一种微电网分布式电源分层协调控制系统和方法

摘要

本发明提供一种微电网分布式电源分层协调控制系统和方法，系统包括分散控制层、就地协调层和远程管理层；分散控制层的控制器采集信息并将控制器信息上传给就地协调层的就地协调控制器，再通过所述就地协调控制器上传给远程管理层的采集服务器；所述远程管理层的工作站下达计划运行指令给就所述就地控制器，由所述就地控制器进行协调控制，下达计划运行指令给所述控制器。该系统对微电网内的分布式电源、储能和负荷进行科学管理，计划发电调度，实现合理供电，满足微电网负荷供电需求；能有效控制能解决配电网运行可靠性问题，并满足对特定用户的特质性用电要求，提高各类能源的综合利用效益，具有很大的社会经济效益。

主权项

一种微电网分布式电源分层协调控制方法，其特征在于：采用微电网分布式电源分层协调控制系统对微电网分布式电源进行分层协调控制，所述系统包括分散控制层、就地协调层和远程管理层；分散控制层的控制器采集信息并将控制器信息上传给就地协调层的就地协调控制器，再通过所述就地协调控制器上传给远程管理层的采集服务器；所述远程管理层的工作站下达计划运行指令给就所述就地协调控制器，由所述就地协调控制器进行协调控制，下达计划运行指令给所述分散控制层的控制器；所述控制器信息包括所述控制器的运行模式、电压、电流、有功功率、无功功率和频率，所述计划运行指令包括计划发电指令和控制指令；所述分散控制层包括控制器，所述控制器包括分布式电源控制器、储能电池控制器、负荷控制器和离网/并网控制器，所述分布式电源控制器包括太阳能发电控制器和风能发电控制器；所述太阳能发电控制器包括DC/AC能量转换模块、滤波模块、传感器模块、A/D转换模块、CPU处理模块、存储器模块、显示模块、通信模块和控制输出模块；太阳能电池直流电经过所述DC/AC能量转换模块所述滤波模块转换为公用电网电源；所述传感器模块采集所述DC/AC能量转换模块的电压和电流信号，所述A/D转换模块将所述DC/AC能量转换模块的电压和电流信号转换为数字信号，并输入所述CPU处理模块进行数字信号处理，分别通过控制输出模块和显示模块对所述DC/AC能量转换模块进行控制和显示，所述太阳能发电控制器通过通信模块进行通信；所述风能发电控制器包括AC/DC/AC能量转换模块、滤波模块、传感器模块、A/D转换模块、CPU处理模块、存储器模块、显示模块、通信模块和控制输出模块；风力发电机的电能经过所述AC/DC/AC能量转换模块、所述滤波模块转换为公用电网电源；所述传感器模块采集所述AC/DC/AC能量转换模块的电压和电流信号，所述A/D转换模块将所述AC/DC/AC能量转换模块的电压和电流信号转换为数字信号，并输入所述CPU处理模块进行数字信号处理，分别通过所述控制输出模块和显示模块对所述AC/DC/AC能量转换模块进行控制和显示；所述风能发电控制器通过通信模块进行通信；所述储能电池控制器包括DC/AC能量转换模块、滤波模块、传感器模块、A/D转换模块、CPU处理模块、存储器模块、显示模块、通信模块和控制输出模块；储能电池的电能经过所述DC/AC能量转换模块、所述滤波模块转换为公用电网电源；所述传感器模块采集所述DC/AC能量转换模块的电压和电流信号，所述A/D转换模块将所述DC/AC能量转换模块的电压和电流信号转换为数字信号，并输入所述CPU处理模块进行数字信号处理，分别通过所述控制输出模块和显示模块对所述DC/AC能量转换模块进行控制和显示，所述储能电池控制器通过通信模块进行通信；所述负荷控制器包括传感器模块、A/D转换模块、CPU处理模块、存储器模块、显示模块、通信模块和控制输出模块；所述传感器模块采集负荷的电压和电流信号，所述A/D转换模块将所述负荷的电压和电流信号转换为数字信号，并输入所述CPU处理模块进行数字信号处理，分别通过所述控制输出模块和显示模块对开关进行分合控制和显示，所述负荷控制器通过通信模块进行通信；所述就地协调控制器包括CPU处理模块、存储器模块、显示模块、通信模块、对时模块和控制输出模块；所