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CN109066774B - 利用分布式能源区域管控系统及其控制方法 - Google Patents

利用分布式能源区域管控系统及其控制方法 Download PDF

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CN109066774B CN201810869311.XA CN201810869311A CN109066774B CN 109066774 B CN109066774 B CN 109066774B CN 201810869311 A CN201810869311 A CN 201810869311A CN 109066774 B CN109066774 B CN 109066774B
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Wuhu Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
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Nanjing Nengdi Electrical Technology Co ltd
Wuhu Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种分布式能源区域管控系统，在变电站出线端安装一台分布式能源区域管控设备，在每个分布式能源并网点安装一台并网接口设备，每台并网接口设备分别通讯连接各自的分布式能源并网点，同时还与远端的分布式能源区域管控设备通讯连接。该系统通过储能系统的功率控制可以有效抑制分布式能源的功率波动和不规则启停对于配电网供电电压质量的影响，有效提升网络的电压水平。

Description

利用分布式能源区域管控系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于电力传输技术领域，特别涉及一种利用分布式能源区域管控系统解决分布式能源并网后带来的电压越限问题的分布式能源区域管控系统，还涉及该系统的控制方法。
背景技术：
智能配电网中分布式能源的起动与停运容易受自然条件、用户需求以及政策法规等诸多因素的影响，因此分布式能源极易发生不规则启停的现象，而且间歇性的分布式能源功率输出固有的波动性和间歇性，都会对配电网造成明显的电压波动。此外，分布式能源与配电网负荷的不协调运行也有可能导致配电网的电压质量进一步恶化。例如，光伏发电在中午光照强度很大的时候可以发出较大的有功功率而在晚上则没有功率输出，这样的话就可能导致白天时候该点电压水平偏高，而夜晚期间电压水平偏低，特别是若光伏的容量较大，接入点在馈线的末端情况下，这种现象更为明显。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种分布式能源区域管控系统，从而克服上述现有技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种分布式能源区域管控系统，在变电站出线端安装一台分布式能源区域管控设备，在每个分布式能源并网点安装一台并网接口设备，每台并网接口设备分别通讯连接各自的分布式能源并网点，同时还与远端的分布式能源区域管控设备通讯连接。
本发明进一步限定的技术方案为：
优选地，上述技术方案中，分布式能源为分布式光伏电站。
一种利用分布式能源区域管控系统的控制方法，按照如下步骤进行：
S1，在分布式能源并网处通讯连接并网接口设备；
S2，在分布式能源区域管控设备上设置各个分布式能源的参数包括：额定容量、电压越限值和调节命令；
S3，各接口设备将所处位置的电压和分布式能源运行状态发送给分布式能源区域管控设备；
S4，设定一个电压标准值，将每个并网接口设备获得的电压值与所述电压标准值作比较，如果两者差大于电压越限值，则进入S5，否则继续重复S4；
S5，当分布式能源区域管控设备判断出电压越限时，分布式能源区域管控设备执行以下2个策略：减少DG（分布式发电装置Distributed Generation,DG）的出力，储能电池充电；
S6，将2个策略发送给电压越线处的并网接口设备；
S7，并网接口设备根据收到的策略和充电电流量对该处的储能电池进行充电；
S8，分布式能源区域管控设备根据此时收到的电压值，电压值与所述电压标准值作比较，如果两者差小于电压越限值，则停止发送调节命令并重复步骤S4，如果两者差大于电压越限值，则继续减少DG的出力；
S9，重复步骤S8，直至DG出力为0。
本发明进一步限定的技术方案为：
优选地，上述技术方案中，步骤S4中，设定分布式能源并网点电压按照距离变电站从近到远顺序为U1、U2。。。Un，所述n为正整数，当Un与所述电压标准值差大于电压越限值，其后方的所有的分布式能源并网点均均进入S5。
优选地，上述技术方案中，步骤1中，如果该分布式能源并网处已经有了类似设备，则部署通讯转接装置，完成就地的数据采集和与分布式能源区域管控设备通讯的功能。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过储能系统的功率控制可以有效抑制分布式能源的功率波动和不规则启停对于配电网供电电压质量的影响，有效提升网络的电压水平。
附图说明：
图1为现有配电网络示意图；
图2为本发明的分布式能源区域管控系统安装在配电网中的示意图；
图3为电压越下限后的调整示意图；
图4为电压越上限后的调整示意图。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护 范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包 括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或 组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
