[发明专利]一种微电网供电及监控方法

说明书

所属技术领域

本发明涉一种微电网供电及监控方法。 

背景技术

随着全球性能源危机的不断加大，低碳、清洁的可再生能源已经成为研究热点，目前世界各国均开展了含可再生能源的微电网研究项目。微电网是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。 

大量的风/光分布式发电以微电网的形式作为一个双向可调度单元从低压配电网接入，形成多个微电网组成的微网群或主动型配电网。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。 

因此，要保证微电网安全、可靠、经济地运行，实现微电网的推广和应用，就需要对微电网供电管理问题进行研究。与负荷被动参与电网运行的传统电网供电管理相比，微电网的供电管理更期望用户负荷主动参与电网的运行，实现对对电能的积极消费。但随着智能用户数量的增加，用户时变的用电数量和随机的用电时间将给负荷端的能量分配带来扰动。另一方面，微电网的供电端引入了大量可再生、节能环保的新能源，新能源的随机性也给微电网的供电管理带来了扰动的影响。 

微电网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网和小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。在主电网正常状态下，微电网需要长期稳定运行；在大电网故障时，微电网必须快速脱离主电网，进入并保持于孤岛运行，待大电网故障排除后重新自动并网运行；当微电网出现故障点时，同样需要快速切除微电网。由于微电网中的一些分布式电源，如风力发电和太阳能发电，受外界气候条件影响很大，频率时常波动导致采样的误差，因此，如何稳定、可靠地实施微电网并网是目前迫切需要解决的问题。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种微电网供电及监控方法，该监控方法可以预测微电网的光伏模块、风电模块的发电功率，预测负载的变化情况，并基于实时检测的蓄电池模块的储能情况和实时获取的大电网的运行情况，来制定供电策略，使得微电网处于安全、经济、令用户满意的运行状态之下。 

为了实现上述目的，本发明提供一种微电网供电及监控方法，该方法基于如下监控系统来实现，该监控系统包括： 

光伏发电监控模块，用于实时监控微电网中的光伏发电模块，并对光伏发电模块的发电功率进行预测； 

风电监控模块，用于实时监控风电网中的风电模块，并对风电模块的发电功率进行预测； 

蓄电池监控模块，用于实时监控微电网中的蓄电池模块； 

负载监控模块，用于实时监控微电网中的负载，并对负载的功率变化情况进行预测； 

大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息； 

断路器，用于连接或隔离微电网与大电网； 

并网监控模块，用于控制断路器连接或隔离微电网和大电网； 

中控模块，用于确定微电网的供电策略，并向上述各模块发出指令，以执行该供电策略； 

总线模块，用于该监控系统的各个模块的通信联络； 

该监控方法包括如下步骤： 

(1)光伏发电监控模块、风电监控模块实时获取微电网中光伏发电模块和风电模块的运行数据，并存储数据，负载监控模块实时获取负载的负荷变化情况； 

(2)根据现有微电网中光伏发电模块和风电模块的运行数据，对未来预定时刻内的微电网中的输出功率进行预测，根据现有微电网中的负载的负荷变化情况，对负载的负荷需求进行预测； 

(3)实时检测获取蓄电池模块的储能充放容量，以及大电网的调度信息； 

(4)以大电网的调度信息、当前蓄电池储能的充放容量、未来微电网中的输出功率以及对未来负荷需求的变化作为约束条件，建立微电网供电管理的目标函数； 

(5)对上述供电管理目标函数进行优化，确定供电策略； 

(6)执行上述供电策略。 

优选的，在步骤(5)，上述供电管理的目标函数按照如下步骤优化：利用基于混合整数二次规划带约束的预测控制优化算法，以微电网可控输出功率、蓄电池储能充放电量和充放电时间、对负载负荷需求为操作变量，以储能设备最优容量为设定值，以微电网的能量供求误差最低作为目标，在满足微电网可控输出功率、蓄电池储能的充放电和容量物理约束条件下，调整微电网可控输出功率、储能充放电量和充放电时间、以及对负载负荷需求的调节作用，以达到微电网最小的目标函数值。