登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:本发明公开的一种智能直流微电网系统及控制方法,属于电力系统新能源发电领域。本发明公开的一种智能直流微电网系统,包括电源模块、负荷模块、储能模块、并网控制器、智能直流微电网连接功率电路、智能直流微电网通信总线、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块。本发明还公开用于上述的一种智能直流微电网系统的控制方法,以及用于上述的一种智能直流微电网系统实现即插即用的控制方法。本发明要解决的技术问题是实现充分发挥微电网分布式控制的优点,从而提高微电网可靠性,并改善微电网双向信息通讯能力和系统可扩展性。
申请人:北京理工大学
发明人:马中静 陆志成 段宏 邵云峰 杨楠 汪小娟
1 .一种智能直流微电网系统,其特征在于:包括电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网连接功率电路(5)、智能直流微电网通信总线(6)、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块(7);所述的电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网连接功率电路(5)、智能直流微电网通信总线(6)、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块(7)数量为一个及以上;
所述的电源模块(1)用于向智能直流微电网系统提供电能,包括分布式电源(11)及与其相连的最大功率跟踪器(12);所述的最大功率跟踪器(12)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块;
所述的负荷模块(2)包括负荷(21)、变换器(22),变换器(22)与负荷(21)相连;所述的变换器(22)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块;所述的负荷(21)指任选不可控负荷或可控负荷之一,所述的变换器(22)指任选DC/DC变换器或DC/AC变换器之一;
所述的储能模块(3)用于通过电能储存或释放调节智能直流微电网系统功率平衡,包括蓄电池(31)、超级电容(31)等储能装置和双向DC/DC变换器(32),双向DC/DC变换器(32)分别与蓄电池、超级电容等储能装置相连;所述的双向DC/DC变换器(32)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块;
所述的并网控制器(4)选用双向DC/AC控制器,用于调节直流微电网系统的功率平衡,并且用于智能直流微电网系统并网或孤岛运行状态的控制;所述的双向DC/AC控制器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块;
所述的智能直流微电网连接功率电路(5)用于智能直流微电网系统电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器(4)之间的连接,并用于智能直流微电网系统电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器(4)之间的电能传输;
所述智能直流微电网通信总线(6)用于电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网预测和优化控制模块和监控模块(7)之间的高速双向信息通信;
所述智能直流微电网预测和优化控制模块用于预测和优化电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3)运行状态;所述智能直流微电网预测和优化控制模块使用预测和优化算法得到实时控制指令和预测控制指令,并通过智能直流微电网通信总线(6)发送给电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3);所述监控模块(7)包括监控硬件和监控软件,硬件根据使用需求任意选择PC机或者服务器;软件包括智能直流微电网预测和优化控制模块算法和智能直流微电网系统监控人机交互软件平台。