述对时模块进行对外统一对时，外部信息依次通过所述CPU处理模块、存储模块和显示模块和通信模块，进行信息处理、存储、显示和通信，所述CPU处理模块对所述控制输出模块进行控制输出；所述远程管理层包括采集服务器和通过通信网络与其连接的工作站；所述采集服务器采集所述控制器信息，所述工作站对采集信息进行分析和处理，并下达计划运行指令给所述就地协调控制器；所述方法包括以下步骤：步骤1：微电网离网运行；步骤2：微电网离网转并网；步骤3：微电网并网运行；步骤4：微电网并网转离网；所述步骤1中，微电网的离网运行方式包括远程管理层参与的离网运行和远程管理层不参与的离网运行；远程管理层参与的离网运行包括以下步骤：步骤A：所述工作站下达计划运行指令给就地协调控制器；步骤B：所述就地协调控制器将计划运行指令下达给所述分散控制层；其中，所述太阳能发电控制器和风能发电控制器分别接收所述计划运行指令，均运行在PQ模式；所述储能电池控制器接收所述计划运行指令，运行在V/f模式；所述负荷控制器接收所述计划运行指令，控制负荷的投切；步骤C：所述太阳能发电控制器、风能发电控制器、储能电池控制器和负荷控制器分别按照所述计划运行指令，控制太阳能电池、风能发电机、储能电池的输出和负荷投切；步骤D：所述太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器分别将各自的发电信息上送给就地协调控制器，所述负荷控制器将负荷信息上送给就地协调控制器，所述发电信息和负荷信息均由就地协调控制器上送给远程管理层；远程管理层不参与的离网运行包括以下步骤：步骤A：就地协调控制器下发计划运行指令给分散控制层；其中：所述太阳能发电控制器和风能发电控制器分别接收计划运行指令，运行在PQ模式；所述储能电池控制器接收计划运行指令，运行在V/f模式；所述负荷控制器接收计划运行指令，控制负荷的投切；步骤B：所述太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器分别上送各自的发电信息给就地协调层的就地协调控制器，所述负荷控制器上送负荷信息给就地协调层的就地协调控制器，就地协调控制器根据接收的发电信息和负荷信息，实时对太阳能发电控制器、风能发电控制器以及负荷控制器进行调节控制，稳定微电网离网运行；步骤C：就地协调层将发电信息和负荷信息上送给远程管理层；所述步骤2包括以下步骤：步骤A：工作站下达并网指令给就地协调层的就地协调控制器；步骤B：所述就地协调控制器下达并网指令给离网/并网控制器，离网/并网控制器进行检同期合闸，离网/并网开关闭合，实现与公用电网连接并网；步骤C：就地协调控制器检测到所述离网/并网开关处于合闸位置，下达切换指令给储能电池控制器切换成PQ模式，所述太阳能发电控制器和风能发电控制器均运行在PQ模式，完成整个离网转并网切换；步骤D：所述太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器将各自模式信息和发电信息上送给就地协调层，所述负荷控制器将负荷信息上送给就地协调层，所述模式信息、发电信息和负荷信息均由就地协调层上送给远程管理层；所述步骤3包括以下步骤：步骤A：远程管理层接收上一级配网调度的指令，向上一级配网调度传输微电网运行信息，向所述就地协调控制器下达计划运行指令；步骤B：就地协调控制器向太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器均下发控制指令，使太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器均处于PQ模式，实现太阳能发电、风能发电和储能电池的充放电；步骤C：所述太阳能发电控制器、风能发电控制器和储能电池控制器上送各自模式信息和发电信息给就地协调层，所述负荷控制器将负荷信息给就地协调层，所述模式信息、发电信息和负荷信息均由就地协调层上传给远程管理层；所述步骤4中，微电网并网转离网包括计划性离网和非计划性离网。