專利名稱：微電網能量智能控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統，特別涉及一種包含多種分布式電源的微型供用電系統。
技術背景2003年8月北美大停電事故之后，歐美等國家深刻意識到電力系統可靠性的重要性。一 種將發電機、負荷、儲能裝置及控制裝置等結合、形成一個單一可控的單元、同時向用戶供 給電能和熱能的微電網技術應運而生。微電網中的電源多為微電源，亦即含有電力電子界面 的小型機組(一般小于100kW)，包括微型燃氣輪機、燃料電池、太陽能發電裝置、風力發 電機、生物質能發電裝置以及超級電容、飛輪電池、蓄電池等儲能裝置，這些發電裝置通過 電力電子裝置相互連接來完成微電網系統所需要的功能。它們接在用戶側，具有低成本、低 電壓、低污染等特點。系統容量為20kW 10麗；網內的用戶配電電壓等級為380V，或者包括 10.5kV (如與外部電網進行能量交換，電壓等級由微電網的具體應用等情況而定)。除了歐美國家，日本近年來也對微電網的研究十分重視，例如在2005年的愛知縣世博會 上，三菱公司展示了以燃料電池為主的供能系統，采用自主負載跟隨控制來減小對電網的影 響，系統采用了燃料電池、太陽能發電、NaS蓄電池等先進能源技術，使用木材和廢棄物來 生產燃料電池的氣體燃料，燃料電池產生的熱能用于建筑物的空調系統，試驗證明這種能源 系統是一種十分環保的供電、供熱系統。日本京都的生態能源項目，采用生物燃氣發動機、 溶解碳酸燃料電池、太陽能發電、風力發電、蓄電池等構成微電網系統，和公用電網連接， 通過系統內部各單元之間的調度控制，來盡量降低并網時對電力系統的影響，使用以生物燃 氣為燃料的發動機和燃料電池發電向建筑物提供電能，此項目總的裝機容量達到850kW。 2006年7月日本清水公司建成了以燃氣發動機、鎳氫電池和電氣雙層電容器等裝置構成的微 電網系統，采用遠程控制對斷路器等開關進行操作，在并網連接點進行恒功率控制，系統獨 立運行時進行電壓和頻率的穩定化控制。綜合世界各國微電網的研究成果，微電網具有如下特征1)微電網通常是指在負荷中心附近包含了一種或多種分布式微型電源的配電網，包括 但不限于微型燃氣輪機、燃料電池、太陽能發電裝置、風力發電機、生物質能發電裝置以及 超級電容、飛輪電池、蓄電池等儲能裝置。微電網可與大電網連接，也可以獨立運行(比如 海島、沙漠等特殊地理環境下構建的微電網)。2) 微電網中包含了兩個網絡。 一個由母線、輸電線路、刀閘、開關、電源、負荷、供 熱管線、熱源等構成，是能量的產生、傳輸與消費網絡。另一個是微電網控制系統與多個微 型能量源、負荷、開關、線路、管線等被控對象之間的、依靠MODBUS或現場總線等協議或以 太網(但不僅限于上述協議，既可以是有線的，也可以是無線的)所構建的信息傳輸網絡。 微電網控制系統是微電網的核心，對微電網的狀態進行監控，并根據實際情況依照預先制定 的控制策略自動實現整體運行的實時控制，是微電網系統確保安全、可靠運行的前提。3) 微電網中包含了一個或多個電力負荷。按照電力負荷的重要程度和對供電可靠性的 要求不同，這類負荷可以分為一類負荷、二類負荷和三類負荷，重要程度依次遞減。微電網 中也可以包含熱負荷和供熱管線。4) 微電網可以對用戶冷、熱、電聯供，也可以僅提供電能。5) 微電網中還包括母線、開關、刀閘、輸電線路、繼電保護裝置、電能表等用于電能 量傳輸、計量和確保配電網安全運行的裝置和單元。開關、刀閘、繼電保護裝置等與控制系 統結合，成為整個微電網能量智能管理的執行單元的一部分。微電網控制系統是微電網的核心，它對微電網整個系統的運行狀態進行監控，并根據實 際情況依照預先制定的控制策略對微電網的運行進行管理。關于微電網控制技術方面的專利 請參見中國專利CN101207284A和CN1964152A。