本發明涉及分布式能源發電和微電網控制技術領域，尤其涉及一種微電網系統及微電網系統的控制方法。

背景技術：

微電網系統是一種將分布式發電系統、儲能以及末端負荷相結合的智能可控小型電網系統，并且是可以實現自我控制、保護和管理的自治系統。微電網系統主要包括用于供應功率的微電源單元和用于消耗功率的負荷單元。其中，微電源單元包括至少一個微電源，所述負荷單元包括至少一個負荷。相對于外部電網，微電網系統有并網和離網兩種運行模式：當外部電網正常供電時，微電網系統中的微電源作為輔助電源并入，與外部電網共同為負荷輸送功率；當外部電網發生故障時，微電網系統與外部電網斷開連接，形成孤島，獨立向負荷輸送功率。

但是，現有的微電網系統普遍存在如下問題：當外部電網發生突發故障時，現有的微電網系統不能立即根據微電源單元可供應的功率與負荷單元所需的功率劃分一合適的孤島范圍，而在劃分出合適的孤島范圍之前，微電源單元中的微電源并不足以向負荷單元中所有負荷進行供電，從而導致在劃分出合適的孤島范圍之前，微電網系統中的全部負荷都處于停電狀態，也就是說，當外部電網發生突發故障時，現有的微電網系統并不能夠保證平滑無縫地由并網狀態切換到離網狀態。此外，現有的微電網系統僅能對孤島范圍進行一次劃分，不能保證微電源單元可供應的功率與負荷單元所需的功率之間維持平衡關系，從而降低了微電網系統運行的安全可靠性和能源利用率。

技術實現要素：

本發明提供了一種微電網系統及微電網系統的控制方法，可實現微電網系統由并網狀態到離網狀態的平滑無縫切換，并提高微電網系統運行的安全可靠性和能源的利用率。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種微電網系統，所述微電網系統包括至少一個第一區塊、至少一個第二區塊、以及與各所述第一區塊和各所述第二區塊相連的微電網中央控制模塊，所述第一區塊包括相連的微電網供用能模塊和末端數據采集及控制模塊，所述第二區塊包括中壓儲能模塊；其中，在所述微電網系統處于并網狀態時，所述中壓儲能模塊與外部電網相連，在所述微電網系統處于離網狀態時，所述中壓儲能模塊與外部電網斷開；所述中壓儲能模塊用于在所述微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式之前，為所述微電網系統中的全部負荷提供功率；在所述微電網系統處于并網狀態時，所述微電網供用能模塊與外部電網相連，在所述微電網系統處于離網狀態時，所述微電網供用能模塊與外部電網斷開；所述微電網供用能模塊包括微電源單元和負荷單元，所述微電源單元包括至少一個微電源，所述負荷單元包括至少一個負荷，在所述微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式后，所述微電源單元用于向所述負荷單元供應功率；所述微電網中央控制模塊用于：對所述中壓儲能模塊的最大放電功率、所述微電源單元可供應的功率以及所述負荷單元所需的功率進行實時預測；在所述微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式之前，根據對所述最大放電功率進行實時預測的預測數據下發相應的控制指令，控制所述中壓儲能模塊向所述微電網系統中的全部負荷提供功率；在所述微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式后，根據對所述微電源單元可供應的功率、所述負荷單元所需的功率進行實時預測的預測數據及所述微電網系統的供用能平衡滯環裕量不斷調整孤島范圍，然后根據所調整的孤島范圍及所述負荷單元中各負荷的重要性確定需要投入的負荷和需要切除的負荷，并下發相應的控制指令；所述末端數據采集及控制模塊用于在所述微電網中央控制模塊所下發控制指令的控制下，對所述負荷單元中的負荷進行相應的投入或切除，使所述微電源單元可供應的功率與所述負荷單元所需的功率保持平衡。

