一种分布式电源及其微电网智能预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分布式电源及其微电网智能预警方法，属于电力工业的技术领域。
【背景技术】
[0002]随着全球二氧化碳排量控制与减排，清洁能源和新能源成为了全球研究和应用开发热点。在我国，为了推进清洁能源和新能源发展和应用，出台了一系列鼓励政策，光伏、风电等分布发电逐渐受到重视，而且随着光伏电源和风力电发电技术的发展和完善，已经呈现喷发式发展。如分布光伏发电，从工厂、机关、学校，甚至居民房顶都可以安装光伏发电装置，其中较小规模的分布式发电可以采用220或380V直接接入终端电网，而较大规模的光伏发电则是以1kV或以上等级接入电网，1kV或以上等级的多个分布电源可以组成微网，既可以并网运行，也可以孤网运行。从投入和产出比考虑，微电网是今后的光伏和风电分布式电源的主要发展方向，微网不仅极大满足了不同的社会需求，同时又提高了用电的灵活性。
[0003]若将1kV直接接入电网，由于1kV线路覆盖区域面积大、线路拉手率高，随着分布式电源的增加，每条线路上的分布式电源达到一定容量后，不仅会影响线路的电压和变压器容量参数，而且使保护系统复杂化，甚至直接影响电网运行安全。另外，随着微网内部分布电源数量增加和多样化，各种因素互相交叉影响，必须采用统一和智能化管理系统，来实现发电资源的最优化，同时对运行状态和设备健康安全进行监控，使微网始终处于安全和可靠的运行状态，使经济、社会和环境效益最大化。1kV微网的运行管理面临著极大挑战，这就要求提高输变电的自动化和智能化，通过对1kV微网的在线监测、控制、分析和预警等来实施，从而确保电网的安全运行。即使将1kV微网进行孤网运行，其稳定性和安全性也至关重要。1kV以上等级分布发电也存在相同问题。
[0004]在国内，目前对于光伏分布式发电没有统一的接入方法和标准。针对于小规模的220V或380V等级，并网相对简单，申请号为ZL201410643921X的发明专利和专利号为ZL2014206815675的实用新型专利提供了一种安装选址灵活、接入快速方便、安全可靠、免维护、独立性强和智能化程度高的分布式光伏发电并网智能黑匣子，该专利特别是解决了220和380V分布式光伏发电并网问题，但是没有解决分布发电入网对电网稳定性和安全性的影响问题。而对于较大规模1kV及以上分布式发电多数采用普通1kV配网开关柜、环网柜，这些接入装置的不足体现在:I)传统的开关柜仅具有接入功能；2)设备体积庞大，运输困难，安装工作量大，施工周期长;3)上传数据简单，仅上传发电量等电气参数;4)对环境要求高，需要定期维护;5)安全性、稳定性和可靠性低。值得一提的是，1kV以上等级分布式发电对电网的影响更大，而且风电分布电源也有类似的问题。
[0005]在国外，2015年3月20日欧洲出现了一次日全食，欧洲输电网联盟和ENTSO-E和德国电网都对日全食当日光伏出力进行了准确预测。日全食光伏实际出力变化与日前预测曲线吻合度较好，日全食过程中光伏出力变化速率比正常运行情况增加一倍。提前准备了足够的备用容量，成功避免了光伏波动对电网安全的影响。由此可见，光伏分布式发电受外界条件影响很大，从而进一步影响电网安全运行。
[0006]总之，对于1kV及以上等级分布式电源及其微电网，目前国内不仅接入技术和装置落后，而且也缺乏分布式电源及其微电网智能预警装置。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供一种自动化程度高和安全可靠的分布式电源及其微电网智能预警方法。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种分布式电源及其微电网智能预警方法，其中涉及分布式电源、接入电网的微电网、远程管理平台和智能客户端，所述微电网包括区域连接的分布式电源；
[0010]所述预警方法包括:
[0011]I)在所述远程管理平台中预设有:电网安全运行参数数据库、微电网允许入网的电网运行参数阈值、切除微电网时对应的电网运行参数阈值、微电网安全运行参数数据库；