2.如权利要求1所述的一种智能直流微电网系统,其特征在于:所述的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器和双向DC/DC变换器(32)均集成有电压电流感器模块、微控制器模块、故障处理模块,用于直流微电网电能质量控制、故障动作等暂态控制,充分发挥智能直流微电网系统分布式控制的优势,并且能够提高直流微电网可靠性;所述的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器和双向DC/DC变换器(32)均集成有CAN总线通信模块,集成的CAN总线通信模块通过直流微电网通信总线(6)相连接,能够改善智能直流微电网系统的双向信息通信能力和系统的扩展性;所述智能直流微电网预测和优化控制模块生成的优化指令包括实时指令和预测指令;通信正常时,智能直流微电网系统根据实时指令运行;当通信故障时,智能直流微电网系统能根据预测指令继续运行,改善传统直流微电网可靠性。
3.如权利要求1或2所述的一种智能直流微电网系统,其特征在于:所述CAN总线通信模块主动与监控模块(7)校对时钟,所有的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器(4)和双向DC/DC变换器(32)与监控模块保持时钟一致;同时CAN总线通信具有良好的双向通信能力、简单易扩展,有利于智能直流微电网系统的双向信息通信和系统的扩展。
4.如权利要求1或2所述的一种智能直流微电网系统,其特征在于:所述智能直流微电网预测和优化控制模块用于生成控制直流微电网潮流优化的预测优化指令和实时优化指令;所述潮流优化基于日用电价格最低的优化算法,达到用电价格最低的目的,或者优选基于智能直流微电网系统运行总损耗最小的优化算法,达到节约能源,提高能源利用率的目的。
5.如权利要求1或2所述的一种智能直流微电网系统,其特征在于:还包括过压保护装置、过流保护装置和短路保护装置。
6.用于权利要求1至5任意一项所述的一种智能直流微电网系统的控制方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤一:智能直流微电网预测和优化控制模块获取外部信息和智能直流微电网系统的电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器的模块运行实时信息;
步骤二:智能直流微电网预测和优化控制模块使用预测和优化控制算法生成预测优化指令和实时优化指令,并通过CAN总线通信模块下发给电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3);CAN总线通信具有良好的双向通信能力、简单易扩展,有利于智能直流微电网系统的双向信息通信和系统的扩展;
步骤三:检测智能直流微电网系统通信状态;智能直流微电网系统通信正常可用时,电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3)接受并执行实时控制指令,同时接收并存储预测控制指令;智能直流微电网系统通信异常时,电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3)提取已储存的预测控制指令,并按照预测控制指令运行,同时报警并等待通信恢复;智能直流微电网系统通信异常使用已储存的预测控制指令能够提高智能直流微电网系统的可靠性;
步骤四:电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器分别在实时控制指令的控制下独立运行,实现分布式控制的优点,能够提高智能直流微电网系统的可靠性;
步骤五:电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器自身集成的电压电流传感器测量得到模块运行实时信息,并传输给智能直流微电网预测和优化控制模块;
步骤六:重复上述步骤一到步骤五,使智能直流微电网系统实现持续可靠、高效和安全地运行。
7.如权利要求6所述的一种智能直流微电网系统的控制方法,其特征在于:所述的并网控制器不接受智能直流微电网预测和优化控制模块的控制信息而独立运行,用于补偿因为计算误差和外部扰动引起的功率不平衡,并用于智能直流微电网系统的并网运行状态或孤岛运行状态的控制。
8.如权利要求6所述的一种智能直流微电网系统实现的控制方法,其特征在于:所述的智能直流微电网预测和优化控制模块使用预测和优化控制算法优选基于日用电价格最低 的优化算法,达到用电价格最低的目的,或者优选基于智能直流微电网系统运行总损耗最小的优化算法,达到节约能源,提高能源利用率的目的。
9.如权利要求6所述的一种智能直流微电网系统的控制方法,其特征在于:所述的电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)具有即插即用(Plug-and-Play)功能。
