用于独立型微电网的配电板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于独立型微电网的配电板，更详细地，涉及一种能够防止停电以及稳定地恢复供电的用于独立型微电网的配电板，在岛屿地区或者边远山区等偏远地区，通过利用可再生能源发电装置和利用化石燃料的柴油发电装置发电的电力来驱动电力负荷，必要时选择性地切断或者依次切断电力负荷中的其它负荷或者非重要负荷来防止整个地区发生停电，并且，重新驱动时，通过依次的供电来防止过大的浪涌电流，从而能够稳定地恢复供电。
【背景技术】
[0002]以目前作为我国岛屿地区的主电源的柴油发电系统的情况，存在造成环境污染的问题，并且，由于发电成本中包含从陆地运输柴油燃料的费用，因此存在发电成本上升的问题。因此，在岛屿地区或者边远山区等偏远地区需要通过结合风力发电、太阳能发电或者潮汐发电等可再生能源发电的方式提供电力，这些发电设备虽然初装费用高，但几乎不需要运行维持费。
[0003]微电网是如智能电网一样的电力分配方式的一种，与通过收集信息来系统地控制电网的智能电网相比，微电网指的是根据需要在小规模的供电源范围内控制电力供需的方式。
[0004]向还没有商用电网的岛屿地区或者边远山区等远离陆地的地区供电时，需要利用可再生能源发电和柴油发电并通过微电网方式适当地进行控制，这是因为可再生能源发电难以预测和控制发电量，并且会频繁发生发电量和电力需求不一致的情况，因此需要通过控制来维持独立电力系统的电压和频率。即，在所述岛屿地区等偏远地区利用有限的发电资源独立供电的系统中，需要通过适当控制来保证当电力需求急剧上升、特定设备突然发生故障或者可再生能源发电的输出急剧变化等时也不会导致电力供需不平衡，从而能够实现防止停电以及稳定的运行。应对电力供需的不平衡，还可以通过如蓄电池储存装置等来快速增加或者减少输出来解决上述问题，否则需要考虑切断负荷等其它措施。
[0005]国内授权专利第10-1373487号(授权日:2014年3月5日)涉及一种具有燃料电池的独立型发电系统，其特征在于，应对变化的电力负荷，能够单独地向需要电力的地方供电。然而，所述技术中的配电板将由燃料电池发电装置产生的电力必须提供至需要电力的地方，将由辅助发电装置产生的电力选择性地提供至需要电力的地方，但并不能控制当电力需求的急剧上升或者可再生能源发电的输出急剧变化等时也不会导致电力供需不平衡，具有无法通过预测电力负荷和输出电力来使发电系统的运行达到最优化的局限性。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008](专利文献0001)KR 10-1373487 BI 2014 年 3 月 5 日
【发明内容】
[0009](一)要解决的技术问题
[0010]本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的，本发明涉及一种用于独立型微电网的配电板，将由常用供电设施和单独运行的柴油发电装置、可再生能源发电装置或者蓄电池储存装置供给的电力提供给如岛屿地区等偏远地区的电力负荷，必要时选择性地切断或者依次切断电力负荷中的其它负荷、非重要负荷来防止发生停电，并且，重新驱动时，通过依次的供电来防止过大的浪涌电流，从而能够稳定地恢复供电。
[0011](二)技术方案
[0012]实现上述目的的本发明提供一种用于独立型微电网的配电板，其特征在于，所述独立型微电网包括:供电装置，多个以模块化的形式包括柴油发电装置、可再生能源发电装置及蓄电池储存装置，其中，所述柴油发电装置使用化石燃料发电，所述可再生能源发电装置利用包括太阳能、风力或者潮汐的可再生能源发电，所述蓄电池储存装置根据需要储存由所述柴油发电装置或者可再生能源发电装置产生的电力；以及电力负荷，所述电力负荷是在单独设置在包括岛屿地区或者边远山区的偏远地区的情况下，消耗由所述供电装置供给的电力的负荷馈线；其中，所述电力负荷分别分为重要负荷、非重要负荷及其它负荷，在所述重要负荷、非重要负荷及其它负荷上分别设置单独的开关设备或者静态转换开关的状态下，将所述电力负荷与供电装置相连接，当由所述供电装置供给的电力和所述电力负荷消耗的电力发生不平衡时，根据负荷的重要程度依次切断其它负荷或者非重要负荷，或者重新供电时，将已切断的其它负荷或者非重要负荷依次投入，由此稳定地恢复供电。
[0013]并且，本发明的配电板，其特征在于，所述配电板包括变流器，以便共同利用于电力管理系统和数字功率计，由此能够同时实现通过所述电力管理系统的运算和通过所述数字功率计的电流值的显示，并通过包括在电力管理系统的数字信号处理器实时运算由供电装置供给的电力和电力负荷的变化，并根据运算结果将其它负荷或者非重要负荷依次切断或者投入，来提高该地区的电力稳定性。