在本發明所提供的微電網系統中，增設了中壓儲能模塊，中壓儲能模塊可提供的功率足以滿足微電網系統中的全部負荷所需的功率，因而當外部電網發生突發故障，需要與微電網系統斷開連接時，微電網系統可在由并網狀態切換至離網狀態的過程中，首先利用中壓儲能模塊向微電網系統中的所有負荷供電，這就為微電網系統劃分一合適的孤島范圍預留了一定時間，從而保證了微電網系統由并網狀態到離網狀態的平滑無縫切換。此外，利用本發明所提供的微電網系統，通過對微電網系統中微電源可供應的電能以及負荷所需的電能進行實時預測，可判斷出二者之間的關系，當二者處于非平衡態時，通過調整孤島范圍，對負荷進行投入或切除，從而使微電源可供應的電能與負荷所需的電能的關系快速恢復平衡，提高了微電網系統運行的安全可靠性和能源利用率。

本發明第二方面提供了一種微電網系統的控制方法，所述控制方法應用于如本發明第一方面所述的微電網系統中，其特征在于，所述微電網控制方法包括：步驟S1：實時預測中壓儲能模塊的最大放電功率、微電源單元中各微電源可供應的功率、以及負荷單元中各負荷所需的功率；步驟S2：實時計算所述微電網系統全部負荷所需的總功率；步驟S3：實時判斷所述微電網系統與外部電網之間是否需要斷開，如果是，則判斷當前時間點所預測的中壓儲能模塊的最大放電功率是否大于或等于所計算的微電網系統中全部負荷所需的總功率，如果是，則進入步驟S4，如果否，則進入步驟S7；步驟S4：計算中壓儲能模塊對所述微電網系統全部負荷的最大供電時間；步驟S5：斷開所述微電網系統與外部電網之間的連接，在所述最大供電時間內，通過所述中壓儲能模塊對所述微電網系統中全部負荷進行供電，并根據實時預測的微電源單元中各微電源可供應的功率、負荷單元中各負荷所需的功率確定首次孤島范圍，使所述微電網系統進入孤島運行模式；步驟S6：實時判斷微電源單元可供應的功率與當前孤島范圍內所覆蓋的全部負荷所需的功率是否保持平衡，如果否，則重新調整孤島范圍，使微電源單元可供應的功率與調整后的孤島范圍所覆蓋的全部負荷所需的功率重新達到平衡；步驟S7：保持所述微電網系統與外部電網之間繼續連接，所述微電網系統不進行工作。

本發明第二方面提供的微電網系統的控制方法的有益效果與第一方面提供的微電網系統的有益效果相同，此處不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖一；

圖2為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖二；

圖3為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖三；

圖4為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖四；

圖5為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖五；

圖6為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖六；

圖7為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖七；

圖8為本發明實施例所提供的微電網系統的結構示意圖八；

圖9為本發明實施例所提供的微電網系統的控制方法的流程圖。

附圖標記說明：

1-第一區塊； 11-微電網供用能模塊；

111-微電源單元； 1110-微電源；

1111-光伏發電微電源； 1112-風力發電微電源；

1113-發電機微電源； 1114-能量型儲能微電源；

112-負荷單元； 1120-負荷；

113-可控微電源開關； 114-可控負荷開關；

115-可控電壓開關； 116-并網/離網控制開關；

12-末端數據采集及控制模塊； 121-微電源控制器；

122-第一負荷控制器； 123-第二負荷控制器；

124-數據采集監測單元； 1241-電氣參數采集設備；

1242-監測設備； 1243-智能采集設備；

1244-電氣實時采集設備； 1245-儲能監測設備；

1246-控制器監測設備； 13-網絡管理單元；

131-用戶端通訊變換器； 132-通訊管理機；

1'-第二區塊； 11'-中壓儲能模塊；

111'-功率型儲能微電源； 12'-功率型儲能微電源控制器；

13'-可控功率型儲能微電源開關； 14'-變壓器；

2-微電網中央控制模塊； 21-微電源預測單元；

211-光伏發電預測子單元； 212-風力發電預測子單元；

213-發電機預測子單元； 214-儲能預測子單元；

22-負荷預測單元； 23-數據庫；

24-微電網中央控制器； 25-天氣預報單元；

26-中壓儲能預測單元； 3-外部電網；

4-第三負荷控制器； 5-總數據采集監測單元；

6-總網絡管理單元； 7-系統端通訊變換器。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，均屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，以下實施例結合的附圖中所示出的第一區塊、第二區塊、功率型儲能微電源、光伏發電微電源、風力發電微電源、發電機微電源、能量型儲能微電源、功率型儲能微電源控制器、微電源控制器和第一負荷控制器的具體數量僅僅為示意說明，并不代表各自的實際數量。