上述兩個專利均以微電網的能量管理系統為核心，雖然提出了一些控制方法，但都忽略 了一個重要問題——對負荷的能量消耗、儲能單元的能量水平和儲能能力、系統供能水平( 各類發電單元)的預測，也沒有考慮到儲能單元的可控性在提高微電網可靠性、電能質量方 面的特殊作用。對于微電網這樣一個復雜的分布式系統，如果沒有預測的話，其控制是比較 困難的。同時，這兩個專利也沒有明確提及危險情況的自動預警和緊急控制。發明內容本發明所要解決的技術問題，就是提供一種能夠利用預測信息對微電網進行控制的智能 能量控制系統。本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，微電網能量智能控制系統，包括微電網 系統和控制系統；所述微電網系統包括電源單元、儲能單元和負荷單元；所述控制系統包括 信息采集系統和中央處理單元；其特征在于，所述中央處理單元包括負荷預測模塊應用包括但不限于專家系統、模糊邏輯技術、人工神經網絡、時間序列 法對微電網中的大容量負荷進行超短期消耗電能預測；微電網在線狀態估計模塊根據信息采集單元的實測數據，對微電網中各單元的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、工作狀態進行估計；間歇式電源能量預測、儲能單元能量預測模塊這一部分將根據氣象信息和信息采集單 元采集的儲能單元的狀態信息，對微電網的能量轉換與儲存能力進行分析；微電網系統分析模塊在狀態估計的基礎上，進行微電網的故障分析、穩定性分析、電 能質量分析和經濟性分析，保證整個系統安全、穩定、經濟運行；微電網多目標優化運行和綜合協調控制模塊根據微電網不同的運行方式和控制要求， 在微電網狀態估計與系統分析基礎上，分析微電網系統不同運行模式下間歇式電源與儲能單 元控制策略、系統性能指標三者之間的關系，按照預先制定的控制目標對各單元給出具體的 量化指令；對整個微電網內部的各單元進行聯合最優控制，實現微電網的閉環運行；所述信息采集系統包括電源單元信息采集模塊用于檢測各種電源的電壓、電流、有功功率、無功功率、系統 頻率以及工作狀態，并向中央處理單元傳遞信息；儲能單元信息采集模塊用于檢測儲能單元中蓄電池、超級電容、飛輪電池的參數以及 工作狀態，并向中央處理單元傳遞信息；負荷單元信息采集模塊用于檢測負荷單元中各種負荷的輸出功率、電能消耗參數，并 向中央處理單元傳遞信息；進一步的，所述中央處理單元還包括分布式靈活儲能控制模塊，用于在系統分析的基礎 上，根據系統儲能單元運行特性的差異和當前狀態及其對系統的影響，以及未來一段時間負 荷預測和間歇式電源輸出功率預測的數據，按照協調運行的原則，確定由何種儲能單元進行 動態地儲能和釋放能量的技術，實現系統最優的能量匹配；具體的，所述大容量負荷是指消耗功率》微電網容量5 %的負荷；具體的，所述超短期消耗電能預測是指5分鐘到1個小時的時間內消耗電能預測；具體的，所述間歇式電源包括但不限于風力發電裝置、太陽能發電裝置以及小型水力發電裝置；進一步的，所述中央處理單元還包括緊急控制單元，用于處理整個微電網的緊急故障進一步的，所述微電網系統和控制系統構成一個自治系統，既可以獨立運行，也可以通 過控制系統的計算機進行人機交互，在人工干預下運行。本發明的有益效果是，提出了微電網預測控制的方法，進一步完善了微電網的控制功能 ，更容易實現結構復雜系統的分布式控制，提高了微電網的控制精度和有效性。


