一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)，屬于發(fā)電、變電或配電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從21世紀(jì)開始，研究人員開始認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有供電系統(tǒng)的不足。首先:現(xiàn)有供電系統(tǒng)的需求預(yù)測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)不能提供即時(shí)的能源；其次新興的環(huán)境安全問題和能源問題限制了其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模。因此利用光能、風(fēng)能、沼氣等能源的發(fā)電方式應(yīng)運(yùn)而生，分布式發(fā)電技術(shù)具有環(huán)境污染小、能源利用效率高和發(fā)電方式靈活的特點(diǎn)，已成為了電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，分布式電源的概念被提出。
[0003]分布式電源(即Distributed Generat1n，簡(jiǎn)稱DG)指為滿足終端用戶的特殊要求，接在用戶側(cè)附近的小型發(fā)電系統(tǒng)。它們的規(guī)模一般不大，通常為幾十千瓦至幾十兆瓦，所用的能源包括天然氣(含煤層氣，沼氣)、太陽能、生物智能、氫能、風(fēng)能、小水電等清潔能源或可再生能源，而儲(chǔ)能裝置主要為蓄電池等。為了提高能源利用率，同時(shí)降低成本，往往采用冷、熱、電等各種能源一起供應(yīng)的系統(tǒng)成為分布式電源系統(tǒng)，而包括分布式能源在內(nèi)的電力系統(tǒng)稱為分布式能源電力系統(tǒng)。
[0004]迄今為止，分布式電源技術(shù)的潛力尚未得到充分發(fā)揮，究其原因，主要有以下幾占.V.(I)分布式電源自身的特性決定了一些電源的出力將隨外部條件的變化而變化，表現(xiàn)出間歇性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，使得這些電源僅依靠自身的調(diào)節(jié)能力難以滿足負(fù)荷的功率平衡，且不可調(diào)度，需要其他電源或儲(chǔ)能裝置的配合以提供支持和備用。
[0005](2)分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行改變了系統(tǒng)中的潮流分布，對(duì)配電網(wǎng)而言，由于分布式電源的接入導(dǎo)致系統(tǒng)中具有雙向潮流，給電壓調(diào)節(jié)、保護(hù)協(xié)調(diào)與能量?jī)?yōu)化帶來了新問題。
[0006](3 )多數(shù)分布式電源需要通過電力電子接口并入電網(wǎng)，大量電力電子設(shè)備和電容、電感的引入，易影響周邊用戶的供電質(zhì)量，外界產(chǎn)生干擾可能導(dǎo)致頻率和電壓的不同步，從而拖垮整個(gè)系統(tǒng)。
[0007](4)為數(shù)眾多、形式各異、不可調(diào)度的分布式電源將給依靠傳統(tǒng)集中式電源調(diào)度方式進(jìn)行管理的系統(tǒng)運(yùn)行人員帶來更大的困難，缺乏有效的管理將導(dǎo)致分布式電源運(yùn)行時(shí)的“隨意性”，給系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性造成隱患。
[0008]分布式發(fā)電使得配網(wǎng)的繼電保護(hù)配置和控制裝置的選擇更加復(fù)雜等問題也不得不考慮，為了更好地挖掘分布式發(fā)電的潛力，解決分布式發(fā)電對(duì)大電網(wǎng)帶來的不利影響，微網(wǎng)的概念被提出。
[0009]微網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行?，F(xiàn)有研究和實(shí)踐已表明，將分布式電源供能系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，與大電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最有效方式。
微網(wǎng)有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn):(1)微網(wǎng)集成了多種能源輸入(太陽能、風(fēng)能、常規(guī)化石燃料、生物質(zhì)能等)、多種產(chǎn)品輸出(冷、熱、電等)、多種能源轉(zhuǎn)換單元(燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)，儲(chǔ)能系統(tǒng)等)，是化學(xué)、熱力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)等行為相互耦合的非同性復(fù)雜系統(tǒng)，具有實(shí)現(xiàn)化石燃料和可再生能源的一體化循環(huán)利用的固有優(yōu)勢(shì)。(2)微網(wǎng)中包含多種分布式電源，且安裝位置靈活，一般通過電力電子接口接入，并通過一定的控制策略協(xié)調(diào)運(yùn)行，共同統(tǒng)一于微網(wǎng)這個(gè)有機(jī)體中。因此，微網(wǎng)在運(yùn)行、控制、保護(hù)等方面需要針對(duì)自身獨(dú)有的特點(diǎn)發(fā)展適合不同接入點(diǎn)的分析方法。(3)—般來說，微網(wǎng)與外電網(wǎng)之間僅存在一個(gè)公共連接點(diǎn)(PCC)，因此，對(duì)外電網(wǎng)來說，微網(wǎng)可以看作電網(wǎng)中的一個(gè)可控電源或負(fù)載，它可以在數(shù)秒鐘內(nèi)反應(yīng)以滿足外部輸配電網(wǎng)絡(luò)的需求，既可以從外電網(wǎng)獲得能量，在微網(wǎng)內(nèi)電力供應(yīng)充足或外電網(wǎng)供電不足時(shí)，微網(wǎng)甚至可以向電網(wǎng)倒送電能。(4)微網(wǎng)存在兩種運(yùn)行模式，正常狀況下，與外電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，微網(wǎng)與外電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，共同給微網(wǎng)中的負(fù)荷供電；當(dāng)監(jiān)測(cè)到外電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，則微網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式，由微網(wǎng)內(nèi)的分布式電源給微網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵負(fù)荷繼續(xù)供電，保證負(fù)荷的不間斷電力供應(yīng)，維持微網(wǎng)自身供需能量平衡，從而提高了供電的安全性和可靠性；待外電網(wǎng)故障消失或電能質(zhì)量滿足要求時(shí)，微網(wǎng)重新切換到聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式。微網(wǎng)控制器需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件的變化實(shí)現(xiàn)兩種模式之間的平滑切換。(5)微網(wǎng)一般存在上層控制器，通過能量管理系統(tǒng)對(duì)分布式電源進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度和能量?jī)?yōu)化管理，可以利用微網(wǎng)內(nèi)各種分布式電源的互補(bǔ)性，更加充分合理的利用能源。