10.如权利要求9所述的一种智能直流微电网系统的控制方法,其特征在于:实现即插即用(Plug-and-Play)的控制方法包括如下步骤,
步骤1:新接入的模块接入上述的智能直流微电网系统,包括功率电路的接入和通信电路的接入;
步骤2:控制器对CAN总线通信进行初始化,配置CAN总线通讯节点模块的地址,特征码信息;
步骤3:新接入的模块主动向监控模块(7)发送时钟校对请求,并下一周期接受监控模块(7)的时钟信息,完成与监控模块(7)的时钟校对,保持整个智能直流微电网系统时钟一致;
步骤4:新接入的模块向智能直流微电网预测和优化控制模块发送设备信息;
步骤5:新接入的模块进行功率电路初始化,完成故障继电器开关自检和电容预充电;
步骤6:基本初始化完成后,开始接受预测控制指令和实时控制指令;
步骤7:新接入的模块按照控制指令运行;
步骤8:重复步骤6和步骤7,新接入的设备进入正常运行状态。
技术领域
本发明属于电力系统新能源发电领域,微电网系统领域,特别涉及一种智能直流微电网系统及控制方法。
背景技术
微电网系统主要包括电源模块、负荷模块、储能模块和必要的通信与控制模块组成。微电网系统的发电单元多使用清洁的可再生能源,符合国家智能电网战略的要求,因此发展十分迅速。微电网与传统大电网相比,具有低电压、低成本、低污染、高效率的特点。并且微电网可以并网运行和孤岛运行,能够改善能源结构,提高能源利用率。同时相比于交流微电网而言,直流微电网具有结构简单,控制方便等优点,具有更大的发展潜力。
直流微电网是分布式电源模块及相关负荷模块、储能模块按照一定拓扑结构(如总线结构、环形母线结构等)组成的网络,但是目前的直流微电网多采用集中控制的方法,无法凸显直流微电网分布式的特点。并且集中式控制依赖于可靠的信息通信技术,但目前的直流微电网系统通信技术的可靠性不足以满足微电网长期稳定运行的需求。
国家智能电网战略同时要求实现高速的双向信息通信。目前大部分直流微电网平台多采用RS232或者RS485串行总线。RS232和RS485都有一些明显的缺点,包括通信距离短、总线利用率低、不易扩展等。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月18日,江西上饶经开区召开微电网及源网荷储项目调度会。上饶市副市长胡心田指出,微电网和源网荷储是构建新型电力系统的重要发展路径。结合开发区当前发展阶段和产业链发展实际,在需求侧和供给侧协调发力,加快供电改革,尽快满足工业生产电力缺口,适度超前扩大增配电网,促进分布式电力资源聚合
配电网覆盖城乡区域,连接千家万户,承担着广泛的政治责任、经济责任和社会责任。在市场和政策驱动下,分布式发电、电动汽车、新型储能迎来爆发式增长,配电网在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面面临的挑战日益显著,其物理形态、数智形态、商业形态正发生深刻变革。在推进中国式现代化、建
4月17日,福建福鼎市对支持海岛振兴的十条措施征集意见。其中明确,到2025年,有必要的海岛都建成一张风光储充微电网,提升海岛供电能力和供电可靠性。意见稿中还指出,实施海岛电网巩固提升工程,加快主干电网、岛屿电网改建进度,重点推进“台山岛源网荷储零碳岛示范”和海域“海上电动船舶充电网络
4月17日,陕西省第一批工业领域碳达峰试点项目名单公布(陕工信发〔2024〕104号),其中包含多个电力项目,涉及微电网、储能、光伏、氢能、核电等方面。工业绿色微电网试点方向含三个,分别是西咸新区产发绿能科技有限公司泾河新城第二批分布式光伏发电项目、清安优能科技发展(榆林)有限公司氢赋能零
日前,陕西省确定了第一批32个工业领域碳达峰试点项目(企业)。在这批名单中,包含工业绿色微电网试点项目,分别是西咸新区产发绿能科技有限公司泾河新城第二批分布式光伏发电项目、西电宝鸡电气有限公司多能互补微网系统解决方案及示范工程应用项目等项目。此外,还包括其他方向的试点项目:陕西秦龙
4月17日,福建福鼎市对支持海岛振兴的十条措施征集意见,其中明确,到2025年,有必要的海岛都建成一张风光储充微电网,提升海岛供电能力和供电可靠性。意见稿中还指出,实施海岛电网巩固提升工程,加快主干电网、岛屿电网改建进度,重点推进“台山岛源网荷储零碳岛示范”和海域“海上电动船舶充电网络