一种分布式能源区域管控系统，其特征在于：在变电站出口处安装一台分布式能源区域管控设备，在其下端的每个分布式能源并网点安装并网接口设备。该并网接口设备实时传输相应节点的电流、电压、开关位置、分布式能源相关参数给区域管控设备。区域管控设备根据这些数据对下端的分布式能源进行控制。
系统的示意图如图2。
在很多情况下，分布式能源的并网降低了电压质量。但通过图2所示的分布式能源区域管控系统可以明显改善部分节点的电压质量，避免出现电压越限问题。
一种分布式能源区域管控系统的控制方法，按照如下步骤进行：
1）将分布式能源区域管控设备部署在变电站出线处。
2）在分布式能源并网处部署接口设备（如果该分布式能源并网处已经有了类似设备，则部署通讯转接装置，完成就地的数据采集和与分布式能源区域管控设备通讯的功能）；
3）在分布式能源区域管控设备上设置各个分布式能源的参数：额定容量、电压越限值、调节命令等；
4）各并网接口装置将所处位置的电压和分布式能源运行状态发送给分布式能源区域管控设备；
5）当分布式能源区域管控设备判断出U3电压越限时，根据此时分布式能源运行状态给出策略；（以U3电压越上限为例）
6）分布式能源区域管控设备执行以下2个策略1）减少DG的出力；2）储能电池充电；
7）将策略2发送给储能电池处的并网接口设备。
8）储能电池处的并网接口设备根据收到的策略和充电电流量对电池进行充电；
9）分布式能源区域管控设备根据此时收到的U2和U3电压，如果已在合格范围内，则停止发送调节命令。如果没有在合格范围内，则继续以下步骤。
10） 将策略1发送给DG处的并网接口设备。
11） DG处的并网接口设备根据收到的策略和出力调节量对DG进行调节；
12） 分布式能源区域管控设备根据此时收到的U2和U3电压，如果已在合格范围内，则停止发送调节命令。如果没有在合格范围内，则继续10）和11）步骤。直到调节量到达最大值（即分布式DG出力为0）。
通过分布式能源区域管控系统提高电压质量，解决电压越限问题的过程如下：
图3中Ⅱ号曲线是DG无输出（或退出工作）且储能未参与调节，可以看出此时U2的节点电压水平偏低，U3因为处于馈线末端，节点电压水平越过了低电压的限制。
在安装了分布式能源区域管控系统后，系统中的并网接口设备将此时的U1、U2和U3电压值、DG出力状态、储能电池运行状态均通过环网传输给分布式能源区域管控设备，该设备集中数据后，判别出U3处出现了电压越下限，则执行以下2个策略1）增加DG的出力；2）储能电池放电。这2个策略的执行也是通过环网传输给并网接口设备实施具体操作。
图4中Ⅱ号曲线是DG输出功率较大且储能未参与调节，可以看出此时U2的节点电压水平偏高，U3节点电压水平越过了低电压的限制。
在安装了分布式能源区域管控系统后，系统中的并网接口设备将此时的U1、U2和U3电压值、DG出力状态、储能电池运行状态均通过环网传输给分布式能源区域管控设备，该设备集中数据后，判别出U3处出现了电压越上限，则执行以下2个策略1）减少DG的出力；2）储能电池充电。这2个策略的执行也是通过环网传输给并网接口设备实施具体操作。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实 现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种利用分布式能源区域管控系统的控制方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
S1，在分布式能源并网处通讯连接并网接口设备；
S2，在分布式能源区域管控设备上设置各个分布式能源的参数包括：额定容量、电压越限值和调节命令；
S3，各接口设备将所处位置的电压和分布式能源运行状态发送给分布式能源区域管控设备；
S4，设定一个电压标准值，将每个并网接口设备获得的电压值与所述电压标准值作比较，如果两者差大于电压越限值，则进入S5，否则继续重复S4；
S5，当分布式能源区域管控设备判断出电压越限时，分布式能源区域管控设备执行以下2个策略：减少DG的出力，储能电池充电；
S6，将2个策略发送给电压越线处的并网接口设备；
S7，并网接口设备根据收到的策略和充电电流量对该处的储能电池进行充电；
S8，分布式能源区域管控设备根据此时收到的电压值，电压值与所述电压标准值作比较，如果两者差小于电压越限值，则停止发送调节命令并重复步骤S4，如果两者差大于电压越限值，则继续减少DG的出力；
S9，重复步骤S8，直至DG出力为0。
2.根据权利要求1所述的利用分布式能源区域管控系统的控制方法，其特征在于：步骤S4中，设定分布式能源并网点电压按照距离变电站从近到远顺序为U1、U2…Un，所述n为正整数，当Un与所述电压标准值差大于电压越限值，其后方所有的分布式能源并网点均进入S5。
3.根据权利要求1所述的利用分布式能源区域管控系统的控制方法，其特征在于：步骤1中，如果该分布式能源并网处已经有了类似并网接口设备的设备，则部署通讯转接装置，完成就地的数据采集和与分布式能源区域管控设备通讯的功能。
4.根据权利要求1所述的利用分布式能源区域管控系统的控制方法，其特征在于：所述分布式能源区域管控系统具体为：在变电站出线端安装一台分布式能源区域管控设备，在每个分布式能源并网点安装一台并网接口设备，每台并网接口设备分别通讯连接各自的分布式能源并网点，同时还与远端的分布式能源区域管控设备通讯连接。
5.根据权利要求1所述的利用分布式能源区域管控系统的控制方法，其特征在于：分布式能源为分布式光伏电站。
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