一种智能微电网电能管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能源管理系统，具体涉及一种基于实时数据采集的智能微网能源管理系统。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，随着石油、煤炭等资源储量的不断下降，世界范围内的能源供应持续紧张，开发利用清洁高效的可再生能源成为解决未来能源问题的主要出路。目前应用较为广泛的几种新能源包括太阳能、风能、燃料电池等，均为分布式电源(Distributed Energy Resources，DER)，相应的一些发电技术称为分布式发电技术(DistributedGenerat1n, DG)。将分布式发电技术与大电网相结合，被国内外许多专家学者认为是降低能耗、提高电力系统安全性和灵活性的主要方式，但分布式发电技术对大电网的影响却是一个不得不考虑的重要问题。为了能充分利用分布式发电所带来的经济效益，同时提高可靠性，并尽量减少其对主网的冲击，微电网(microgrid)的概念被提了出来。
[0003]微电网是规模较小的独立分散系统，采用大量的现代电力技术，将燃气轮机、风电、光伏发电，燃料电池及储能设备等合并在一起，直接接在用户侧。对于大电网而言，微电网可被视为电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内动作以满足外部输配电网络的需求；另一方面，微电网还可满足用户的特定需求，如提高本地可靠性、保持本地电压稳定、通过利用余热提高能量利用效率及提供不间断电源等。微电网和大电网通过能量交换，二者互为备用，从而大大提高供电可靠性。
[0004]微电网具备智能性、灵活性、环保以及能量利用的多元化等优点，势必将成为未来电网的重要发展方向。智能微电网中能源包括光伏发电、风力发电、生物质发电、燃气发电等，由于其分布式特性和能源本身的波动性，所以需要智能微电网电能管理系统进行统一协调和管理。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种智能微电网电能管理系统，与智能微电网调度控制系统相连接将，通过对实时数据采集将监测的数据进行建立数学模型之后传输至智能微电网调度控制系统，并采用分层的方式来架构系统，将整个系统分为不同的逻辑块，细化了系统功能，大大降低了系统开发和维护的成本。
[0006]以下是具体技术方案:一种智能微电网电能管理系统，包括数据采集单元、数据存储单元、能量预测单元三层结构，其中数据采集单元与数据存储单元相连接，其中数据存储单元与能量预测单元相连接，其中数据采集单元将采集到的状态数据及实施环境因素数据传输至数据存储单元，数据存储单元将数据进行存储传输至能量预测单元。
[0007]其中能量预测单元包括发电预测模块、用电负荷预测模块和供电与储能模块。
[0008]其中数据采集单元包括分别与数据存储单元连接的发电数据采集模块、用电负荷数据采集模块、并网数据监测模块、储能系统运行状态模块、环境数据采集模块；其中发电数据采集模块包括发电组和发达数据采集服务器，其中发电组与数据采集设备相连接，数据采集设备和发电数据采集服务器相连接，发电数据采集副武器与数据存储模块相连接；其中发电组包括风力发电机组、光伏发电机组、沼气发电机组、天然气发电机组；用电负荷数据采集模块包括依次连接的用能设备、数据采集设备、用电数据采集服务器和数据存储模块；其中用能设备包括企业一二级总表、企业主要用能设备、居民用户总表、公共设施用电总表和其他总表；环境数据采集模块包括依次连接的监测站点、数据采集设备、环境数据采集服务器和数据存储模块，还包括单独与环境数据采集服务器相连接的天气预报模块，其中监测站点包括气象监测站点、光照监测站点、水位监测站点、雨量监测站点。
[0009]其中数据存储单元包括实时数据处理模块和能量管理数据中心，其中实时数据处理模块与能量管理数据模块单向连接，其中能量预测单元包括发电预测模块、用电负荷预测模块和供电与储能模块。
