一種智能電網管理系統技術方案

一種智能電網管理系統，在某一區域內建立基于光伏發電和風力發電等可在生能源與傳統電網共同供電為主，微燃機發電為補充，蓄電池儲能作為調節裝置，并將供電系統與該區域的配電系統、各個樓宇用戶的用電系統進行綜合聯網構成區域級的微型智能電網系統，然后利用網絡通信與智能控制為神經中樞，對包括發電及儲能側管理系統和用電側管理系統在內的智能電網系統進行綜合管理，可有效提升該區域的可在生能源的利用率，提高該區域供電網絡的可靠性，提高整個該區域電網的智能化程度，還可以有效節約能源并提高用戶用電滿意度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種智能電網管理系統。
技術介紹
隨著電網技術和信息技術的發展，智能電網技術成為推動電網發展和提升用戶體驗的重要技術。智能電網是以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網。可再生能源是未來潛力巨大的電力能源，利用分布式發電、微網技術、網絡通信技術和智能控制技術，可在區域內建立基于光伏發電和風力發電等可在生能源與傳統電網共同供電為主，微燃機發電為補充，蓄電池儲能作為調節裝置，并將供電系統與區域的配電系統、各個樓宇用戶的用電系統進行綜合聯網構成區域級的微型智能電網系統，然后利用網絡通信與智能控制為神經中樞，對智能電網系統進行綜合管理，可有效提升區域可在生能源的利用率，提高區域供電網絡的可靠性，提高整個區域電網的智能化程度，還可以有效節約能源并提高用戶滿意度，是未來區域供用電系統的發展方向。目前有不少小區都裝了光伏發電系統，極少數小區還裝了小型風力發電系統，但這些系統一般都是獨立運行，并由供電公司統一購買發電量，然后通過電網統一賣給用戶， 基本不涉及到可在生能源發電系統的能量管理與儲能，也很少與用電系統進行綜合管理， 一方面難以提高可在生能源的利用率，另一方面沒有與用電環節進行綜合管理，用戶支持度不高，參與意識很低，很難提高小區的節電率。同時有部分專利也做了相關的研究和介紹，如中國專利CN201674427U的《太陽能供電的智能樓宇控制系統》著重介紹了以太陽能為供電為主要來源的智能樓宇控制系統，不涉及到可在生能源發電系統的能量管理與儲能，用電系統單一，沒有綜合的對發電和用電進行管理，基本上不涉及用戶交互。專利 CN100394749C《智能家居與智能小區的自動化控制系統》著重介紹了一種自動化控制系統在小區和家居中的應用，實現設備的自動化和智能化控制，并沒有充分利用可再生能源，也沒有關注節約用電策略，節電的效果不顯著。這些專利基本上都是著重于某些個別系統和方法，并沒有介紹一種綜合性、功能較為齊全的小區集成了綠色發電和智能化節能用電的應用方案。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提出了一種具有擴展性、 可維護性、安全性高，同時主要考慮提高可再生能量利用率和節電效率的區域性微型智能電網管理系統。本專利技術是利用現代傳感技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術，實現小區內各種信息的采集、處理、傳輸、顯示和高度集成共享，實現區域可再生能源發電和可靠供電、區域內可再生資源和用電負荷的高效整合和優化利用、智能高效用電、實現區域內和家庭各種機電設備和安防設備的自動化、智能化監控，實現小區生活與工作安全、舒適、高效，實現綠色發電和節能用電。本專利技術通過以下技術方案來實現—種智能電網管理系統，其特征在于，該系統包括發電及儲能側管理系統和用電側管理系統。所述的發電及儲能側管理系統對發電儲能系統進行有效的管理。其中發電及儲能系統主要包括了傳統電網供電、可再生能源發電、補充發電、儲能系統。所述的發電及儲能側管理系統中具體包括發電監控模塊、供電方式自動調控模塊、儲能監控模塊、自動配網模塊、自愈系統、發電和儲能調控模塊、發電量的預測模塊、電價管理模塊、應急管理模塊、遠程監控模塊。所訴的發電及儲能側管理系統通過有線網絡傳輸介質比如雙絞線、光纖或者是無線傳感網絡來獲取發電及儲能系統的各種信息，同時還給向其發送各種控制指令使得發電及儲能系統能夠按照所述的發電及儲能側管理系統的要求工作。所述的用電側管理系統是對區域內的用電負荷進行管理，其中區域內的用電負荷主要是家庭用電和區域內公共用電所述的用電側管理系統具體包括家庭用電設備的用電監控模塊、區域公共設備用電監控模塊、用電量預測模塊、設備智能化管理模塊、設備遠程監控模塊、節約用電控制策略模塊、預付費管理模塊等。