[0014]另一方面，本发明的配电板，其特征在于，所述配电板在通过通讯端口与能量管理系统连接的状态下，将供电装置的发电电力和电力负荷的变化数据传送给所述能量管理系统，所述能量管理系统根据所接收的所述数据，执行包括电力负荷预测和制订发电计划的能量管理。
[0015](三)有益效果
[0016]根据本发明，在单独供电的岛屿地区等偏远地区，应对可再生能源发电装置的输出电力的急剧下降或者电力负荷的耗电量的急剧上升，选择性地切断或者依次切断电力负荷中的其它负荷或者非重要负荷来防止发生停电，并且，重新驱动时，通过依次的供电来防止过大的浪涌电流，从而能够稳定地恢复供电。
[0017]并且，根据本发明，当依次切断或者重新驱动电力负荷中的其它负荷或者非重要负荷时，通过能够较快速切换的开关设备，相关地区的系统能够维持稳定。
[0018]并且，根据本发明，对于多个模块化的供电装置，配电板起到主控的功能，从而，通过监控系统的故障，能够快速应对能量管理系统所不能应对的瞬态响应。
【附图说明】
[0019]图1是表示包括本发明的用于独立型微电网的配电板的结构的框图。
[0020]图2是包括本发明的用于独立型微电网的配电板的电路的详图。
[0021]图3是表示本发明的用于测量功率和控制开关设备的电力管理系统(PMS)的结构和其接口的图。
[0022]图4是表示本发明的一实施例中通过主控制装置显示输出电力的预测值和实测值的变化的图。
[0023]图5是表示可在本发明中使用的配电板的图。
[0024]【附图说明】标记
[0025]100:配电板110:电力管理系统
[0026]111:数字信号处理器(DSP) 112:模/数转换器(ADC)
[0027]113:电流传感器114:数字量输出装置(DO)
[0028]115:通讯端口121-124:数字功率计(DPM)
[0029]131-134:变流器141-144:切断器
[0030]151-153:开关设备200:供电装置
[0031]210:柴油发电装置220:蓄电池储存装置
[0032]230:可再生能源发电装置300:电力负荷
[0033]310:重要负荷320:非重要负荷
[0034]330:其它负荷400:能源管理系统(EMS)
【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0036]图1和图2分别是表示包括本发明的用于独立型微电网的配电板的结构的框图和包括所述配电板的电路的详图，本发明涉及应用于独立型微电网的配电板，在没有商用供电的岛屿地区或者边远山区等偏远地区，供电装置200由柴油发电装置210、蓄电池储存装置220及利用可再生能源发电的可再生能源发电装置230组成，所述可再生能源包括太阳能、风力或者潮汐。所述供电装置可以为所述柴油发电装置、蓄电池储存装置及可再生能源发电装置以单元形式模块化形成，而且可以有多个模块化的供电装置与配电板连接并进行控制。
[0037]所述柴油发电装置利用石油等化石燃料发电，所述蓄电池储存装置储存由柴油发电装置或者可再生能源发电装置产生的电力，并通过配电板的控制向电力负荷供电。蓄电池储存装置的电力可以通过例如ESS转换器转换成交流电后供给，可再生能源发电装置的电力可以以通过PV转换器转换成交流电的状态供给。
[0038]在独立型微电网中，为了连接所述供电装置200和电力负荷300而使用配电板100，所述配电板由切断器141-144和数字功率计121-124组成，其中，所述切断器用于保护组成供电装置200的单个的柴油发电装置210、蓄电池储存装置220及可再生能源发电装置230，以及组成电力负荷的单个的重要负荷310、非重要负荷320及其它负荷330，所述数字功率计检测并显示由组成所述供电装置的单个的柴油发电装置210、蓄电池储存装置220及可再生能源发电装置230产生的电压、电流及功率情况，而且检测并显示供电给所述电力负荷的电压、电流及功率情况。
[0039]所述数字功率计用于检测并显示供电装置的单个组件和电力负荷的电压、电流及功率情况，供电装置的输出电压和电力负荷的消耗电压直接与各自的数字功率计连接，而输出电流和消耗电流通过各自的变流器131-134与各自的数字功率计连接。
[0040]包括在配电板100内的电力管理系统110 (Power Management System, PMS)用于监控作为组成供电装置200的单个组件的柴油发电装置210、蓄电池储存装置220及可再生能源发电装置230的输出电力(包括电压和电流)和作为组成电力负荷的单个组件的重要负荷310、非重要负荷320及其它负荷330的消耗功率(包括电压和电流)，并起到如下作用:应对供电装置中随着自然条件的变化而输出发生变化的可再生能源发电装置的情况，在紧急情况下紧急驱动柴油发电装置，或者应对由供电装置供给的输出电力突然发生变化或者电力负荷所消耗的消耗功率突然发生变化的情况，防止在相关