一种微电网监控系统的制作方法

本发明涉及微电网领域，具体涉及一种微电网监控系统。

背景技术：

微电网，是由分布式发电dg、负荷、储能设备及控制装置构成的一个单一可控的独立发电系统，微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

然而现有的微电网监控平台功能较单一，不够智能化，而且对微电网功率的计算误差较大，功率监控效果不够理想。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种微电网监控系统，包括：

光伏发电监控装置、风力发电监控装置、微型燃气轮机发电监控装置、其他发电监控装置、储能监控装置、负荷监控装置和综合信息监控装置，其中，

光伏发电监控装置用于：

(1)实时显示光伏的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计co2总减排量以及每日发电功率曲线图，

(2)查看各光伏逆变器的运行参数，包括直流电压、直流电流、流功率、交流电压、交流电流、频率、当前发电功率、功率因数、日发量、累计发电最、累计c02减排量、逆变器机内温度以及24h内的功输出曲线图，

(3)监视逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，看故障原因及故障时间，故障信息包括：电网电压过高、电网电压过低、电网频率过高、电网频率过低、直流电压过高、直流电压过低、逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路、散热器过热、逆变器孤岛、通信失败，

(4)预测光伏发电的短期和超短期发电功率，为微电网能量优化调度提供依据，

(5)调节光伏发电功率，控制光伏逆变器的启停；

风力发电监控装置用于：

(1)实时显示风力发电的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量，以及24h内发电功率曲线图。

(2)采集风机运行状态数据，主要包括三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、输出功率、发电机转速、风轮转速、发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、控制板温度、机械制动闸片磨损及温度、电缆扭绞、机舱振动、风速仪和风向标。

(3)预测风力发电的短期和超短期发电功率，为微电网能量优化调度提供依据。

(4)调节风力发电功率，控制逆变器的启停；

微型燃气轮机发电监控装置用于：

(1)监测微型燃气轮机发电机组主要的工作参数，包括转速、燃气进气量、燃气压力、排气压力、排气温度、爆震量、含氧量，

(2)监测并网前后电压、电流、频率、相位和功率因数，

(3)对微型燃气轮机发电机组工作状态分忻、管理和工作状态的调节；

其他发电监控装置用于：

监控当前dg输出电压、工作电流、输入功率、并网电流、并网功率、电网电压、当前发电功率、累计发电功率、24h内的功率输出曲线、24h内的并网功率曲线；

储能监控装置用于：

(1)实时显示储能的当前可放电量、可充电量、最大放电功率、当前放电功率、可放电时间、总充电量、总放电量，

(2)遥信：交直流双向变流器的运行状态、保护信息、告警信息，其中，保护信息包括低电压保护、过电压保护、缺相保护、低频率保护、过频率保护、过电流保护、器件异常保护、电池组异常工况保护、过温保护，

(3)遥测：交直流双向变流器的电池电压、电池充放电电流、交流电压、输入输出功率，

(4)遥凋：对电池充放电时间、充放电电流、电池保护电压进行遥调，实现远端对交直流双向变流器相关参数的调节，

(5)遥控：对交直流双向变流器进行远端遥控电池充电、电池放电；

负荷监控装置用于:

(1)监测负荷电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率，

(2)记录负荷最大功率及出现时间、最大三相电压及出现时间、最大三相功率因数及出现时间，统计监测电压合格率、停电时间，

(3)提供负荷超限报警、历史曲线、报表、事件查询；

综合信息监控装置用于：

监视微电网系统运行的综合信息，包括微电网系统频率、公共连接点的电压、配电交换功率，并实时统计微电网总发电出力、储能剩余容量、微电网总有功负荷、总无功负荷、敏感负荷总有功、可控负荷总有功、完全可切除负荷总有功，并监视微电网内部各断路器开关状态、各支路有功功率、各支路无功功率、各设备的报警实时信息，完成整个微电网的实时监控和统计。

