[发明专利]一种适用于单相微电网电能优化的子网结构及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网系统，特别涉及一种可供上级微电网调度的、可优化自身用电成本的单相微电网子网结构及控制方法。

背景技术

微电网是智能配电网重要的组成部分，微电网集成了微电源、分布式储能、弹性负荷等微资源，构成电能发配用自治系统。然而，由于风力发电、光伏发电等可再生电源的高度随机性，传统负荷、燃料电池等清洁电源的不确定性，以及弹性负荷的可控可调，使得微电网成为公共电网中的不确定负载，对公共电网的稳定与优化带来巨大的冲击。

目前的微电网研究一般以微电网用电成本作为优化目标，只考虑微电网自身的性能，缺少与公共电网的交互，使得微电网对于公共电网而言仍是不确定的。

目前的微电网控制技术均以一个区域的三相用电为背景前提，缺少单相的微电网优化控制方法。

目前的微电网控制技术均把微电网划分为并网及孤网两种状态，设置有并网开关。这需要对已铺设好电力线路的用户进行电力线路的升级改造，降低了用户的参与积极性。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种适用于单相微电网电能优化的子网结构及控制方法，利用弹性负荷、储能设备、微电源进行功率互补，实现微电网子网用电功率的分时恒定，以满足上级微电网对子网的调度要求，同时以实时电价、燃料价格等为依据，实现子网用电成本的优化。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种适用于单相微电网电能优化的子网结构及控制方法，其子网结构包括传统负荷、弹性负荷、蓄电池等储能设备、双向逆变器、光伏电池等微电源、子网电能优化控制器、直流线路。其特征在于：所述单相微电网子网的用电功率在子网电能优化控制器的控制下可实现分时恒定，同时实现子网用电成本的优化。

所述的微电网子网结构及控制方法，通过控制双向逆变器输出功率，以及对弹性负荷的调节，控制子网的用电功率。

所述的微电网子网结构及控制方法，子网电能优化控制器可根据上级微电网对子网的调度要求，通过控制子网的用电功率，实现子网用电功率的分时恒定。

所述的微电网子网结构及控制方法，无需子网并网的物理开关，子网电能优化控制器通过控制子网的用电功率大小，实现子网的三种状态，即微电网向子网供电状态、子网向微电网馈电状态、子网孤网状态。

所述的微电网子网结构及控制方法，双向逆变器、微电源、储能设备通过直流线路相连接，通过控制双向逆变器输出功率和微电源输出功率，控制储能设备充放电功率。

所述的微电网子网结构及控制方法，根据实时电价、燃料成本、储能设备剩余电量，通过调节弹性负荷，以及控制双向逆变器输出功率、微电源输出功率，实现子网用电成本的优化。

所述的微电网子网结构及控制方法，微电源可根据子网用电成本优化情况而自由增加或删减；

所述的微电网子网结构及控制方法，子网电能优化控制器可通过通信网络与上级微电网调度系统进行连接。

本发明的优点和积极效果是：

本发明提供了一种适用于单相微电网电能优化的子网结构及控制方法，将多种类型的微电源、储能设备等统一连接到双向逆变器上，并与负荷相并联，构成输出功率分时恒定的微电网子网系统，大幅简化上级微电网的调度优化难度，提高微电网的稳定性；同时微电网子网通过内部调节，实现子网用电成本的优化。本发明无需对现有电力线路进行升级改造，微电源可自由增减，有利于微电网的组网设计、控制、维护扩容。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的单相微电网子网结构及控制方法示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施例的单相微电网子网结构及控制方法示意图，包括传统负荷、弹性负荷、储能设备、双向逆变器、微电源、子网电能优化控制器、直流线路；所述双向逆变器、微电源、储能设备通过直流线路相连接，微电源及储能设备可根据实际自由增减；所述双向逆变器与负荷直接并联。

所述子网电能优化控制器通过通信网络与上级微电网调度系统连接，接收弹性负荷的用电功率及运行时间的申请；通过功率采样电路检测传统负荷用电功率；通过内部算法计算出储能设备剩余电量，以及风力发电机、光伏电池等微电源的最大发电功率。