圖l是微電網結構示意圖； 圖2是控制系統工作原理示意圖；圖3是微電網多目標優化運行和綜合協調控制流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例，詳細描述本發明的技術方案。本發明的微電網能量智能控制系統是微電網正常運行的控制中樞。它以MODBUS或其他通 訊協議連接微電網中的發電、儲能、供熱、負荷、輸電線路、繼電保護裝置、開關刀閘等各 單元的監控部分，并且可以與大電網的能量管理系統(EMS)之間交換信息，實現對微電網 運行的狀態監控和自動多目標綜合最優運行。控制系統刷新的時間在秒級左右。實施例整個微電網系統結構如圖l所示，圖中僅畫出了與電能有關的部分。本例的控制系統工 作原理見圖2。要對圖l所示的復雜系統進行有效控制，本發明的控制系統除了常規系統的一些控制控 功能外，增加了各個單元的預測控制等功能，本例的控制系統可以分為信息采集單元、通信 網絡和中央處理單元等部分，各部分所對應的功能模塊及工作原理如下信息采集單元一般情況下，采集的信息包括微電網中各單元的狀態檢測信息、大電網能量管理系統傳 來的數據以及氣象信息。后面兩個信息源主要用于微電網的負荷預測和受氣象因素影響較大 的發電裝置的預測。如果微電網系統中的監測裝置能夠實時檢測微電網與大電網相聯節點的 電參數信息，并且微電網與大電網之間的能量交換不大(對微電網的運行沒有大的影響)的情況下，可以不需來自大電網EMS的數據。另外，如果微電網中的負荷對于氣象不敏感，并 且其中不包含太陽能等受氣象因素影響較大的電源，則也無需氣象信息輸入。因此，信息采 集系統可以只包含微電網中各單元的狀態檢測信息。這里微電網的各單元包電源電單元、儲能單元、開關刀閘、繼電保護裝置、負荷單元、 交直流整流器或逆變器、輸電線路以及微電網中其他的各類監控裝置。對這些單元、裝置， 信息采集系統中的傳感器檢測的電壓、電流、有功功率、無功功率、系統頻率等信息以及各 單元狀態(比如開關閉合或斷開，電源單元輸出的有功功率，與外界交換的無功功率，負荷 的功率因素等)信息，然后通過通信網絡將這些數據傳入控制系統，參見圖l。通信網絡主要負責將信息采集單元中的信息傳入控制系統，同時將控制系統的控制指令發往各被控單元，并且有關的信息顯示在人機交互界面上，也可以支持遠程Web瀏覽。信息傳輸的通訊協議包括但不限于MODBUS、現場總線、以太網等協議。在實現方式上，既可以是有線的，也可以是無線的，既可以利用光纖通訊，也可以是微波通訊或電力線載波等其他通訊方式。 中央處理單元微電網控制系統的中央處理單元通過信息傳輸單元接收來自各單元的檢測信息，然后其 中的計算機控制軟件將根據這些信息進行分析和控制。中央處理單元具體的功能模塊包括(1) 負荷預測模塊對中央處理單元提供5分鐘到1個小時的負荷預測數據。微電網的特點在于利用可再生能源并對各類負荷提供有針對性的能量服務。由于風能、太陽能等可再 生能源輸出功率受氣象條件影響較大，因此在微電網運行過程中，必須格外重視負荷的超短 期預測，以便及早采取控制措施，確保供電的可靠性。對于一個微電網而言，通常情況下，其中負荷的數量和用電特性往往是可以預知的，比 如微電網中的負荷可以分為城市民用負荷、商業負荷、農村負荷、工業負荷及其他負荷(其 他負荷包括市政用電、公用事業、政府辦公、鐵路與電車、軍用等)。這些不同性質的負荷 接在微電網中的不同母線上，各自有著不同的用電特性。在負荷預測的時候，可以根據這些 負荷的特性(如對天氣溫度和時間的敏感性等)，各自選用適合的負荷預測方法或不同方法 的組合(如人工神經網絡、時間序列、模糊邏輯和專家系統、小波分析等)，對每一個微電 網母線上的負荷進行預測，并且對預測的結果和實際母線上的負荷進行對比分析，在線調整 負荷預測工具的某些系數，從而得到適合某種母線上負荷特性的負荷預測工具。同時，對于 實際的母線負荷結果，也應結合當時的氣象條件、節假日因素、負荷行業特性等對其進行歸 類存入數據庫。這樣，在以后負荷預測的時候，碰到類似氣象、節假日的時候，可以把這些 實測數據作為歷史數據參與預測。