實施例一

如圖1所示，本實施例提供了一種微電網系統，微電網系統包括至少一個第一區塊1、至少一個第二區塊1'、以及與各第一區塊1和各第二區塊1'相連的微電網中央控制模塊2，第一區塊1包括相連的微電網供用能模塊11和末端數據采集及控制模塊12，第二區塊1'包括中壓儲能模塊11'。

在微電網系統處于并網狀態時，中壓儲能模塊11'與外部電網3相連，在微電網系統處于離網狀態時，中壓儲能模塊11'與外部電網3斷開。中壓儲能模塊11'用于在微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式之前，為微電網系統中的全部負荷1120提供功率。

在微電網系統處于并網狀態時，微電網供用能模塊11與外部電網3相連，在微電網系統處于離網狀態時，微電網供用能模塊11與外部電網3斷開。微電網供用能模塊11包括微電源單元111和負荷單元112，微電源單元111包括至少一個微電源1110，負荷單元112包括至少一個負荷1120，在微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式后，微電源單元111用于向負荷單元112供應功率。

微電網中央控制模塊2用于：對中壓儲能模塊11'的最大放電功率、微電源單元111可供應的功率以及負荷單元112所需的功率進行實時預測；在微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式之前，根據對最大放電功率進行實時預測的預測數據下發相應的控制指令，控制中壓儲能模塊11'向微電網系統中的全部負荷1120提供功率；在微電網系統處于離網狀態進入孤島運行模式后，根據對微電源單元111可供應的功率、負荷單元112所需的功率進行實時預測的預測數據及微電網系統的供用能平衡滯環裕量不斷調整孤島范圍，然后根據所調整的孤島范圍及負荷單元112中各負荷1120的重要性確定需要投入的負荷和需要切除的負荷，并下發相應的控制指令。

末端數據采集及控制模塊12用于在微電網中央控制模塊2所下發的控制指令的控制下，對負荷單元112中的負荷進行相應的投入或切除，使微電源單元111可供應的功率與負荷單元112所需的功率保持平衡。

在本實施例所提供的微電網系統中，增設了中壓儲能模塊11'，中壓儲能模塊11'可提供的功率足以滿足微電網系統中的全部負荷1120所需的功率，因而當外部電網3發生突發故障，需要與微電網系統斷開連接時，微電網系統可在由并網狀態切換至離網狀態的過程中，首先利用中壓儲能模塊11'向微電網系統中的所有負荷1120供電，這就為微電網系統劃分一合適的孤島范圍預留了一定時間，從而保證了微電網系統由并網狀態到離網狀態的平滑無縫切換。此外，利用本實施例所提供的微電網系統，通過對微電網系統中微電源1110可供應的功率以及負荷1120所需的功率進行實時預測，可判斷出二者之間的關系，當二者處于非平衡態時，通過調整孤島范圍，對負荷1120進行投入或切除，從而使微電源1110可供應的功率與負荷1120所需的功率的關系快速恢復平衡，提高了微電網系統運行的安全可靠性和能源利用率。

具體的，中壓儲能模塊11'可包括至少一個功率型儲能微電源111'。功率型儲能微電源111'是指能提供較大功率的大功率儲能微電源，中壓儲能模塊11'通過所包括的功率型儲能微電源111'向微電網系統中的全部負荷1120進行供電。

如圖2所示，第二區塊1'還可包括至少一個功率型儲能微電源控制器12'(圖中用CC表示)，至少一個所述功率型儲能微電源控制器12'一一對應地與中壓儲能模塊11'所包括的至少一個所述功率型儲能微電源111'相連，功率型儲能微電源控制器12'用于接收微電網中央控制模塊2所下發的控制指令，控制對應的功率型儲能微電源111'進行離網/并網工作模式切換，并向微電網中央控制模塊2反饋對應的功率型儲能微電源111'的工作狀態。