[0010]进一步的，发电数据采集模块、用电负荷数据采集模块、并网数据监测模块、储能系统运行状态模块、环境数据采集模块分别与实时数据处理模块相连接。
[0011]进一步的，能量管理数据中心分别与发电预测模块、用电负荷预测模块、供电与储能预测模块相连接。
[0012]有益效果:本发明通过对实时数据采集将监测的数据进行建立数学模型之后传输至智能微电网调度控制系统，并采用分层的方式来架构系统，将整个系统分为不同的逻辑块，细化了系统功能，大大降低了系统开发和维护的成本，并且因为分层的结构使系统具备灵活的可扩展性和伸缩性，并且在微网社区综合能量管理系统的协调调度下，成为一个有机的整体。
【附图说明】
[0013]图1为本发明管理系统结构框图。
[0014]图2为本发明管理系统中的发电数据采集模块的结构框图。
[0015]图3为本发明管理系统中的用电数据采集模块的结构框图。
[0016]图4为本发明管理系统中的环境数据采集模块的结构框图。
【具体实施方式】
[0017]—种智能微电网电能管理系统，包括数据采集单元、数据存储单元、能量预测单元三层结构，其中数据采集单元与数据存储单元相连接，其中数据存储单元与能量预测单元相连接，其中数据采集单元将采集到的状态数据及实施环境因素数据传输至数据存储单元，数据存储单元将数据进行存储传输至能量预测单元。
[0018]其中数据采集单元包括分别与数据存储单元连接的发电数据采集模块、用电负荷数据采集模块、并网数据监测模块、储能系统运行状态模块、环境数据采集模块；其中发电数据采集模块包括发电组和发达数据采集服务器，其中发电组与数据采集设备相连接，数据采集设备和发电数据采集服务器相连接，发电数据采集副武器与数据存储模块相连接；其中发电组包括风力发电机组、光伏发电机组、沼气发电机组、天然气发电机组；用电负荷数据采集模块包括依次连接的用能设备、数据采集设备、用电数据采集服务器和数据存储模块；其中用能设备包括企业一二级总表、企业主要用能设备、居民用户总表、公共设施用电总表和其他总表；环境数据采集模块包括依次连接的监测站点、数据采集设备、环境数据采集服务器和数据存储模块，还包括单独与环境数据采集服务器相连接的天气预报模块，其中监测站点包括气象监测站点、光照监测站点、水位监测站点、雨量监测站点。
[0019]其中数据存储单元包括实时数据处理模块和能量管理数据中心，其中实时数据处理模块与能量管理数据模块单向连接，其中能量预测单元包括发电预测模块、用电负荷预测模块和供电与储能模块。
[0020]进一步的，发电数据采集模块、用电负荷数据采集模块、并网数据监测模块、储能系统运行状态模块、环境数据采集模块分别与实时数据处理模块相连接。
[0021]其中能量预测单元包括发电预测模块、用电负荷预测模块和供电与储能模块。
[0022]进一步的，能量管理数据中心分别与发电预测模块、用电负荷预测模块、供电与储能预测模块相连接。
[0023]下面结合说明书附图对本发明作进一步的描述。
[0024]由图1，数据采集单元主要功能是采集智能微电网系统中主要环节的状态数据及实施环境因素数据；数据采集单元包括发电数据采集模块、并网数据监测模块、用电负荷数据采集模块、储能系统运行状态模块、环境数据采集模块五个子模块。
[0025]其中发电数据采集模块是将各发电机组的发电数据进行采集的模块，并网数据监测模块是对并网后的数据进行监测的模块、用电负荷数据采集模块是对用电复核数据进行采集的模块、储能系统运行状态模块主要安装于智能微电网内各储能站点，数据源可以是储能站点控制系统、监测信息系统或者传感设备，主要采集数据包括储能站点运行状态数据、充放电信息数据、电能负荷数据、电能质量数据等，并将所采集数据传输给存储单元进行处理的模块；环境数据采集模块是对周围环境进行采集的模块。
[0026]数据采集单元可以使用RS485/RS232、CAN/LonWorks现场总线、以太网/INTERNET等多种通信接口，并支持 M0DBUS-RTU/TCP/ASCI1、IEC60870-5-101/102/103/104、DNP03.0、CDT等标准规约。数据传输过程满足电力二次系统安全防护要求，并使用传输加密/解密技术，来保证所数据的安全性和完整性。
[0027]数