一般的微電網，其控制系統通常所控制的微電網負荷數量在數百個以下(通常為幾十個負荷)，這使得某個大、中容量的負荷(如消耗功率》微電網容量5%的負荷)，其消耗功 率的變化，往往會對整個微電網具有較顯著的影響(尤其是在微電網獨立運行的時候)。同 時這些負荷的特性(如屬于哪個行業、用電特性等)往往能夠提前知曉。因此和大電網相比 ，微電網控制中心在對負荷建模的時候，可以針對負荷的特性在線調整負荷預測工具及其參數。(2) 微電網在線狀態估計模塊系統狀態是微電網管理和運行控制的基礎，系統分析 是微電網運行控制的前提。由于微電網系統中間歇式電源及儲能單元的工作特性，以及整個8系統運行方式的復雜性，現有電力系統的分析理論與方法不能直接應用于微電網的狀態估計 和系統分析。考慮到間歇式電源輸出功率的隨機波動性以及分布式儲能單元的影響，這里需 要采用基于隨機潮流的狀態估計技術。與大電網的EMS不同的是，微電網的EMS需要幾秒鐘刷 新，因此，這也對于系統的通訊網絡和計算提出了更高的要求。間歇式電源能量預測、儲能單元能量預測模塊這一部分將根據氣象信息和信息采集系 統傳輸回來的儲能單元的狀態信息，對微電網的能量轉換與儲存能力進行分析，以便于進行 供電的可靠性分析和分布式靈活儲能技術的實現。微電網中的間歇式電源， 一般包括風力發 電裝置、太陽能發電裝置、小型水力發電裝置、潮汐發電裝置等。考慮到微電網中電源的容量通常都比較小，并且來自不同的生產廠家，而且微電網的應 用環境多變(比如海島、沙漠、居民社區等，因此微電網控制系統所面對的應用對象也是多 變的)，因此在微電網的能量預測方面，通常不去建立精確的數學模型，而考慮采用實測的 歷史數據、結合天氣預報數據與電源輸出功率的關系，應用統計方法進行預測。通常所用的 預測方法有人工神經網絡方法(artificial neural networks, ANN)、專家系統法( experts systems, ES)、 禾口支持向量機(support vector machines, SVM)等。對于蓄電池、飛輪電池、超級電容等儲能單元，其中儲存的能量和可以釋放(含存儲) 出來的能量，則主要依靠廠家提供的設備特性曲線或由微電網控制中心事先測定的設備特性 曲線進行儲能狀態的預測和可釋放(含存儲)能量的預測。通常，這些特性曲線考慮了氣象 信息變化、設備運行總時間、能量輸出變化的速率、設備效率等因素的影響。(3)微電網系統分析模塊與大電網類似，微電網可以在狀態估計的基礎上，進行微 電網的故障分析、穩定性分析、電能質量分析和經濟性分析。故障分析是微電網在當前運行狀態下，在失去(或投入)任一間歇式電源或儲能裝置或 或負荷之后，分析穩態情況下系統過電壓、過電流等狀態，確保系統運行安全和供電可靠。 如果上述情況發生的時候，系統將會出現安全問題，則可以采取諸如調整系統運行方式、釋 放/增加儲能單元中的能量、切掉某些不重要負荷的能量等措施改變系統的運行方式，確保 系統的運行安全。微電網中的負荷多為中小負荷，其投、切可能并不由控制中心下發控制命 令，因此與大電網類似，微電網在調度過程中需要滿足N—1原則，也就是電力系統N—l分析 。即正常運行方式下的電力系統中任一裝置(如線路、發電機、變壓器、負荷等)無故障或 因故障斷開(這些斷開的線路、變壓器、發電機、負荷等即為預想故障集)，電力系統應能 保持穩定運行和正常供電，其他裝置不過負荷，電壓和頻率均在允許范圍內。但是考慮到微 電網中的負荷投、切可以并不由控制中心下發控制命令，并且與微型電網的容量相比，這些負荷的投切對微電網的運行有比較大的影響，在進行微電網故障分析的時候，還需要考慮某 個負荷投入的情況，S卩N+1的情況。