此外，第二區塊1'還可包括至少一個可控功率型儲能微電源開關13'、變壓器14'、低壓母線和中壓母線。其中，至少一個所述可控功率型儲能微電源開關13'一一對應地與各功率型儲能微電源111'及其所對應的功率型儲能微電源控制器12'相連；低壓母線用于連接變壓器14'的低壓端與各可控功率型儲能微電源開關13'；中壓母線用于連接變壓器14'的高壓端與外部電網3。

在本實施例提供的微電網系統中，第一區塊1中的末端數據采集及控制模塊包括至少一個微電源控制器121(圖中用MC n表示，n為正整數)、至少一個第一負荷控制器122(圖中用LC n表示，n為正整數)和第二負荷控制器123(圖中用LC n表示，n為正整數)。

其中，至少一個所述微電源控制器121一一對應地與微電源單元111所包括的至少一個所述微電源1110相連。微電源控制器121用于控制對應的微電源1110進行離網/并網工作模式切換，控制對應的微電源1110的工作功率，并向微電網中央控制模塊2反饋對應的微電源1110的工作狀態，還用于接收微電網中央控制模塊2所下發的指令；至少一個所述第一負荷控制器122一一對應地與負荷單元112所包括的至少一個所述負荷1120相連，第一負荷控制器122用于控制對應的負荷1120投入或切除，還用于接收微電網中央控制模塊2所下發的指令；各微電源控制器121和各第一負荷控制器122均與第二負荷控制器123相連，第二負荷控制器123用于接收微電網中央控制模塊2所下發的指令。

例如，在圖2中所示的第一個區塊中，包括微電源控制器MC1、微電源控制器MC2，第一負荷控制器LC1，第二負荷控制器LC9；微電源控制器MC1與對應的微電源(圖中用微電源1表示)相連，微電源控制器MC2與對應的微電源(圖中用微電源2表示)相連，第一負荷控制器LC1與對應的負荷(圖中用負荷1表示)相連，第二負荷控制LC9與第一負荷控制器LC1、微電源控制器MC1和微電源控制器MC2之間相連。當微電網中央控制模塊2向末端數據采集及控制模塊12下發包含確定需要投入的負荷和需要切除的負荷相關信息的指令后，末端數據采集及控制模塊12中的微電源控制器MC1和微電源控制器MC2根據所接收的指令，控制對應的微電源進行離網/并網工作模式切換，控制需要供電的微電源的工作功率，并向微電網中央控制模塊2反饋對應的微電源的工作狀態；第一負荷控制器LC1根據所接收的指令，執行對負荷投入或切除的操作。

此外，末端數據采集及控制模塊還包括數據采集監測單元124。數據采集監測單元124與第二負荷控制器123相連，還與各微電源控制器121及各第一負荷控制器122相連。例如，在圖2中所示的第一個區塊中，包括一個數據采集監測單元124，數據采集監測單元124與第二負荷控制器LC9相連，還與微電源控制器MC1、微電源控制器MC2和第一負荷控制器LC1相連。數據采集監測單元124用于：通過各微電源控制器121實時采集各微電源1110的實時電氣參數，監測各微電源1110的運行狀態；通過各第一負荷控制器122、第二負荷控制器123實時采集各負荷1120的實時電氣參數，監測各負荷1120的運行狀態；并將各微電源1110的電氣參數、各負荷1120的電氣參數、各微電源1110的運行狀態數據和各負荷1120的運行狀態數據傳輸至微電網中央控制模塊2。

具體的，如圖3所示，數據采集監測單元124包括電氣參數采集設備1241和監測設備1242。

其中，電氣參數采集設備1241由智能儀表、繼電保護裝置、可編程邏輯控制器PLC、互感器等智能采集設備1243構成，電氣參數采集設備1241用于采集微電網系統各回路的電氣參數，采集的電氣參數具體包括通過所在區塊的各微電源控制器121實時采集各微電源控制器121所對應地微電源的實時電氣參數，還包括通過所在區塊的第一負荷控制器122和第二負荷控制器123實時采集各負荷控制器所對應地負荷的實時電氣參數；并將所采集到的電氣參數傳輸至微電網中央控制模塊2。