优选地，所述系统从微电网的配电网调度层、集中控制层、就地控制层三个层面进行综合管理和控制，其中配电网调度层从配电网安全、经济运行的角度协调多个微电网，微电网接受上级配电网的调节控制命令，微电网集中控制层集中管理分布式电源和各类负荷，在微电网并网运行时负责实现微电网价值的最大化并优化微电网运行，在离网运行时调节分布电源出力和各类负荷的用电情况，下层就地控制层的分布式电源控制器和负荷控制器，负责微电网的暂态功率平衡和低频减载。

优选地，所述负荷监控装置还用于：按照如下方式计算有功功率pl:

其中,,fⁱ为第i个储能设备的设备频率，fn为系统额定频率，*为标幺值，pln为额定频率下的有功功率，pv为对系统电压波动的补偿，a0+a1+…+an=1。

本发明的一种微电网监控系统通过采集分布式发电dg电源点、线路、配电网、负荷等实时信息，形成整个微电网潮流的实时监视，实时调度调整微电网的运行，并对微电网有功功率进行准确估计，增强了功率监控效果。

附图说明

图1是本发明微电网监控系统的架构图；

图2是本发明微电网监控系统的层次结构图。

具体实施方式

微电网监控管理系统，主要是对微电网内部的分布式发电、储能装置和负荷状态进行实时综合监视，便于在微电网并网运行、离网运行和状态切换时，根据电源和负荷特性，对内部的分布式发电、储能装置和负荷能量进行优化控制，实现微电网的安全稳定运行，提高微电网的能源利用效率。

微电网监控系统通过采集分布式发电dg电源点、线路、配电网、负荷等实时信

息，形成整个微电网潮流的实时监视，并根据微电网运行约束和能量平衡约束，实时调度调整微电网的运行。微电网监控系统中，能量管理是集成dg、负荷、储能装拧以及与配电网接口的中心环节。

下面结合附图通过具体实施方式和/或实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，其给出了本发明微电网监控系统的架构图。一种微电网监控系统，包括：

光伏发电监控装置、风力发电监控装置、微型燃气轮机发电监控装置、其他发电监控装置、储能监控装置、负荷监控装置和综合信息监控装置，所述光伏发电监控装置、风力发电监控装置、微型燃气轮机发电监控装置、其他发电监控装置、储能监控装置、负荷监控装置和综合信息监控装置之间逻辑连接或电连接，且所述光伏发电监控装置、风力发电监控装置、微型燃气轮机发电监控装置、其他发电监控装置、储能监控装置、负荷监控装置和综合信息监控装置均包括实现其监控功能的装置模块和/或单元。其中，

光伏发电监控装置对光伏发电的实时运行信息和报警信息进行全面的监视，并对光伏发电进行多方面的统计和分析，实现对光伏发电的全方面掌控。

光伏发电监控装置具体用于：

(1)实时显示光伏的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计co2总减排量以及每日发电功率曲线图，

(2)查看各光伏逆变器的运行参数，包括直流电压、直流电流、流功率、交流电压、交流电流、频率、当前发电功率、功率因数、日发量、累计发电最、累计c02减排量、逆变器机内温度以及24h内的功输出曲线图，

(3)监视逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，看故障原因及故障时间，故障信息包括：电网电压过高、电网电压过低、电网频率过高、电网频率过低、直流电压过高、直流电压过低、逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路、散热器过热、逆变器孤岛、通信失败，

(4)预测光伏发电的短期和超短期发电功率，为微电网能量优化调度提供依据，

(5)调节光伏发电功率，控制光伏逆变器的启停；

风力发电监控装置对风力发电的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对风力发电进行多方面的统计和分析，实现对风力发电的全方面监控。

风力发电监控装置具体用于：

(1)实时显示风力发电的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量，以及24h内发电功率曲线图。

(2)采集风机运行状态数据，主要包括三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、输出功率、发电机转速、风轮转速、发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、控制板温度、机械制动闸片磨损及温度、电缆扭绞、机舱振动、风速仪和风向标。

