控制開關 ( 7)和儲能控制開關 ( 8)，其特徵在於：所述電纜總線 ( 1)分別與市電總電源 ( 2)、新能源發電系統 ( 3)、儲能系統 ( 4)以及負載系統 ( 5)並聯連接，所述市電總電源 ( 2)通過總控開關 ( 6)與電纜總線 ( 1)相連接，所述儲能系統 ( 4)通過儲能控制開關 ( 8)與電纜總線 ( 1)相連接，所述負載控制開關 ( 7)與電纜總線 ( 1)並聯連接。
2.根據權利要求1所述的一種微電網系統，其特徵在於：所述新能源發電系統 ( 3)包括風力發電 ( 31)、光伏發電 ( 32)和生物質能源發電 ( 33)，所述風力發電 ( 31)通過風力發電轉換系統 ( 34)與風力發電控制開關 ( 37)連接，所述光伏發電 ( 32)通過光伏發電轉換系統 ( 35)與光伏發電控制開關 ( 38)連接，所述生物質能源發電 ( 33)通過生物質發電轉換系統 ( 36)與生物質發電控制開關 ( 39)連接，所述風力發電控制開關 ( 37)、光伏發電控制開關 ( 38)和生物質發電控制開關 ( 39)分別並聯在電纜總線 ( 1)上。
3 .根據權利要求1所述的一種微電網系統，其特徵在於：所述儲能系統 ( 4)包括鋰電儲能 ( 41)、鉛電儲能 ( 42)和氫燃料儲能 ( 43)，所述鋰電儲能 ( 41)通過鋰電雙向逆變 ( 44)與鋰電控制開關 ( 47)連接，所述鉛電儲能 ( 42)通過鉛電雙向逆變 ( 45)與鉛電控制開關 ( 48)連接，所述氫燃料儲能 ( 43)通過氫燃料轉換系統 ( 46)與氫燃料儲能控制開關 ( 49)連接，所述鋰電控制開關 ( 47)、鉛電控制開關 ( 48)和氫燃料儲能控制開關 ( 49)分別與儲能控制開關( 8)連接。
4 .根據權利要求1所述的一種微電網系統，其特徵在於：所述負載系統 ( 5)包括日常照明負載 ( 51)、重要設備負載 ( 52)、用電尖峰時刻負載 ( 53)，所述日常照明負載 ( 51)與日常照明負載開關 ( 54)連接，所述重要設備負載 ( 52)與重要設備負載開關 ( 55)連接，所述用電尖峰時刻負載 ( 53)與用電尖峰時刻負載開關 ( 56)連接，所述日常照明負載開關 ( 54)、重要設備負載開關 ( 55)和用電尖峰時刻負載開關 ( 56)分別並聯連接在電纜總線 ( 1)上。
技術領域
本發明涉及微電網技術領域，具體為一種微電網系統。
背景技術
隨著現代社會能源愈演愈烈的緊張趨勢，近幾年電網成為了國內外研究的熱點。奧巴馬提出 “ 電網2.0”概念，美國開始升級舊式電網並申請相關專利上百項;日本自核電危機以後，全面啟動分佈式發電及儲能，相關部門已經投入上百億資金扶持;國內十二五規劃把智能電網和新能源發電做為國家戰略發展目標。
電網是指由分佈式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷和監控、保護裝置彙集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與大電網併網運行，也可以孤立運行，並能通過固態開關在兩種運行模式之間進行切換。通常保持有功、無功功率平衡是對電力系統穩定的基本要求，對電網也是如此。但是，由於分佈式電源具有間歇性和波動性特點，並且負荷的變化也具有隨機性，這給電網的穩定運行帶來了挑戰。因此，如何研發一種能夠實現微網的安全穩定運行以及提高可再生能利用率的技術，成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種微電網系統，通過利用儲能技術實現微網的安全穩定運行，提高微網內的電能質量，解決了上述背景技術中所提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種微電網系統，包括電纜總線、市電總電源、新能源發電系統、儲能系統、負載系統、總控開關、負載控制開關和儲能控制開關，所述電纜總線分別與市電總電源、新能源發電系統、儲能系統以及負載系統並聯連接，所述市電總電源通過總控開關與電纜總線相連接，所述儲能系統通過儲能控制開關與電纜總線相連接，所述負載控制開關與電纜總線並聯連接。
優選的，所述新能源發電系統包括風力發電、光伏發電和生物質能源發電，所述風力發電通過風力發電轉換系統與風力發電控制開關連接，所述光伏發電通過光伏發電轉換系統與光伏發電控制開關連接，所述生物質能源發電通過生物質發電轉換系統與生物質發電控制開關連接，所述風力發電控制開關、光伏發電控制開關和生物質發電控制開關分別並聯在電纜總線上。
優選的，所述儲能系統包括鋰電儲能、鉛電儲能和氫燃料儲能，所述鋰電儲能通過鋰電雙向逆變與鋰電控制開關連接，所述鉛電儲能通過鉛電雙向逆變與鉛電控制開關連接，所述氫燃料儲能通過氫燃料轉換系統與氫燃料儲能控制開關連接，所述鋰電控制開關、鉛電控制開關和氫燃料儲能控制開關分別與儲能控制開關連接。
優選的，所述負載系統包括日常照明負載、重要設備負載、用電尖峰時刻負載，所述日常照明負載與日常照明負載開關連接，所述重要設備負載與重要設備負載開關連接，所述用電尖峰時刻負載與用電尖峰時刻負載開關連接，所述日常照明負載開關、重要設備負載開關和用電尖峰時刻負載開關分別並聯連接在電纜總線上。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