近日,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,提出要“打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统”,引起电力行业广泛关注。配电网如何加快柔性化、智能化、数字化转型,增强对新能源的接纳和调控能力,促进新质生产力的发展,是未来的重
4月16日,2024年广东省应用场景机会清单发布,此次发布的清单项目超过75%的应用场景拟基于人工智能技术建设,其中,对生成式人工智能、自然语言处理、人工智能大模型等前沿AI技术的应用需求大幅增长。其中包括广汽埃安智能微电网;福田区委大院“光储超充、车网互动”一体化停车场;中国能建广东院智慧
近日,重庆市人民政府办公厅印发了《重庆市新能源汽车便捷超充行动计划(2024—2025年)》(渝府办发〔2024〕29号,以下简称《行动计划》)。基本原则:以“政府引导、市场主导、智能便捷、适度超前、数智赋能、强化支撑、创新融合,安全高效”为原则,构建以超充为主体、新能源汽车与电网融合互动的高
今年《政府工作报告》提出,推动分布式能源开发利用。这是“分布式能源”首次被写入《政府工作报告》。在我国新型能源体系建设过程中,分布式能源将迎来重大发展机遇,也亟待解决行业发展存在的关键问题,完善分布式能源发展的市场环境。一、发展分布式能源,积极培育新质生产力(一)持续更新的分布式
4月14日,广东惠州良井镇发布关于推动分布式能源开发利用的建议。其中指出,进一步加大对分布式能源的政策扶持力度,包括提供税收优惠、资金支持等措施,降低分布式能源项目的建设和运营成本,提高其市场竞争力。建议中还指出,进一步完善分布式能源的市场机制和体制建设,包括优化并网政策、电价政策
近日,内蒙古呼和浩特市大唐呼和浩特铝电公司厂内分布式光伏发电项目首批子阵1.39兆瓦成功投运发电,这是内蒙古首例光伏发电通过直流微电网供给电解铝生产项目。据悉,项目利用厂内空地、建筑屋顶及停车场等区域进行建设,总占地面积达23.07万平方米,总装机容量14.72兆瓦,采用全部“自发自用”的运行
“光储直柔”智能直流微电网技术技术路线图01产品简介“光储直柔”智能直流微电网技术聚合光伏、风机等绿电供应,直流户储及空调、照明、充电桩等可调负荷,协同上级能量控制平台及微网能量控制器,具有微电网平滑并/离网切换,微网系统黑启动等功能。通过直流微电网技术的实施,实现分布式电源灵活、
2023年12月27日,山东省世界级港口群建设三年行动推进会暨全国产全自主自动化码头投产运营活动在山东港口青岛港自动化码头举行。全国首个全国产全自主自动化集装箱码头——山东港口青岛港自动化码头(三期)投产运营,标志着我国在自动化码头研发建设领域实现全新突破,拥有了完全自主可控的整套解决方
12月7日,安徽省人民政府发布安徽省碳达峰实施方案的通知,通知指出,加快建设新型电力系统。发展以消纳新能源为主的微电网、局域网、直流配电网,实现与大电网兼容互补,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,完成国家下达的可再生能源电力消纳责任权重。优化源网荷储配置方案,通过虚拟电厂等一体
摘要:在孤岛直流微电网中,需要采用储能系统(energystoragesystem,ESS)来维持发电和负载消耗之间的功率平衡。为了避免分布式储能单元(distributedenergystorageunits,DESU)的过度充放电,针对不同容量的分布式储能单元设计了基于自适应虚拟阻抗的荷电状态(stateofcharge,SOC)均衡策略。同时,
6月8日上午,福建厦门供电公司鼓浪屿供电所员工来到鼓浪屿岛东侧大德记直流智慧生活体验馆,检查直流供电设备的运行状况。这里曾是鼓浪屿岛上最早的开关站。这座传统闽南红砖风格的建筑如今是福建首个“光储直柔”低碳建筑,于5月30日启用,是厦门投运的首个新型电力系统示范项目。2021年以来,国网福
5月19日,浙江省人民政府办公厅关于印发浙江省能源发展“十四五”规划的通知,通知指出,加快电网设施建设升级。构建网架坚强、分区清晰的主干电网,建设智慧高效、泛在互联的配电网,推动建设以新能源为主的微电网、局域网、直流配电网。结合外电入浙±800千伏特高压直流输电工程进度,推进特高压交流
6月3日,宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程可行性研究报告正式得到浙江省电力有限公司批复,这项示范工程正式启动,目前已进入初设阶段,计划2022年6月投运。
编者按:为实现碳达峰、碳中和目标,高比例新能源将接入新一代电力系统,并送往千家万户,以提高绿电占终端能源消费的比重,同时,为实现人民对美好生活的向往,更多新型用能场景涌现,电动汽车等大量灵活负荷将接入用户侧,配电网将扮演重要角色,转型升级成为必然。而且,随着我国深入推进包括增量配