監測設備1242由高速數據采集卡、信號變換器等電氣實時采集設備1244構成，監測設備包括控制器監測設備1246，控制器監測設備1246用于監測電氣參數采集設備1241采集到的所在區塊的各微電源和各負荷的實時電氣參數，進而監測各微電源和各負荷的運行狀態，并將所監測到的電氣參數數據和運行狀態數據傳輸至微電網中央控制模塊2。

第一區塊1中的微電網供用能模塊11除包括微電源單元111和負荷單元112外，還包括至少一個可控微電源開關113、至少一個可控負荷開關114、變壓器14'、可控電壓開關115、并網/離網控制開關116、低壓母線和中壓母線。

其中，至少一個可控微電源開關113一一對應地與各微電源1110及其所對應的微電源控制器121相連；至少一個可控負荷開關114一一對應地與各負荷1120及其所對應的負荷控制器相連；低壓母線用于連接變壓器14'的低壓端與各可控微電源開關113和各可控負荷開關114；可控電壓開關115設置于低壓母線上，并與第二負荷控制器123相連；中壓母線用于連接變壓器14'的高壓端與外部電網3；并網/離網控制開關116設置于中壓母線上。

需要說明的是，當第一區塊1中可控電壓開關115閉合時，變壓器14'與微電源單元111和負荷單元113相連，說明需要向該區塊的負荷1120供應功率，因此，與可控電壓開關115連接的第二負荷控制器123處于工作狀態，第二負荷控制器123向第一負荷控制器122傳遞微電網中央控制模塊2下發的負荷的投入或切除的指令，從而使第一負荷控制器122對負荷進行相應的投入或切除。當可控電壓開關115斷開時，變壓器14'與微電源單元111和負荷單元113斷開連接，說明不需要向該區塊的負荷1120供應功率，因此，與可控電壓開關115相連的第二負荷控制器123處于非工作狀態，即無需向第一負荷控制器122傳遞微電網中央控制器24下發的包含確定需要投入的負荷和需要切除的負荷相關信息的指令。

在整個微電網系統運行過程中，需要實時監測微電網系統與外部電網3之間的連接關系，即并網/離網控制開關116的開合狀態。當監測到并網/離網控制開關116閉合，微電網系統處于并網狀態時，微電網系統退出孤島運行模式，微電網系統僅執行對微電源1110可供應的功率與負荷1120所需的功率預測的操作；當監測到并網/離網控制開關116斷開，微電網系統處于離網狀態時，微電網系統繼續保持孤島運行模式，并根據所預測到的微電源1110可供應的功率與負荷1120所需的功率之間的關系調整孤島范圍。

如圖2所示，微電網系統還包括設置在各第一區塊1和各第二區塊1'以外的第三負荷控制器4和設置在各第一區塊1和各第二區塊1'以外的總數據采集監測單元5。

其中，第三負荷控制器4和與并網/離網控制開關116相連，用于接收微電網中央控制模塊2所下發的控制指令。具體的，當并網/離網控制開關116斷開時，微電網系統處于離網狀態，第三負荷控制器4處于工作狀態，第三負荷控制器4用于向各第一區塊1的第二負荷控制器123傳遞微電網中央控制模塊2下發的負荷的投入或切除的指令；當并網/離網控制開關116閉合時，微電網系統與外部電網3相連，微電網系統處于并網狀態，不需要獨立地向第一區塊1中的負荷1120供應功率，因此，第三負荷控制器4處于非工作狀態，即無需向第一區塊1的第二負荷控制器123傳遞微電網中央控制模塊2下發的包含確定需要投入的負荷和需要切除的負荷相關信息的指令。