(3)预测风力发电的短期和超短期发电功率，为微电网能量优化调度提供依据。

(4)调节风力发电功率，控制逆变器的启停；

微型燃气轮机发电监控装置对微型燃气轮机发电的实时运行信息和报警信息进行全面监控，并对微型燃气轮机发电进行多方面的统计分析，实现对微型燃气轮机的全面监控。

微型燃气轮机发电监控装置具体用于：

(1)监测微型燃气轮机发电机组主要的工作参数，包括转速、燃气进气量、燃气压力、排气压力、排气温度、爆震量、含氧量，

(2)监测并网前后电压、电流、频率、相位和功率因数，

(3)对微型燃气轮机发电机组工作状态分忻、管理和工作状态的调节；

其他发电监控装置与上述发电监控装置类似，

其他发电监控装置具体用于：

监控当前dg输出电压、工作电流、输入功率、并网电流、并网功率、电网电压、当前发电功率、累计发电功率、24h内的功率输出曲线、24h内的并网功率曲线；

储能监控装置对储能电池和储能变流器pcs的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对储能进行多方面的统计和分析，实现对储能的全方面掌控。

储能监控装置具体用于：

(1)实时显示储能的当前可放电量、可充电量、最大放电功率、当前放电功率、可放电时间、总充电量、总放电量，

(2)遥信：交直流双向变流器的运行状态、保护信息、告警信息，其中，保护信息包括低电压保护、过电压保护、缺相保护、低频率保护、过频率保护、过电流保护、器件异常保护、电池组异常工况保护、过温保护，

(3)遥测：交直流双向变流器的电池电压、电池充放电电流、交流电压、输入输出功率，

(4)遥凋：对电池充放电时间、充放电电流、电池保护电压进行遥调，实现远端对交直流双向变流器相关参数的调节，

(5)遥控：对交直流双向变流器进行远端遥控电池充电、电池放电；

负荷监控装置对负荷运行信息和报警信息进行全面监控，并对负荷进行多方面的统计分析，实现对负荷的全面监控。

负荷监控装置具体用于:

(1)监测负荷电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率，

(2)记录负荷最大功率及出现时间、最大三相电压及出现时间、最大三相功率因数及出现时间，统计监测电压合格率、停电时间，

(3)提供负荷超限报警、历史曲线、报表、事件查询；

综合信息监控装置具体用于：

监视微电网系统运行的综合信息，包括微电网系统频率、公共连接点的电压、配电交换功率，并实时统计微电网总发电出力、储能剩余容量、微电网总有功负荷、总无功负荷、敏感负荷总有功、可控负荷总有功、完全可切除负荷总有功，并监视微电网内部各断路器开关状态、各支路有功功率、各支路无功功率、各设备的报警实时信息，完成整个微电网的实时监控和统计。

微电网监控系统是集成本地分布式发电、负荷、储能以及与配电网接口的中心环节，可以通过固定的功率平衡算法产生控制调节策略，保证微电网并、离网及状态切换时的稳定运行。

进一步地，所述负荷监控装置还用于：按照如下方式计算有功功率pl:

其中,,fⁱ为第i个储能设备的设备频率，fn为系统额定频率，*为标幺值，pln为额定频率下的有功功率，pv为对系统电压波动的补偿，a0+a1+…+an=1。

参见图2，所述系统从微电网的配电网调度层、集中控制层、就地控制层三个层面进行综合管理和控制，其中配电网调度层从配电网安全、经济运行的角度协调多个微电网（微电网相对于大电网表现为单—的受控单元），微电网接受上级配电网的调节控制命令，微电网集中控制层集中管理分布式电源（包括分布式发电与储能）和各类负荷，在微电网并网运行时负责实现微电网价值的最大化并优化微电网运行，在离网运行时调节分布电源出力和各类负荷的用电情况，下层就地控制层的分布式电源控制器和负荷控制器，负责微电网的暂态功率平衡和低频减载。

本发明的一种微电网监控系统可以通过软件模块和/或硬件装置集成实现，其通过采集分布式发电dg电源点、线路、配电网、负荷等实时信息，形成整个微电网潮流的实时监视，实时调度调整微电网的运行，并对微电网有功功率进行准确估计，增强了功率监控效果。

以上实施方式和/或实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和思想，不应理解为对本发明的限制。依据本发明的技术方案所做的简单替换和变形，仍属于本发明权利要求和说明书所涵盖的保护范围。