穩定性分析是微電網在當前運行狀態下受到微小的或大的擾動之后，系統能否恢復到原 有的運行狀態或過渡到新的穩定狀態的能力。這里微小的擾動包括某一間歇式電源或儲能裝 置輸出功率，輸電導線阻抗、負荷消耗功率等的微小變化等等。大的擾動是指輸電線路停運 、三相短路、 一相接地、系統失去某一電源或儲能裝置、系統失去某一負荷等。如果穩定性 分析的結果是不穩定，則應根據系統的運行狀態，控制中心制定相應的緊急控制措施，通過 切負荷、儲能單元釋放或增儲能量、調整系統運行方式等手段，確保系統的穩定。
電能質量分析是根據當前電能質量監測數據，分析微電網電能質量的現狀，并制定電能 質量在線補償控制的策略。
經濟性分析是研究系統在某一運行狀態下，運行成本最低而效益最高的方法。由于不同 的間歇式電源的發電成本不同、不同類型儲能裝置的儲能成本差異、以及不同負荷運行所產 生的經濟效益和社會效益不同，因此，對于微電網而言，通過經濟性分析，可以實現整個系 統運行成本最低、而效益最高的運行方式。
(4)微電網多目標優化運行和綜合協調控制模塊根據微電網不同的運行方式和控制
要求，在微電網狀態估計與系統分析理論的基礎上，分析并網/獨立運行模式下的微電網系 統狀態、間歇式電源與儲能單元控制策略、系統性能指標三者之間的關系，對整個微電網系 統內部的各單元進行聯合最優控制，對各單元給出具體的量化指令，實現微電網的閉環運行 。同時根據系統的實時狀態和預測信息，按照預先制定的控制目標，在線調整控制策略。常
見的控制目標包括系統經濟性最優、供電可靠性、能量儲存分布最優等。 一般情況下，是 優先考慮系統經濟性最優。但對于某些重要的負荷，如果對其供電可靠性和電能質量有特殊 要求的話，則可以將這些特定的要求列為優先考慮的控制目標，在人機交互界面上設定。微 電網多目標優化運行和綜合協調控制流程圖如圖3所示。
本例中央處理單元還包含了分布式靈活儲能控制模塊和電能質量聯合補償控制模塊。分 布式靈活儲能是基于儲能單元能量轉換的可控性，并且考慮到處于微電網不同空間的不同儲 能裝置的動態特性的差異提出的。其基本原理是在系統分析的基礎上，根據各儲能裝置運行 特性的差異和當前狀態(如各儲能裝置當前點的儲能效率、充放電特性、預測的當前剩余電 能等)及其對系統的影響，以及未來一段時間負荷預測和間歇式電源輸出功率預測的數據， 按照協調運行的原則，確定由何種儲能單元進行動態地儲能和釋放能量的技術，實現系統最 優的能量匹配，從而保證系統當前或者未來一段時間內能夠在優化的狀態下運行。電能質量是某些重要電力用戶關注的焦點，也是微電網的特色和優勢。電能質量的實時 檢測與聯合補償技術針對微電網典型電能質量問題(頻率偏差、電壓幅值偏差和波形質量) ，根據不同補償單元(電源、儲能單元和補償設備)的動態特性及空間關系，確定最優的電 能質量補償策略。
微電網中的儲能單元可以分為兩種， 一種是不受控制系統控制的儲能單元，這類儲能單 元的控制策略一般是設備自身的本地控制策略。另一種是受控制系統控制的儲能單元，其能 量的流動方向和大小由控制系統進行控制。為充分利用位于微電網不同空間位置、不同動態 響應特性的儲能裝置能量輸出/輸入的可控性，發揮儲能裝置對其附近的負荷供電可靠性、 電能質量等提供支撐的優勢，在儲能狀況評估環節，依靠小型專家系統制定的規則實施分布 式靈活儲能的策略，確保系統的負荷單元、儲能單元和電源單元的協調最優。
分布式靈活儲能控制模塊需要考慮的第一個因素，是保證儲能單元儲存的能量能夠和系 統的負荷與發電預測相匹配；第二個因素是考慮負荷特性對儲能單元控制的影響；第三個因 素是考慮儲能單元的不同動態特性有可能對負荷供電產生影響；第四個因素是考慮到儲能的 經濟性因素；第五個因素是儲能單元的充放電次數限制、充放電時間限制等(比如，蓄電池 儲能單元就不能進行頻繁的充放電操作，否則會影響蓄電池的壽命)。這些均需要考慮在分 布式靈活儲能控制模塊中。
