[发明专利]微网分布式新能源储能系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于城市楼宇、园区、社区等建筑上的微网分布式新能源储能系统。

背景技术

城市经济发展引发了一系列的社会问题，如人口增长、能源危机、环境污染、自然灾害等，其中城市用电短问题缺尤为严重。

城市用电问题具体表现在以下方面：城市用电紧张，大规模的停电和缺电，碳排放的居高不下；计划用电与发电不匹配，用电负荷时段不均匀，造成供需矛盾和资源浪费；新能源的应用比例低，例如风能、太阳能的入网比例低，而电网消纳更低，新能源的浪费严重。

当前的解决方案主要有四个：

一是建设火电站：投资大、能耗高、不可持续发展，造成新的污染和社会问题；一座1000MW火力发电站，建设成本约为35亿元，日耗水量约为10万吨；2010年全国火电厂共消耗约6000万吨标准煤。

二是建设抽水蓄能电站：对水资源及地势地形有很高要求；生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的负面影响；降水季节变化大的地区，少雨季节发电量少甚至停止发电；基础建设投资大，一次投入几十亿元以上，甚至需筑坝移民；建设周期长。

三是城市间电力调配：治标不治本，反而加剧用电矛盾，例如：2011年前三季度，广东用电紧张、贵州遭遇严重干旱和电煤短缺火电出力受限，云南省支持广东用电需求。前三季度云南送广东电量265亿千瓦时，同比增长17%；送广东最大电力达875万千瓦，同比增长14.7%。

四是在发电端建设大规模集中式新能源储能电站：解决新能源入网的问题，国家目前耗巨资进行示范性工程建设与研究，前景不明朗，该方法仍然高度依赖传统电网的输配电设施。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能源利用率高，投入成本低的微网分布式新能源储能系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

微网分布式新能源储能系统，由四个部分组成：分布式新能源发电系统、分布式储能平台、负荷节能系统、能源管理系统；

所述分布式新能源发电系统包括分布式电源、直流配电柜和光伏逆变器，所述分布式电源选用分布式太阳能光伏发电电源；分布式电源与直流配电柜相连，直流配电柜通过开关与光伏逆变器相连；

所述分布式电源包括有分布式太阳能发电电源、分布式风力发电电源和分布式燃气发电电源等。

所述分布式储能平台包括电池储能系统、双向储能逆变器；电池储能系统通过开关与双向储能逆变器相连，分布式新能源发电系统的直流配电柜通过开关与电池储能系统相连。

所述负荷节能系统包括馈能装置和动力负荷（如电梯等），所述动力负荷通过开关与馈能装置相连，馈能装置通过开关与分布式储能平台的电池储能系统相连；负荷节能系统还包括非重要负荷（空调等）、重要负荷（如应急照明灯等）。

所述能源管理系统包括市电监测模块、新能源监测模块、BMS监测模块、阶梯电价数据库和负荷监测模块，市电监测模块、新能源监测模块、BMS监测模块、阶梯电价数据库和负荷监测模块均与工作模式决策模块相连；新能源监测模块与分布式新能源发电系统相连，BMS监测模块与分布式储能平台相连，负荷监测模块与负荷节能系统相连。

市电监测模块，主要用于要监测市电的电压、电流、功率、功率因素等电能质量相关信息。新能源监测模块，主要监测新能源如太阳能阵列电压、电流、温度、气象数据等信息。BMS监测模块，主要监测分布式储能平台的电压、电流、温度、SOC（带电状态）、SOH（健康状态）等信息。阶梯电价数据库，存储当前的阶梯电价数据。负荷监测模块，主要监测负荷用电的电压、电流、功率等参数。

分布式新能源发电系统的光伏逆变器、分布式储能平台的双向储能逆变器分别通过不同的开关与交流配电柜相连，交流配电柜外接市电，交流配电柜通过开关与负荷节能系统的动力负荷相连，同时，交流配电柜也通过不同的开关分别与非重要负荷（空调等）、重要负荷（如应急照明灯等）相连。

所述工作模式决策模块决定的工作模式有：市电消峰填谷模式、新能源并网发电模式、平滑工作模式、新能源移峰模式、离网自治模式和能量回收模式。

定义某时刻间隙性新能源发电功率为P1，在此以太阳能光伏阵列发电为例来进行说明；定义同一时刻负荷节能系统中的负荷用电功率为P2；定义光伏逆变器额定功率为P3。