發電及儲能側管理系統和用電側管理系統兩大系統通過先進的網絡通信技術，實現了雙向的數據的交互和數據的共享，在此基礎上實現兩大系統的綜合協調控制，具體表現在發電及儲能側管理系統利用用電側管理系統的各種狀態信息和控制策略信息來提高發電及儲能系統的效率和可靠性，用電側管理系統利用發電及儲能側管理系統的狀態信息和控制信息來優化用電管理策略并提升用戶價值，從而達到綜合提高可再生能源利用率、提高系統智能化和節能用電的目的。所述發電監測模塊實時監測傳統電網的供電運行狀態和電量，以及可再生能源發電狀態和發電量，并將供電、發電的狀態信息以及電量進行存儲，以供所述的發電儲能側管理系統的其他模塊使用，并實時傳輸給所述的用電側管理系統，以供智能化用電管理策略使用。所述的供電方式自動調控模塊根據所述的發電監測模塊存儲的信息以及所述的用電側管理系統傳來的預測的用電量信息，通過預存的各種控制策略自動地選擇某一時刻或時段的供電方式，包括但不限于如下所列1、大電網單獨供電方式在可再生能源及其儲能系統故障或者無法輸出電能時， 由大電網單獨供電。2、可再生能源發電單獨供電方式當可再生能源發電量完全能夠滿足用戶用電需求時由可再生能源單獨供電。3、可再生能源發電單獨供電且給儲能系統充電方式當可再生能源可用功率大于用戶用電量時，多余功率用于給儲能系統充電。4、可再生能源與儲能系統共同供電方式當可再生能源發電量與儲能系統放電量能夠完全滿足用戶用電需求、且根據用戶用電量預測、在未來一段時間內可再生能源功率大于用戶用電需求時，可由可再生能源與儲能系統共同供電。5、補充發電系統單獨供電方式當傳統電網和可再生能源發電系統同時出現故障的情況下系統將自動切換到所述方式，同時限制用戶僅可使用基本用電功率。6、混合供電方式當即將達到用電高峰時系統自動切換到傳統電網和可再生能源發電同時供電的模式；在引入實時電價時，可實時調節傳統電網與可再生能源的用電比例， 以減少用戶費用。7、傳統電網給儲能系統充電方式當達到用電低谷且儲能系統能量較少時，采用傳統電網給儲能系統充電，可同時提升電網和用戶價值。所述的儲能監控模塊實時地監測儲能設備的運行狀態以及所儲電量，并將這些狀態信息和儲電量進行存儲，以備所述的發電儲能側管理系統的其他模塊使用。所述的自動配網模塊對區域配網的運行工況進行監視、控制，并對其設備和日常工作實現離線、在線管理，提高配網運行的可靠性和故障自動分段、故障快速處理。所述的發電儲能調控模塊根據所述的用電側管理系統傳輸過來的用電量的統計信息和用電量的預測信息，如圖2所示，通過各種策略管理自動的調控可再生能源發電所產生的電力的使用方式，主要是直接供電和電能存儲兩種方式1、直接供電將可再生能源所產生的全部電力直接用于供電。2、電能存儲當傳統電網和可再生能源所產生的電力足夠所述的用電側管理系統中各種用電負荷某一時刻或者未來某一時間段的使用時，可將可再生能源的所產生多余的電力進行存儲。所述的自愈模塊利用發電監控模塊、儲能監測模塊所存儲的大量運行狀態信息進行實時或超實時仿真，實現故障發展快速仿真的實時預測功能，為調度員提供緊急狀態下的決策支持；同時對于故障后的系統實現超實時的分析計算，從而實現對各發電、供電和儲能系統的實時控制，如存在可能導致區域級停電的高風本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種智能電網管理系統，其特征在于所述的智能電網管理系統包括發電與儲能側管理系統和用電側管理系統；所述的發電及儲能側管理系統對發電儲能系統進行管理；發電及儲能系統包括傳統電網供電、可再生能源發電、補充發電、儲能系統；所述的發電及儲能側管理系統包括：發電監控模塊、供電方式自動調控模塊、儲能監控模塊、自動配網模塊、自愈系統、發電和儲能調控模塊、發電量的預測模塊、電價管理模塊、應急管理模塊和遠程監控模塊；所述的發電及儲能側管理系統通過有線網絡傳輸介質獲取發電及儲能系統的信息，同時還給向發電及儲能系統發送各種控制指令使得發電及儲能系統按照所述的發電及儲能側管理系統的要求工作；所述的用電側管理系統對區域內的家庭用電和公共用電用電負荷進行管理，所述的用電側管理系統包括：家庭用電設備的用電監控模塊、區域公共設備用電監控模塊、用電量預測模塊、設備智能化管理模塊、設備遠程監控模塊、節約用電控制策略模塊和預付費管理模塊；發電與儲能側管理系統和用電側管理系統兩大系統通過網絡通信技術進行數據的交互與共享，實現發電與用電的綜合協調控制。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖承林，吳艷，吉莉，李芳，王麗芳，
申請(專利權)人：中國科學院電工研究所，
類型：發明
國別省市：11