電能質量評估和儲能狀態評估之后，如果需要采取調整措施，而這類調整措施一般是對 某些受控的儲能單元發布調整儲能的指令或者某些受控的電能質量補償裝置發布投切的指令 ， 一般情況下，這類指令延時執行不會對系統的穩定性和安全性造成嚴重的影響，因此不直 接在當前控制周期進行故障校核和穩定性分析。由于本能量管理系統實現的是自動閉環控制 ，并且刷新時間在秒級左右，可以在下一周期評估中，將這類控制指令計入系統狀態變化， 再進行的故障校核和穩定性分析。
本例中央處理單元的另一個附加的控制模塊是緊急控制單元，用于處理整個微電網的緊 急故障。具有危險情況自動預警及輔助決策、緊急控制功能。能夠根據系統當前運行狀態和 控制策略，對系統的安全狀況自動進行評估。如果因為某些原因導致系統發生了危險情況( 比如突然的雷電造成的系統危害)，或者預測可能出現危險情況，則自動進行計算機輔助決 策，并以聲、光報警等方式提示有關工作人員，然后將危險源、解決建議等信息顯示在人機 界面上，并可以自動或人工干預下實施系統的緊急控制。
與上面的多目標優化運行和綜合協調控制相比，緊急控制的優先級最高。
通常，保護開關裝置能在事故時自己判斷分合，然后將自身的狀態與中央處理單元進行通信，并接受和執行控制指令。 本例的人機交互界面模塊
在微電網運行過程中，將會出現一些技術信息，比如系統狀態，可再生發電裝置工作狀 態，微電網系統分析有關結論，微電網預警分析結論及輔助決策策略等等，這些信息將顯示 在控制中心的計算機屏幕上。同時，也可以借助現有的編程語言及網絡，以Web瀏覽的方式 實現微電網運行的遠程監測。
控制系統工作流程
控制系統依照信息采集、分析決策、執行單元動作、人機界面信息顯示這一流程實現了 在線閉環控制。
首先，信息采集單元負責收集來自微電網各單元、大電網EMS傳來的數據、氣象預報信 息等，然后通過現場總線或其他通訊方式將這些信息輸入控制系統。
控制系統根據輸入的信息，自動實施負荷預測、儲能情況分析、狀態估計，然后進行微 電網的故障分析、可靠性分析、經濟性分析、穩定性分析、自動預警分析，然后根據上述分 析結論給出微電網控制策略。
微電網的狀態、控制策略、緊急控制措施等信息，將會顯示在人機界面上，供運行監控 人員參考。
與現有技術微電網的控制系統相比，本發明具有幾個特點
1、 智能性。增加了諸如負荷預測、發電預測、在線學習及動態調整優化參數、專家系 統、多目標優化、故障分析與緊急控制等模塊和算法，保證系統可以在無人干預的情況下自 治運行。
2、 分布式協調閉環控制。綜合協調的控制信息經微電網系統級控制和各子單元控制模 塊之后，傳遞給各控制單元，然后再經過系統狀態估計重新獲取微電網系統狀態，并用于制 定新的控制策略。這樣形成了一個分布式協調閉環控制系統，有助于克服微電網系統內各單 元動態特性差異對系統的影響，保證系統運行的實時最優。考慮到微電網中存在快速響應的 單元以及微電網運行方式多變，所以控制系統的刷新時間在秒級。
3、 明確提出微電網中的負荷預測為超短期/實時負荷預測。負荷預測的方式可以根據各 自負荷的特性，選用合適的負荷預測方法，并且根據預測的誤差對預測方法或者預測工具中 的某些參數進行在線調整。
4、 明確提出微電網中的發電預測方法、儲能單元儲能分析方法。
5、 明確提出了微電網中故障分析時候需要考慮大、中容量負荷的投入。并且提出了故障分析和穩定性分析所用的數學模型和分析工具不同。
6、 明確提出電能質量在線分析與聯合補償由于微電網的運行方式多變，能量管理系 統通過協調控制儲能單元和其他電能質量補充單元，實現電能質量的在線分析和聯合補償。
7、 明確提出分布式靈活儲能控制儲能單元是微電網中能量輸出可控的單元，對于微 電網的安全運行有著重要的作用。能量管理系統將根據系統的實時狀態以及控制目標，實現 能量的最優儲存。
