一种配合高压侧使用的电网系统的制作方法

1.本发明涉及储能系统技术领域，具体涉及一种配合高压侧使用的电网系统。


背景技术：

2.目前工商业，尤其是体量较大的企业，企业用电成本高，对于储能的容量要求高，可达mw级以上，且大多都具备高压配电室，将低压侧电网电压转换为10kv或更高的电压输入园区进行用电，在园区内通过多个变压器供给各个交流母线，由交流母线供应给各个负载，但由于工业园区内空间有限，无法每套负载用电系统都配置光伏发电系统及储能系统，一方面导致储能系统和光伏系统的绿色电力的供给范围有限，另一方面导致产生的绿色电力无法尽可能多的就地消纳，绿色电力资源浪费。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种配合高压侧使用的电网系统，能够将低压电网储能系统的电量传输至园区电网的其他低压电网使用。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种配合高压侧使用的电网系统，包括ems、高压交流母线和多个低压电网系统；
6.高压交流母线与外部的电网电连接；
7.至少一个所述低压电网系统为储能低压电网系统；
8.所述低压电网系统均包括低压交流母线、变压器、采样设备和负载，负载连接低压交流母线，低压交流母线经采样设备和变压器连接高压交流母线；
9.所述储能低压电网系统还包括发电系统和储能系统，所述发电系统和储能系统电连接低压交流母线，所述ems电连接储能系统和各个低压电网系统的采样设备；
10.所述ems在发电系统供应所在低压电网系统负载和充电有盈余时，若存在低压电网系统有从高压交流母线获取电能，则控制所在低压电网系统将盈余供应高压交流母线。
11.本发明的有益效果在于：一种配合高压侧使用的电网系统，若发电系统产生的电量同一交流母线上负载及储能无法就地消纳时，输送到上一层级交流母线，给其它交流母线上的负载供电，扩大了储能系统的应用范围，有效提高绿色能源的利用率，有效减轻用户的经济成本，提高收益率。
附图说明
12.图1为本发明涉及的一种配合高压侧使用的电网系统的结构示意图；
13.图2为本发明涉及的ems的通讯结构示意图。
14.标号说明：
15.1、高压电网母线；2、常规低压电网系统；3、储能低压电网系统；4、负载；41、负载开关；5、变压器；6、采样设备；7、隔离开关；8、光伏系统；81、光伏开关；9、储能系统；91、pcs开关；92、pcs；93、电柜。
具体实施方式
16.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
17.请参照图1-2，一种配合高压侧使用的电网系统，包括ems、高压交流母线和多个低压电网系统；
18.高压交流母线与外部的电网电连接；
19.至少一个所述低压电网系统为储能低压电网系统；
20.所述低压电网系统均包括低压交流母线、变压器、采样设备和负载，负载连接低压交流母线，低压交流母线经采样设备和变压器连接高压交流母线；
21.所述储能低压电网系统还包括发电系统和储能系统，所述发电系统和储能系统电连接低压交流母线，所述ems电连接储能系统和各个低压电网系统的采样设备；
22.所述ems在发电系统供应所在低压电网系统负载和充电有盈余时，若存在低压电网系统有从高压交流母线获取电能，则控制所在低压电网系统将盈余供应高压交流母线。
23.由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种配合高压侧使用的电网系统，若发电系统产生的电量同一交流母线上负载及储能无法就地消纳时，输送到上一层级交流母线，给其它交流母线上的负载供电，扩大了储能系统的应用范围，有效提高绿色能源的利用率，有效减轻用户的经济成本，提高收益率。
24.进一步地，所述ems在发电系统供应所在低压电网系统负载和充电有盈余时，若存在低压电网系统有从高压交流母线获取电能，则控制所在低压电网系统将盈余供应高压交流母线具体是ems执行以下步骤：
25.s1、获取储能低压电网系统的光伏系统工作状态；