1、本發明通過設置儲能系統監測分佈式電源的狀態，瞭解並預測分佈式電源的出力，調節儲能系統工作狀態以維持功率平衡，減少分佈式電源對電網產生的一系列不良影響。
2、本發明通過設置儲能系統，可在微網孤島運行時，平抑功率波動，保持供電頻率穩定，以及在電網內部電壓波動時，儲能系統可以提供無功補償，保持電壓穩定，提高微網內的電能質量。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
圖中：1-電纜總線，2-市電總電源，3-新能源發電系統，31-風力發電，32-光伏發電，33-生物質能源發電，34-風力發電轉換系統，35-光伏發電轉換系統，36-生物質發電轉換系統，37-風力發電控制開關，38-光伏發電控制開關，39-生物質發電控制開關，4-儲能系統，41-鋰電儲能，42-鉛電儲能，43-氫燃料儲能，44-鋰電雙向逆變，45-鉛電雙向逆變，46-氫燃料轉換系統，47-鋰電控制開關，48-鉛電控制開關，49-氫燃料儲能控制開關，5-負載系統，51-日常照明負載，52-重要設備負載，53-用電尖峰時刻負載，54-日常照明負載開關，55-重要設備負載開關，56-用電尖峰時刻負載開關，6-總控開關，7-負載控制開關，8-儲能控制開關。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1，本發明提供一種微電網系統技術方案：一種微電網系統，包括電纜總線1、市電總電源2、新能源發電系統3、儲能系統4、負載系統5、總控開關6、負載控制開關7和儲能控制開關8，
所述電纜總線1分別與市電總電源2、新能源發電系統3、儲能系統4以及負載系統5並聯連接，
所述市電總電源2通過總控開關6與電纜總線1相連接，所述儲能系統4通過儲能控制開關8與電纜總線1相連接，
所述負載控制開關7與電纜總線1並聯連接;所述新能源發電系統3包括風力發電31、光伏發電32、生物質能源發電33等新能源發電，也可以是核電、水利、柴油機發電等發電，
所述風力發電31通過風力發電轉換系統34與風力發電控制開關37連接，
所述光伏發電32通過光伏發電轉換系統35與光伏發電控制開關38連接，所述生物質能源發電33通過生物質發電轉換系統36與生物質發電控制開關39連接，該風力發電轉換系統34、光伏發電轉換系統35和生物質發電轉換系統36等轉換系統是把新能源所發的電轉換成200V或380V負載可以使用的電，
所述風力發電控制開關37、光伏發電控制開關38和生物質發電控制開關39分別並聯在電纜總線1上，該風力發電控制開關37、光伏發電控制開關38和生物質發電控制開關39等是控制新能源發電保證項負載和儲能供電;所述儲能系統4包括鋰電儲能41、鉛電儲能42和氫燃料儲能43等，也可以是壓縮空氣、真空懸浮儲能，鈉液流、鈉離子等儲能系統，
所述鋰電儲能41通過鋰電雙向逆變44與鋰電控制開關47連接，所述鉛電儲能42通過鉛電雙向逆變45與鉛電控制開關48連接，
所述氫燃料儲能43通過氫燃料轉換系統46與氫燃料儲能控制開關49連接，該鋰電雙向逆變44、鉛電雙向逆變45和氫燃料轉換系統46用於保證市電給儲能系統4充電，同時儲能系統4向市電供電，
所述鋰電控制開關47、鉛電控制開關48和氫燃料儲能控制開關49分別與儲能控制開關8連接，該鋰電控制開關47、鉛電控制開關48和氫燃料儲能控制開關49用於保證市電給儲能系統4充電，同時儲能系統4向市電供電;
所述負載系統5包括日常照明負載51、重要設備負載52和用電尖峰時刻負載53等，也可以是工廠設備、開礦設備、家用電器等，所述日常照明負載51與日常照明負載開關54連接，
所述重要設備負載52與重要設備負載開關55連接，所述用電尖峰時刻負載53與用電尖峰時刻負載開關56連接，所述日常照明負載開關54、重要設備負載開關55和用電尖峰時刻負載開關56分別並聯連接在電纜總線1上。
工作原理：
( 1)正常工作狀態時：將總控開關6、負載控制開關7、日常照明負載開關54和重要設備負載開關55閉合保證給日常照明負載51供電重要設備負載52。
( 2)用電高峰和超負荷運行時：當用電尖峰時刻負載53啟用或負載超負荷運行，將儲能控制開關8、鋰電控制開關47、鉛電控制開關48和氫燃料儲能控制開關49閉合向負載系統5供電。
( 3)新能源發電工作時：將風力發電控制開關37、光伏發電控制開關38、生物質發電控制開關39閉合風力發電31，光伏發電32和生物質能源發電33，供給負載系統5，多餘電量儲存儲能系統4。
( 4)市電停電時：當市電總電源2無法供電時，啟動儲能系統4，將儲能控制開關8、鋰電控制開關47、鉛電控制開關48和氫燃料儲能控制開關49閉合向負載系統5供電。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。
本次為大家帶來的是一種微電網系統的發明專利，該發明的申請人與發明人是司紅磊。
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