[0010]國內(nèi)對(duì)微網(wǎng)的研究起步較晚，目前對(duì)微網(wǎng)控制的研究并不完善，微網(wǎng)的應(yīng)用也深受限制，因此，研究一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制模擬系統(tǒng)，以便對(duì)微網(wǎng)控制的深入研究具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種可以模擬多微網(wǎng)接入控制策略，查看控制策略效果的配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)。
[0012]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是:一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)，包括多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊、用戶界面模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、潮流計(jì)算模塊和控制豐旲塊;
所述多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊用于搭建多微網(wǎng)模型；
所述用戶界面模塊用于對(duì)所述多微網(wǎng)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示；
所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于所述多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊、用戶界面模塊、潮流計(jì)算模塊、通訊模塊和控制模塊之間的數(shù)據(jù)匯總處理和傳輸；
所述潮流計(jì)算模塊用于對(duì)所述多微網(wǎng)模型進(jìn)行潮流計(jì)算；
所述控制模塊用于對(duì)所述多微網(wǎng)模型進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；
所述多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述用戶界面模塊的信號(hào)輸入端連接，所述用戶界面模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端連接，所述潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述用戶界面模塊的信號(hào)輸入端和控制模塊的信號(hào)輸入端連接，所述控制模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端和多微網(wǎng)模型模的信號(hào)輸入端連接。
[0013]進(jìn)一步的:所述多微網(wǎng)模型包括微網(wǎng)和該微網(wǎng)中的子微網(wǎng)，所述微網(wǎng)與配電網(wǎng)通過唯一的并網(wǎng)點(diǎn)連接，所述微網(wǎng)與所述子微網(wǎng)通過唯一的接入點(diǎn)連接；
所述控制模塊包括所述微網(wǎng)中的中央控制器、所述子微網(wǎng)中的微網(wǎng)控制器、所述子微網(wǎng)中的微源控制器及所述子微網(wǎng)中的負(fù)荷控制器；
所述微源控制器包括主微源控制器和從微源控制器；
所述中央控制器用于調(diào)節(jié)所述微網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，所述微網(wǎng)控制器用于調(diào)節(jié)所述子微網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，所述主微源控制器用于調(diào)節(jié)所述分布式電源的輸出電壓頻率，所述從微源控制器用于調(diào)節(jié)所述分布式電源的輸出功率，所述負(fù)荷控制器用于調(diào)節(jié)所述子微網(wǎng)中負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。
[0014]進(jìn)一步的:還包括通訊模塊，所述通訊模塊用于所述中央控制器、微網(wǎng)控制器、微源控制器和負(fù)荷控制器之間的命令及狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸。
[0015]進(jìn)一步的:所述多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊為netlogo，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為matlab，所述潮流計(jì)算模塊為opendss。
[0016]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果是:1)由于潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述用戶界面模塊的信號(hào)輸入端和控制模塊的信號(hào)輸入端連接，所述控制模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊分別與所述潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端和多微網(wǎng)模型模的信號(hào)輸入端連接，所以本仿真平臺(tái)可以根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)連續(xù)循環(huán)更改微網(wǎng)控制策略并且實(shí)時(shí)顯示微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；2)由于控制模塊包括所述微網(wǎng)中的中央控制器、所述子微網(wǎng)中的微網(wǎng)控制器、所述子微網(wǎng)中的微源控制器及所述子微網(wǎng)中的負(fù)荷控制器，并不是采用傳統(tǒng)的由中央控制器對(duì)整體做出控制，而是各個(gè)控制器基于本地運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，由于采用分層控制，各個(gè)控制器之間存在通訊，便于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，并且各個(gè)控制器根據(jù)本地網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)運(yùn)行模式進(jìn)行控制，這使得控制器具有一定獨(dú)立性，增加了微網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)的模塊調(diào)用關(guān)系圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)的控制實(shí)現(xiàn)模塊流程圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)的微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0020]本實(shí)施例的配電網(wǎng)中多微網(wǎng)接入策略控制仿真平臺(tái)，包括多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊、用戶界面模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、潮流計(jì)算模塊和控制模塊；多微網(wǎng)模型實(shí)現(xiàn)模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與用戶界面模塊的信號(hào)輸入端連接，用戶界面模塊的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端連接，潮流計(jì)算模塊的信號(hào)輸出