總數據采集監測單元5和第三負荷控制器4相連，總數據采集監測單元5用于：從各第一區塊1的數據采集監測單元124中獲取各第一區塊1中各微電源1110的電氣參數、各負荷1120的電氣參數、各微電源1110的運行狀態數據和各負荷1120的運行狀態數據，監測各第一區塊1的運行狀態；并將各微電源1110的電氣參數、各負荷1120的電氣參數、各微電源1110的運行狀態數據、各負荷1120的運行狀態數據和各區塊1的運行狀態數據傳輸至微電網中央控制模塊2。

微電網系統中的第一區塊1和第二區塊1'還包括網絡管理單元13，第一區塊1的網絡管理單元13通過用戶端通訊總線與所在區塊的數據采集監測單元124、第二負荷控制器123、各微電源控制器121和各第一負荷控制器122相連，第二區塊1'的網絡管理單元13通過用戶端通訊總線與所在區塊的功率型儲能微電源控制器12'相連。

此外，微電網系統還包括設置于各第一區塊1和各第二區塊1'以外的總網絡管理單元6以及設置于各第一區塊1和各第二區塊1'以外的系統端通訊變換器7。其中，總網絡管理單元6通過用戶端通訊總線與總數據采集監測單元5和第三負荷控制器4相連；系統端通訊變換器7、總網絡管理單元6和各第一區塊1和各第二區塊1'的網絡管理單元13通過網絡通訊總線串接，且系統端通訊變換器7還通過網絡通訊總線與微電網中央控制模塊2相連。

具體的，如圖4所示，網絡管理單元13包括用戶端通訊變換器131和通訊管理機132。其中，各網絡管理單元13中的用戶端通訊變換器131、系統端通訊變換器7和總網絡管理單元6通過網絡通訊總線串接；通訊管理機132通過用戶端通訊總線用戶端通訊變換器131相連，且第一區塊1中的通訊管理機132通過用戶端通訊總線與所在區塊的數據采集監測單元124、第二負荷控制器123、各微電源控制器121和各第一負荷控制器122相連，第二區塊1'中的通訊管理機132與所在區塊的各功率型儲能微電源控制器12'相連。

網絡管理單元13、總網絡管理單元6及系統端通訊交換器7是微電網系統中進行數據管理和傳輸的單元，用于實現微電網系統的數據管理及數據傳輸，每個區塊中的網絡管理單元13和總網絡管理單元6串接連成環網，提高通訊可靠性。

如圖5所示，微電網中央控制模塊2具體可包括中壓儲能預測單元26、微電源預測單元21、負荷預測單元22、數據庫23和微電網中央控制器24。

其中，結合圖1和圖5，中壓儲能預測單元26用于對中壓儲能模塊11'的最大放電功率進行實時預測，微電源預測單元21用于對微電源單元111可供應的功率進行實時預測；負荷預測單元22用于對負荷單元112所需的功率進行實時預測。數據庫23與微電源預測單元21、負荷預測單元22和中壓儲能預測單元26相連，向微電源預測單元21和負荷預測單元22提供進行實時預測所需要的數據；且數據庫23中預先存儲有微電網系統的供用能平衡滯環裕量數據；微電網中央控制器24與微電源預測單元21、負荷預測單元22、中壓儲能預測單元26和數據庫23相連，微電網中央控制器24用于：從中壓儲能預測單元26中獲取實時預測的預測數據，根據實時預測的預測數據下發相應的控制指令，控制中壓儲能模塊11'向微電網系統中的全部負荷1120供電；從微電源預測單元21和負荷預測單元22中獲取實時預測的預測數據，并從數據庫23中獲取供用能平衡滯環裕量數據，根據實時預測的預測數據及微電網系統的供用能平衡滯環裕量不斷調整孤島范圍，然后根據所調整的孤島范圍及負荷單元112中各負荷的重要性確定負荷單元112中的需要投入的負荷和需要切除的負荷，并下發相應的控制指令。

此外，在數據庫23中需要存儲有負荷用電的歷史數據；負荷用電的歷史數據作為預測負荷所需功率的一類數據，通過數據庫23傳輸至負荷預測單元22中。在數據庫23中還需要存儲微電源發電歷史數據，微電源發電歷史數據作為預測微電源所能供應的功率所需的一類數據，通過數據庫23傳輸至微電源預測單元21中。