[0012]a)电网运行参数在线监控:远程管理平台分区域对所述电网的运行参数进行实时监测并储存;所述远程管理平台将在线监测到的电网运行参数与所述电网安全运行参数数据库进行对比，当电网运行参数偏离所述电网安全运行参数数据时，所述远程管理平台发出预警提示，所述预警提示包括偏离电网运行参数数据及对应的自动调控动作信息;此处设计的优点在于，对电网运行参数进行在线监控，防止电网运行异常时将微电网接入而对分布式电源造成冲击损害；
[0013]b)微电网等待入网:
[0014]当所述电网运行参数超出微电网允许入网的电网运行参数阈值时，微电网继续等待入网；当所述电网运行参数在微电网允许入网的电网运行参数阈值之内时，且微电网符合入网条件时，则微电网安全入网；
[0015]c)微电网在电网中运行:
[0016]当所述电网运行参数在所述切除微电网时对应的电网运行参数阈值内时，将微电网从电网中断开切除；
[0017]当所述电网运行参数超出所述切除微电网时对应的电网运行参数阈值时，微电网在电网中继续运行；
[0018]2)在所述远程管理平台中预设有:微电网安全运行参数数据库；
[0019]微电网运行参数在线监控:远程管理平台分区域对所述微电网的运行参数进行实时监测并储存;所述远程管理平台将监测到的微电网运行参数与所述微电网安全运行参数数据库进行对比，当微电网运行参数偏离所述微电网安全运行参数数据时，所述远程管理平台发出预警提示，所述预警提示包括偏离微电网运行参数数据及对应的自动调控动作信息。
[0020]根据本发明优选的，所述微电网智能预警方法还包括智能客户端实时向远程管理平台发送实施现场安全隐患，所述远程管理平台向决策者发出现场预警信息，并向对应区域内的分布式电源的管理站发出报警信息，提示管理站就近排查，当所述管理站排查完毕报警解除时，所述管理站通过智能客户端向远程管理平台发送安全处置完毕信号。
[0021]根据本发明优选的，步骤I)和步骤2)中，所述远程管理平台发出预警提示的同时，还向所述智能客户端发送预警提示。
[0022]根据本发明优选的，在步骤I)中，当所述电网发生安全运行参数偏离时，所述远程管理平台向决策者发出现场预警信息，并向对应区域内的电网管理站发出报警信息，提示管理站就近排查，当所述管理站排查完毕报警解除时，所述管理站通过智能客户端向远程管理平台发送安全处置完毕信号。
[0023]根据本发明优选的，在步骤2)中，当所述微电网发生安全运行参数偏离时，所述远程管理平台向决策者发出现场预警信息，并向对应区域内的微电网管理站发出报警信息，提示管理站就近排查，当所述管理站排查完毕报警解除时，所述管理站通过智能客户端向远程管理平台发送安全处置完毕信号。
[0024]根据本发明优选的，步骤1)、步骤2)中，统筹引入人为干预调控电网或微电网中的分布式电源。
[0025]本发明的优势在于:
[0026]—种分布式电源及其微电网智能预警方法，适用于1kV及以上电压等级光伏分布式电源，该预警方法不仅要在线跟踪微电网的运行状态和获得微电网的实时信息，而且还要能对电网及设备进行安全评估，发现微电网、设备存在的安全隐患，向远程管理平台发出报警信号，由远程管理平台分析安全隐患，并将隐患解决在萌芽状态。该方法是由微电网智能监测、控制与管理系统硬件和预警软件组成，硬件部分提供的监测数据，软件部分采用大数据、云计算、互联网、手机APP及安全防侵入等信息化技术融为一体，将预警信息传输到系统平台，及时对预警信息及时处理并反馈，实现微电网运行达到安全、稳定、可靠、智能化和自动化。
[0027]本发明所述预警方法可实现对电网和微电网的运行状态、设备的健康状态进行实时监控，通过预设微电网的安全运行参数数据，如电压、无功补偿、电流、功率及功率因数、电量、谐波、频率等来实施对比监控，超出预警参数即会发出预警信号；设定分布式发电设备内部的湿度与温度、开关开断次数、配件使用寿命周期等设备健康状态各参数预警值，超出预警参数即发出预警信号。并将以上信号传输至远程管理平台，对预警信息及时处理反馈，并将隐患解决在萌芽状态。
[0028]本发明所述预警方法通过预警参数数据，提示微电网系统运行薄弱环节，并可查看风险源，提供支持对微电网系统稳定和安全以及设备健康状况进行预警，为应急处置提供依据。
[0029]本发明中所述的远程管理平台可对政府和电网企业制定应急预案提供数据支持。
[0030]本发明采用模块化、硬件与软件相结合、互联网+技术融为一体，对微电网系统实现在线预警，使该系统智能化程度高和运行安全可靠，资源利用最优化，经济效益、社会效益和环境效