[实用新型]一种微网能量管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微网，尤其是涉及一种微网能量管理系统。

背景技术

微网也称微电网，是智能电网的重要组成部分。现有技术中，微网可配合储能单元稳定自主地脱网运行，实现各分布式发电单元与负载、储能单元之间能量的优化调度和网络的经济运行。与传统的大容量火力发电相比，微网中存在分布式能源的波动性问题。为了较好的实现微网的稳定运行，除了作为不间断电源的储能要能满足负荷对电能容量的要求之外，还需要一定的储能容量以满足负荷调节。

目前，蓄电池储能技术是最成熟、商业普及最广的储能技术，在微网中的应用也最为广泛，如荷兰Continuon微网，希腊NTUA微网，日本Wakkanai微网等均是以蓄电池装置为主控单元的主从控制模式微网系统。

现阶段由于储能装置价格昂贵且维护成本高，如果储能装置的设计既满足了不间断电源的储能要求，又满足负荷调节要求，那么势必在微网中将采用大量的储能装置，这将使得微网系统建设成本过高，发电成本也没有优势，从而阻碍了微网的发展。

关于微网的研究成果非常丰富，如：2011年4月发表的合肥工业大学博士学位论文“微网系统的运行优化与能量管理研究”。该文指出：在微网系统中，分布式储能单元可用于平抑负荷波动、进行削峰填谷；与风力发电、光伏发电等可再生能源发电技术相配合，以稳定系统的功率输出，增强可再生能源发电系统的可调度性能；保证电能质量，提高用户侧可靠性；提供频率调节、瞬时响应备用、旋转备用等辅助服务功能；可通过参与电力市场，利用峰谷电价差异使储能系统拥有者获得一定的经济收益；与此同时可提高电网的输配电能力、延缓电网升级扩建、降低电网投资成本等。

该文同时指出：风力发电、光伏发电等可再生能源发电的大面积推广应用面临着能源供应的间歇性和不可预测性这一基本技术难点。储能技术对于处理这一问题，将发挥重要甚至是关键性的作用：可平抑可再生能源发电单元的短期随机波动（分秒级），平滑可再生能源发电单元的功率输出曲线，稳定系统频率；可平抑可再生能源发电单元的长期波动（小时级），以使可再生能源发电单元成为可调度型发电单元，增加其功率输出的稳定性；可缓解可再生能源发电的预测偏差所带来的影响，根据可再生能源发电的预测情况，储能配合辅助输出，可提高单元输出的可靠度，尤其在参与电力市场的情形下更为重要。

从该文可以得知，储能技术在微网的稳定运行至关重要。但如果一味的追求高性能的微网系统，需要在微网系统中设置大量的储能装置。而现阶段，由于储能装置价格昂贵，大量的储能装置势必会降低微网发电的性价比。

又如华北电力大学（北京）硕士学位论文“微网的经济运行研究”，根据该论文及论文中的图2－2可知，从燃料输入到能量终端用户，微网中主要的能量流有电能流和热能流。能量终端用户被分为四类：电力负荷如照明灯；供冷负荷就是利用余热来满足任何标准的压缩机制冷需要；热水和空间加热负荷就是利用余热发电机或者直接用天然气来满足需要。微网内热负荷是由热电联供的微电源来满足，它们产生的热量除了有少量废热外，其余的通过换热器后，一部分用来满足热负荷需求，另一部分储存在热储存器里。储存起来的热能在热负荷增加时释放出来供用户使用，期间会有一定比例的热量损耗掉。该文中的热水和空间加热负荷是利用余热发电机或者天然气来满足要求，并且该文仅给出了热水和空间加热负荷的来源。

又如刊于《电网技术》2009年第33卷第20期的“基于粒子群优化算法的含多种供能系统的微网经济运行分析”。该文给出微网中主要的能量流有电能流、热能流和天然气流，其流向为从燃料输入到能量终端用户。能量终端用户分为电力负荷、供冷负荷、热水和空间加热负荷、天然气负荷5类。但是，该文未给出热水和空间加热负荷的具体定义、来源以及使用方法。

再如高研的合肥工业大学硕士学位论文“基于CIM的分布式发电系统图形平台的研究”。该文给出微电网和大电网通过PCC进行能量交换，双方互为备用，从而提高了供电的可靠性。图6所示为由微型燃气轮机、风力发电、光伏发电、生物质能发电、燃料电池和储能装置构成的微电网系统，其中部分微电源接在热负荷附近，可以为当地用户供热，从而提高了能源的利用效率。该文中的热负荷热量的来源于燃料电池。