基于上述微電源預測單元21、負荷預測單元22實時預測的預測數據，微電網中央控制器24不斷對孤島范圍進行調整。而為了防止微電網中央控制器24頻繁下發控制指令，則需要預先在數據庫23中存儲供用能平衡滯環裕量。當微電源1110所供應的功率與負荷1120所需的功率的差值超出了供用能平衡滯環裕量的范圍時，微電網中央控制器24需要重新調整孤島范圍，并下發相應的指令；當微電源1110所供應的功率與負荷1120所需的功率的差值在供用能平衡滯環裕量范圍之內時，微電網中央控制器24無需重新調整孤島范圍，也就無需下發相應的指令。供用能平衡滯環裕量的設定，能夠保證微電網系統對于預測數據的準確性和負荷的突發性變化具有一定的消納能力。

如圖6所示，每個第一區塊1的微電源單元111具體可包括光伏發電微電源1111、風力發電微電源1112、發電機微電源1113和能量型儲能微電源1114中的至少一種微電源，且各第一區塊1的微電源單元111所包括的微電源可以不同。

需要說明的是，能量型儲能微電源1114是指功率較小的儲能微電源，與功率型儲能微電源111'不同的是，能量型儲能微電源1114是在微電網系統進入孤島運行模式后，向孤島范圍所覆蓋的負荷1120進行供電。

優選的，當微電源單元111包括光伏發電微電源1111和風力發電微電源1112中的至少一種微電源時；微電源預測單元21包括光伏發電預測子單元211和風力發電預測子單元212中的至少一種預測子單元，微電源預測單元21所包括的預測子單元的種類與微電源單元111所包括的微電源的種類相同。

例如，當微電源單元111同時包括光伏發電微電源1111和風力發電微電源1112時，對應的，如圖7所示，微電源預測單元21包括光伏發電預測子單元211和風力發電預測子單元212。由于微電源預測單元21包括光伏發電微電源1111和風力發電微電源1112，因此，需要根據太陽光強度預測數據對光伏發電微電源1111可供應的功率進行預測，根據風力強度預測數據風力發電微電源1112可供應的功率進行預測。而為了獲取天氣預測數據，則需要在微電網中央控制模塊2中設置天氣預報單元25。天氣預報單元25與數據庫23相連，用于獲取未來時刻的太陽光強度、風力強度等天氣數據，并將所獲取的天氣預測數據作為進行實時預測所需要的一類數據傳輸至數據庫23，數據庫23進一步將所接收的天氣數據傳輸至微電源預測單元21，為微電源預測單元21預測微電源1110可供應的功率提供一類預測數據。

此外，光伏發電預測子單元211對光伏發電微電源1111所能供應的功率進行預測除可根據光伏發電微電源供電的歷史數據和太陽光強度預測數據之外，還可進一步根據太陽光強度歷史數據，以提高預測數據的準確性；同樣的，風力發電預測子單元212對風力發電微電源1112所能供應的功率進行預測除可根據風力發電微電源供電的歷史數據和風力強度預測數據之外，還可進一步需根據風力強度歷史數據。因此，可進一步在數據庫23中預先存儲太陽光強度歷史數據和風力強度歷史數據。

綜上，光伏發電預測子單元211可根據光伏發電微電源供電的歷史數據、太陽光強度歷史數據和太陽光強度預測數據等對光伏發電微電源1111所能供應的功率進行預測；風力發電預測子單元212可根據風力發電微電源供電的歷史數據、風力強度歷史數據和風力強度預測數據等對風力發電微電源1112所能供應的功率進行預測；負荷預測單元22可根據負荷用電的歷史數據、太陽光強度歷史數據、風力強度歷史數據、太陽光強度預測數據、風力強度預測數據等對負荷1120所需的功率進行預測。