楼顶上整齐地分布着两排湛蓝色的光伏板,楼下窗台边整齐摆放着两组回收利用的汽车动力锂离子电池组和两个氢气瓶,书房兼实验室里还安装有各种直流家电和一个低压转换站……近日,记者慕名来到上海电力大学太阳能研究所名誉所长、中国可再生能源学会理事赵春江的二层小楼里,感受这座私人住所如何演绎成
摘要:本发明适用于电网规划技术领域,提供了一种多单元多母线直流微电网架构及分区分层智能控制系统,所述架构包括:第一大电网单元、第二大电网单元、混合储能单元、风储供电单元、光储供电单元、断路器单元、公共双直流母线单元和本地直流微电网单元,上述各个单元通过各自对应的两个刀闸分别与第一
4月10日获悉,国能(泉州)热电有限公司一期供热科技项目重点研究成果《一种汽汽换热器自动暖投系统》荣获国家知识产权局授权。该公司一期供热科技项目以高参数工业供热为研究对象,从基础理论、相关技术、关键设备、智能供热及工程实践等多个角度进行深入研究,首次将蒸汽再热能级匹配技术应用于高参
近日,聊城热电厂自主研发的“一种电线连接装置的固定结构及其对接结构”获得国家知识产权局发明专利授权。该发明通过固定组件将电线进行双层固定,经由对接机构和插销组件实现电线多角度连接,解决了传统连接引起的接触不良或漏电等问题,提高了生产现场测量系统的稳定性。
2月20日,沁北电厂与股份公司、西安热工院联合申请的“一种烟气多点等量混合二级引射快速采样装置的采样方法”发明专利获得国家知识产权局授权。该项目采用多点等量,经扰动混合的自引射快速采样测量的方式,较好解决脱硝系统采样延迟不准的问题,提高脱硝系统喷氨自动的投入率,降低氨逃逸率,具备较
1月25日,河南分公司沁北电厂自主完成的一项发明专利《燃煤机组脱硝全负荷投运控制方法》获得国家知识产权局授权。该专利通过减少机组启动过程中尾部烟道烟气的换热量,提高给水温度等方式,加快烟气的温升速率,进一步扩展脱硝反应器投运条件,实现燃煤机组脱硝系统从机组启动到带满负荷的全过程投运
12月8日,江西分公司瑞金电厂自主申报的“一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置”“一种基于智能控制的汽动给水泵密封水控制方法和装置”“一种防潮冷却电气控制柜”“风机主轴防倒转固定装置”四项发明专利获得国家知识产权局授权。该批专利应用于燃煤电厂集控运行专业,有效提高了机组安全
11月23日,重庆分公司珞璜电厂自主研发的“一种亚临界燃煤锅炉全负荷脱硝系统”获得国家知识产权局发明专利授权。该专利为国内首创将吹灰汽源引入高温加热器加热给水的方式,提高脱硝装置入口烟温,使机组并网前就能投入脱硝系统,是当前实现全负荷脱硝系统最简单、投入最少的方法。
北极星储能网获悉,根据企查查数据显示,宁德时代新获得一项发明专利授权,专利名为“调节系统及其储能系统、调节方法”,专利申请号为CN202210654627.3,发明人为吴凯,陈新伟,授权日为2023年11月24日。专利摘要中指出,本申请公开了一种调节系统及其储能系统、调节方法,调节系统包括第一功率变换器
据国家知识产权局公告,河南森源电气股份有限公司取得一项名为“开关柜及其柜体“,授权公告号CN108574209B,申请日期为2018年6月。专利摘要显示,本发明涉及开关柜领域,特别涉及开关柜及其柜体。开关柜包括柜体和设置在柜体内的电器设备,柜体包括骨架和固定在骨架上的侧面封板,侧面封板包括板体和
11月20日,从国家知识产权局获悉,由中国石油西南油气田公司申报的《一种管道内腐蚀评价位置的确定方法》和《一种用于气体报警仪检定的装置》两项发明专利获得授权。《一种管道内腐蚀评价位置的确定方法》(17SG1F3503)能准确地确定管道中需要进行内腐蚀评价的位置,可为管道整体内腐蚀评价提供可靠的
11月15日,华北分公司北京热电厂自主研发的“一种凝汽器应急补水系统”获得国家知识产权局发明专利授权。该项专利充分利用现有的精处理储水装置,经系统优化后可作为凝汽器应急补水水源,能在长距离补水管道发生故障时保证凝汽器补水不中断,提高了联合循环机组设备运行的可靠性和稳定性。
11月11日,甘肃公司靖远热电厂“一种火电企业低碳调度寻优方法及系统”发明专利成果获得国家知识产权局授权,实现发明专利“零”突破。该项发明成果针对目前火电企业存在的“碳迹”感知、呈现能力不足,运行领域内“碳迹”计量能力不足,碳痕迹缺失、碳评价指标空白、碳追溯手段缺乏等情况,有针对性地
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!