一种智能化能源互联网系统的制作方法

本实用新型涉及能源联网控制技术领域，尤其涉及一种智能化能源互联网系统。

背景技术：

目前中国的能源结构还是以单一能源为主，并且未能与用电端形成联动，发电端与用电端无法做到实时匹配，仍然要依赖于大电网的支撑，电量不足时由大电网补充，电量过剩时倒灌给大电网。而随着能源结构改革，电改的进一步推进，分布式能源将发展成主要供能单位，并且电价将实现实时波动，针对多种分布式能源不能结合电价情况和用电情况进行智能运行实现自给自足的问题，目前尚未提出有限的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种包含分布式供能单元、储能单元、智能负载，能够根据实时电价实时调控发电、用电和储电的智能化能源互联网系统，实现能源互联网系统的智能运行、自给自足，实现安全性、经济性最优。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种智能化能源互联网系统，包括用于产生电能的分布式供能单元、用于充放电的储能单元、负载单元以及大电网，所述的分布式供能单元输出端分别连接储能单元、负载单元以及大电网，所述的储能单元输出端连接负载单元以及大电网，所述的大电网连接负载单元，所述的负载单元包括固定负载单元和可调负载单元，所述的分布式供能单元、储能单元、负载单元以及大电网均连接至监控单元。

所述的分布式供能单元包括光伏发电设备、天然气三联供设备、风力发电设备、光热发电设备或潮汐能发电设备。

所述的光伏发电设备包括光伏组件、光伏逆变器、并网控制柜以及母线，其中，光伏组件通过直流线缆与光伏逆变器相连，光伏逆变器通过交流电缆与并网控制柜相连，并网控制柜通过交流电缆与母线连接，光伏逆变器可通过控制信号调节光伏发电出力。

所述的天然气三联供设备包括天然气内燃机、发电机、溴化锂机组、水泵组以及机组控制柜，其中，天然气内燃机，用于燃烧天然气产生热能；发电机，用于将热能转换为电能；溴化锂机组，用于将热能转换为热水和冷水；水泵组，用于使热水、冷水机组在管道内流动；机组控制柜，用于内燃机、发电机、溴化锂机组之间协调控制，可以通过控制信号调节天然气三联供出力。

所述的储能单元包括锂电池储能、铅酸储能、铅碳储能、水蓄能或冰蓄能。

所述的可调负载单元包括可调照明设备、可调空调设备或可调充电桩。

所述的监控单元通过通讯线分别连接分布式供能单元、储能单元、负载单元以及大电网，并形成数据网络，包括采集信息的数据采集器、对数据进行分析处理的处理器及调节控制分布式供能单元、储能单元、负载单元以及大电网运行的控制器。

本实用新型具体工作原理为，监控单元采集分布式供能单元、储能单元、负载的运行数据以及环境数据和电价数据，通过监控单元采集实时电价数据、环境数据、发电端设备数据及发电量数据、负载端用能数据、大电网并网点数据等，并将其存入数据库及云数据库；将实时电价与发电端设备发电成本对比，利用大数据分析，得出环境预测数据、发电端发电量预测数据、负载端用电量预测数据；利用得出的各项数据，经过预设控制算法分析，得出分布式供能策略和可调负载调节策略，控制分布式供能单元、储能单元、可调负载单元的运行，控制分布式供能单元启停出力、储能单元的启停充电放电、智能负载启停运转功率。

本实用新型通过系统集成技术、发电量预测技术、用电量预测技术、电价预测技术及控制算法预设，将能源互联网系统内各单元进行联网集成，综合控制，实现结合电价情况的供能系统，针对多种分布式能源可结合电价情况和用电情况进行智能运行实现自给自足。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实例的示意图；

图3为本实用新型能源监控流程图；

图4、5、6、7为本实用新型系统在不同情况下的运行策略结构示意图。

图中：分布式供能单元10、光伏发电设备11、光伏组件111、并网逆变器112、天然气三联供设备12、储能单元20、锂电池201、双向变流器202、可调负载单元30、固定负载单元40、监控单元50、大电网60。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，本实用新型包括分布式供能单元10，包括但不限于光伏发电设备、天然气三联供设备、风力发电设备、光热发电设备、潮汐能发电设备等；储能单元20，包括但不限于锂电池储能、铅酸储能、铅碳储能、水蓄能、冰蓄能等；可调负载单元30，包括但不限于可调照明设备、可调空调设备、可调充电桩等；固定负载单元40，系统中无法进行控制且必须保证其正常运行的负载；监控单元50，用于采集电价信息、分布式供能单元信息、储能单元信息、负载单元信息、环境信息等，进行发电量预测、用电量预测、电价预测，并控制分布式供能单元、储能单元和可调负载单元的启停及出力的系统；大电网60可对进行买电、卖电。

图2为一个系统实例，分布式供能单元10包括光伏发电设备11，光伏组件111，通过并网逆变器112与大电网60相连；天然气三联供设备12与大电网60直接相连；储能单元20包括锂电池201，通过双向变流器202与大电网60直接相连，双向变流器202可将锂电池201中的直流电能逆变为交流电能上传电网，同时可以将大电网60中的交流电能整流为直流电能储存在锂电池201中；监控单元50通过通讯线与分布式供能单元10、储能单元20、可调负载单元30、固定负载单元40、大电网60形成数据网络，采集各个设备数据，经过逻辑策略分析后提出控制指令。

图3为监控流程图，监控单元50内部的运转过程，步骤一：通过510，采集实时电价数据、环境数据、发电端设备数据及发电量数据、负载端用能数据、大电网并网点数据等，并将其存入本地数据库及云数据库；步骤二：通过520将实时电价与发电端设备发电成本对比，利用大数据分析，得出环境预测数据、发电端发电量预测数据、负载端用电量预测数据；步骤三：利用上一步得出的各项数据，经过预设控制算法分析，得出530分布式供能策略和540可调负载调节策略。

图4-7为几种典型的能源互联网系统运转策略。

如图4所示，当系统是并网上网状态，发电成本<买售电电价，整个系统中分布式供能单元满功率运转，在保证负载正常运转的前提下，将多余的电存入储能单元或上传大电网卖电，若分布式供能单元无法满足负载单元的全部需求，则通过储能单元补充，或降低可调负载单元功率，避免使用大电网电，若关闭所有可调负载单元仍无法满足，则使用大电网的电为负载单元供能。

如图5所示，系统运转在并网不上网的状态，发电成本<买电成本，分布式供能单元和储能单元根据负载情况调节运行功率和充放电状态，若分布式供能单元功率不足，则降低可调负载单元负载，避免使用大电网的电，若关闭所有可调负载仍无法满足，则使用大电网的电为负载单元供能。

如图6所示，系统运转在并网状态，发电成本>买售电电价，则使用大电网的电最为经济，主要以大电网为负载单元及储能单元供电，分布式供能单元将发电功率降至可能的最低状态。

如图7所示，系统运转在孤网状态，整个能源互联网由分布式供能单元支撑，储能单元和可调负载单元根据运行状态进行实时功率调节。