基于圖6，微電源向負荷1120供電優選的可通過能量型儲能微電源1114的充放電實現，能量型儲能微電源1114的充電功率對應微電源可供應的功率，能量型儲能微電源1114的放電功率對應負荷1120所需的功率，因此，為保證微電網系統的安全運行，首先要保證能量型儲能微電源1114運行在安全狀態。為提供判斷能量型儲能微電源1114是否安全運行的對照參數，需要在微電網中央控制模塊2的數據庫中輸入能量型儲能微電源1114的儲能容量和充放電最大功率，儲能微電源1114的運行狀態只有在供用能平衡滯環裕量范圍內，才能夠實現微電源1110可供應的功率與負荷1120所需的功率的平衡。

當微電源單元111中包括能量型儲能微電源1114時，具體的，如圖8所示，監測設備1242具體還包括儲能監測設備1245，儲能監測設備1245用于監測電氣參數采集設備1241采集到所在區塊的能量型儲能微電源1114的實時電氣參數，進而監測能量型儲能微電源1114的運行狀態，并將所監測到的電氣參數數據和運行狀態數據傳輸至微電網中央控制模塊2。

需要說明的是，如上所述的微電網系統中，中壓儲能模塊11'和微電網供用能模塊11屬于直接供電、直接用電的一次設備，微電網中央控制模塊2、末端數據采集及控制模塊12、總數據采集監測單元5、網絡管理單元13、總網絡管理單元6和系統端通訊變換器7屬于對一次設備進行監測、控制和保護的二次設備。

實施例二

本實施例提供了一種微電網系統的控制方法，應用于如實施例一所述的微電網系統中，如圖9所示，微電網控制方法具體包括：

步驟S1：實時預測中壓儲能模塊的最大放電功率P_MAX、微電源單元中各微電源可供應的功率、以及負荷單元中各負荷所需的功率；

步驟S2：實時計算微電網系統全部負荷所需的總功率P_L；

步驟S3：實時判斷微電網系統與外部電網之間是否需要斷開，如果是，則判斷當前時間點所預測的中壓儲能模塊的最大放電功率P_MAX是否大于或等于所計算的微電網系統中全部負荷所需的總功率P_L，如果是，則進入步驟S4，如果否，則進入步驟S7；

步驟S4：計算中壓儲能模塊對微電網系統全部負荷的最大供電時間T；

步驟S5：斷開微電網系統與外部電網之間的連接，在最大供電時間T內，通過中壓儲能模塊對微電網系統中全部負荷進行供電，并根據實時預測的微電源單元中各微電源可供應的功率、負荷單元中各負荷所需的功率確定首次孤島范圍，使微電網系統進入孤島運行模式；

步驟S6：實時判斷微電源單元可供應的功率與當前孤島范圍內所覆蓋的全部負荷所需的功率是否保持平衡，如果否，則重新調整孤島范圍，使微電源單元可供應的功率與調整后的孤島范圍所覆蓋的全部負荷所需的功率重新達到平衡；

步驟S7：保持微電網系統與外部電網之間繼續連接，微電網系統不進行工作。

需要說明的是，在步驟S5中，是通過切除部分重要性較低的負荷，確定出首次孤島范圍的，而在步驟S6中，是通過對重要性較低的負荷的切除或者是納入部分未被供電的重要性較高的負荷來實現孤島范圍的調整。

在本實施例所提供的微電網系統的控制方法中，當外部電網發生突發故障，需要與微電網系統斷開連接時，當中壓儲能模塊的最大放電功率大于或等于所有負荷所需的功率時，可利用中壓儲能模塊向微電網系統中的所有負荷供電，可就為微電網系統劃分一合適的孤島范圍預留了一定時間，從而保證了微電網系統由并網狀態到離網狀態的平滑無縫切換。此外，利用本實施例所提供的微電網系統的控制方法，還可對微電源可供應的功率以及負荷所需的功率進行實時預測，實時判斷二者之間的關系，這樣，當二者處于非平衡態時，可通過對孤島范圍進行調整，使微電源可供應的功率與負荷所需的功率的關系快速恢復平衡，提高了微電網系統運行的安全可靠性和能源利用率。

以上所述僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。