26.s2、若光伏系统满足所在储能低压电网系统的负载及储能系统充电情况下仍有功率剩余，则获取各个低压电网从高压交流母线获取的输入功率；
27.s3、若各个低压电网从高压交流母线获取的输入功率总和大于或等于储能低压电网的功率剩余，则将功率剩余输出至高压交流母线，否则控制各储能子系统停机，并停止光伏系统工作。
28.由上述描述可知，实现了若发电系统产生的电量同一交流母线上负载及储能无法就地消纳时，输送到上一层级交流母线，给其它交流母线上的负载供电，扩大了储能系统的应用范围，有效提高绿色能源的利用率，有效减轻用户的经济成本，提高收益率。
29.进一步地，所述储能系统包括多个储能子系统，每个储能子系统均包括电柜、pcs和pcs开关，所述电柜经pcs和pcs开关电连接所在低压电网系统的低压交流母线。
30.由上述描述可知，多个储能子系统进行扩容，使用多台功率较小的储能变流器配合多个储能子系统使用，确保储能变流器能直接接入常规的380v交流母线，系统只需配置的380v转10kv升压变压器即可匹配用户侧高压的需求。
31.进一步地，所述储能系统的各个储能子系统是相同的电柜、pcs和pcs开关。
32.由上述描述可知，减少由于多电柜并联使用产生的soc不均衡、系统单体压差大等问题，系统一致性较好；
33.进一步地，所述步骤s2具体包括：
34.当发电系统未工作时，储能低压电网系统中的负载用电优先由储能低压电网系统
中的储能系统满足其用电需求，不足部分获取高压交流母线的电能补足；
35.当发电系统工作时，
36.若p
光伏
＝p
负载
，则负载用电全部由所在储能低压电网系统的发电系统提供，各储能子系统的pcs 0功率待机；
37.若p
光伏
＜p
负载
，则发电系统不足部分由所在低压电网的储能系统提供，储能系统的各个储能子系统平均输出不足部分功率，若储能系统不能完全补充所在低压电网的负载用电需求，剩余不足部分再获取高压交流母线的电能补足；
38.若p
光伏
＞p
负载
，则负载所需电量全部由所在储能低压电网系统的发电系统提供，发电系统产生的多余部分能量平均分配储存到所在储能低压电网系统的储能系统的各储能子系统中；
39.若p
光伏
＞p
负载
+p
储能
，则获取各个低压电网从高压交流母线获取的输入功率；
40.式中，p
负载
为储能低压电网系统负载所需功率，p
储能
为储能系统输出功率，p
电网
为高压交流电网输入功率，p
pcsn
为第n个储能子系统输出功率，n为储能子系统数量，p
光伏
为发电系统输出功率。
41.由上述描述可知，给出了发电系统各类工作状态的控制策略。
42.进一步地，所述储能系统还包括发电系统开关，所述发电系统是经过发电系统开关连接所在低压电网系统的低压交流母线，所述发电系统开关电连接ems。
43.由上述描述可知，能够通过发电系统开关切断发电系统的工作输入电能，防止电能逆流上电网。
44.进一步地，所述发电系统开关和pcs开关均经io控制器电连接ems。
45.由上述描述可知，通过io控制器进行控制减少emsio口的使用。
46.进一步地，所述发电系统具体是光伏系统。
47.由上述描述可知，光伏系统的清洁能源能减少用电的污染。
48.进一步地，所述高压交流母线具体是10kv交流母线。
49.由上述描述可知，10kv交流母线具有较小的运输损耗。
50.进一步地，所述低压交流母线包括380v交流母线。
51.由上述描述可知，380v交流母线能适应大多数工业设备的使用。
52.本发明用于工业园区中搭建电网系统，以使得储能系统能作用于更多用电设备。
53.请参照图1-2，本发明的实施例一为：
54.一种配合高压侧使用的电网系统，包括ems、高压交流母线1和多个低压电网系统，其中，低压电网系统包括储能低压电网系统3和常规低压电网系统2，本实施例中，具体包括两个380v的低压电网系统，其中具体包括一个储能低压电网系统3和常规低压电网系统2，高压交流母线1具体是10kv的高压交流母线1。
55.值得说明的是，低压电网系统可以包括多个具有不同电压的低压电网系统，虽然本实施例中均为380v低压电网系统，但根据实际园区需求，也可以包括不同电压的低压电网系统。