8、 增加了系統危險情況自動預警及輔助決策功能，并將有關信息顯示在人機界面上。
權利要求
1.微電網能量智能控制系統，包括微電網系統和控制系統；所述微電網系統包括電源單元、儲能單元和負荷單元；所述控制系統包括信息采集系統和中央處理單元；其特征在于，所述中央處理單元包括負荷預測模塊應用包括但不限于專家系統、模糊邏輯技術、人工神經網絡、時間序列法對微電網中的大容量負荷進行超短期消耗電能預測；微電網在線狀態估計模塊根據信息采集單元的實測數據，對微電網中各單元的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、工作狀態進行估計；間歇式電源能量預測、儲能單元能量預測模塊這一部分將根據氣象信息和信息采集單元采集的儲能單元的狀態信息，對微電網的能量轉換與儲存能力進行分析；微電網系統分析模塊在狀態估計的基礎上，進行微電網的故障分析、穩定性分析、電能質量分析和經濟性分析，保證整個系統安全、穩定、經濟運行；微電網多目標優化運行和綜合協調控制模塊根據微電網不同的運行方式和控制要求，在微電網狀態估計與系統分析基礎上，分析微電網系統不同運行模式下間歇式電源與儲能單元控制策略、系統性能指標三者之間的關系，按照預先制定的控制目標對各單元給出具體的量化指令；對整個微電網內部的各單元進行聯合最優控制，實現微電網的閉環運行；所述信息采集系統包括電源單元信息采集模塊用于檢測各種電源的電壓、電流、有功功率、無功功率、系統頻率以及工作狀態，并向中央處理單元傳遞信息；儲能單元信息采集模塊用于檢測儲能單元中蓄電池、超級電容、飛輪電池的參數以及工作狀態，并向中央處理單元傳遞信息；負荷單元信息采集模塊用于檢測負荷單元中各種負荷的輸出功率、電能消耗參數，并向中央處理單元傳遞信息。
2.根據權利要求l所述的微電網能量智能控制系統，其特征在于，所 述中央處理單元還包括分布式靈活儲能控制模塊，用于在系統分析的基礎上，根據系統儲能單元運行特性的差異和當前狀態及其對系統的影響，以及未來一段時間負荷預測和間歇式電 源輸出功率預測的數據，按照協調運行的原則，確定由何種儲能單元進行動態地儲能和釋放 能量的技術，實現系統最優的能量匹配。
3 根據權利要求l所述的微電網能量智能控制系統，其特征在于，所 述大容量負荷是指消耗功率》微電網容量5 %的負荷。
4 根據權利要求l所述的微電網能量智能控制系統，其特征在于，所 述超短期消耗電能預測是指5分鐘到1個小時的時間內消耗電能預測。
5 根據權利要求l所述的微電網能量智能控制系統，其特征在于，所 述中央處理單元還包括緊急控制單元，用于處理整個微電網的緊急故障。
6 根據權利要求l所述的微電網能量智能控制系統，其特征在于，所 述微電網系統和控制系統構成一個自治系統，既可以獨立運行，也可以通過控制系統的計算 機進行人機交互，在人工干預下運行。
全文摘要
本發明涉及一種包含多種分布式電源的微型供用電系統。本發明公開了一種能夠利用預測信息對微電網進行控制的智能能量控制系統。本發明的微電網能量智能控制系統，包括微電網系統和控制系統；所述微電網系統包括電源單元、儲能單元和負荷單元；所述控制系統包括信息采集系統和中央處理單元。中央處理單元包括負荷預測模塊；微電網在線狀態估計模塊；間歇式電源能量預測、儲能單元能量預測模塊；微電網系統分析模塊；微電網多目標優化運行和綜合協調控制模塊。本發明的微電網能量智能控制系統，能夠根據預測信息對微電網進行控制，實現微電網的智能化運行。
文檔編號H02J3/00GK101630840SQ20091030553
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者實 井, 霞 劉, 劉群英, 張昌華, 易建波, 堅 李, 勇 陳, 琦 黃 申請人:電子科技大學