56.所述低压电网系统和高压电网系统之间均通过采样设备6、变压器5和隔离开关7连接，采样设备6用于采样高压交流母线1输入给所在低压电网系统的电流，采样设备6均与ems通信连接。
57.所述常规低压电网系统2包括低压交流母线、变压器5、采样设备6、隔离开关7和至少一个负载4，负载4连接低压交流母线，低压交流母线经采样设备6、变压器5和隔离开关7连接高压交流母线1，储能低压电网系统3包括储能系统9、负载4、光伏发电系统、低压交流母线、负载开关41、隔离开关7、光伏开关81、采样设备6和变压器5，所述负载4经负载开关41电连接低压交流母线，光伏发现系统经光伏开关81电连接低压交流母线，低压交流母线经采样设备6、变压器5和隔离开关7电连接高压交流母线1。储能系统9包括多个储能子系统，储能子系统包括电柜93、pcs92和pcs开关91，电柜93经pcs92和pcs开关91电连接低压交流母线。
58.本实施例中，储能系统9的各个储能子系统是相同的电柜93、pcs92和pcs开关91
59.ems电连接各个储能子系统的pcs92和各个低压电网系统的采样设备6，经io控制器电连接所在低压电网系统的各个开关。
60.所述ems系统在工作时执行以下步骤：
61.s1、获取储能低压电网系统3的光伏系统8工作状态。
62.s2、若光伏系统8满足所在储能低压电网系统3的负载4及储能系统9充电情况下仍有功率剩余，则获取各个低压电网从高压交流母线1获取的输入功率。
63.具体而言，当光伏系统8未工作时，常规低压电网系统2负载4用电仍由高压交流母线1从电网获取的电能供电；储能低压电网系统3中的负载4用电优先由电网系统中储能系统9满足其用电需求，不足部分由高压交流母线1从电网获取的电能补足，其中各储能子系统按照储能系统9所需输出的总功率进行平均分配输出功率，即储能低压电网系统3中：
64.p负载4＝p储能+p电网；
65.ppcsn＝(1/n)*p储能；
66.式中，p负载4为储能低压电网系统3负载4所需功率，p储能为储能系统9输出功率，p电网为高压交流电网输入功率，ppcsn为第n个储能子系统输出功率，n为储能子系统数量。
67.当光伏系统8工作时：
68.若p光伏＝p负载4，此时负载4用电全部由光伏提供，各pcs92处于0功率待机状态。
69.若p光伏＜p负载4，此时光伏系统8发电量无法满足负载4用电需求，不足部分由储能系统9提供，各个子系统平均输出不足部分功率，若储能系统9还不能满足负载4用电需求，剩余不足部分再由电网补充。
70.若p光伏＞p负载4，此时系统中负载4所需电量全部由光伏提供，光伏系统8产生的多余部分能量平均分配储存到储能各子系统中。
71.若p光伏＞p负载4+p储能，即光伏系统8产生的能量在满足系统负载4用电需求且多余能量往储能系统9中存储后，还有多余部分能量反送到高压交流母线1。此时ems可以获取其余低压电网系统的采样设备6的数据，由采样设备6的数据可以得知此时其余低压电网系统系统的用电情况。
72.s3、若各个低压电网从高压交流母线1获取的输入功率总和大于或等于储能低压电网的功率剩余，则将功率剩余输出至高压交流母线1，否则控制各储能子系统停机，并停止光伏系统8工作。
73.若其余低压电网系统此时属于从高压交流母线1获取电能，ems不执行防逆流策略，允许多余部分能量反送到上一级，通过高压交流母线1供常规低压系统和光伏系统8输
出功率不足的储能低压电网系统3使用；反之，若其余低压电网系统此时无用电需求，又或者需求不足以消耗光伏系统8的发电能力，则ems执行防逆流策略，下发指令控制各pcs92停机，再通过控制i/o控制器，断开光伏控制器的开关的交流接触器，即让光伏系统8停止工作。
74.综上所述，本发明提供的一种配合高压侧使用的电网系统，若发电系统产生的电量同一交流母线上负载及储能无法就地消纳时，输送到上一层级交流母线，给其它交流母线上的负载供电，扩大了储能系统的应用范围，有效提高绿色能源的利用率，有效减轻用户的经济成本，提高收益率。
75.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。