一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统

摘要

一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统，包括分布式多电源供电模块、智能控制模块和集控后台；分布式多电源模块包括太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块；智能控制模块包括太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块。本发明能够有效提高机场电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力，提高了供电系统可靠性及安全性，实现了机场供电系统有效管理。

说明书

技术领域

本发明涉及供电设备技术领域，特别是一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统。

背景技术

目前，机场供电系统一般采用从地方电力部门引入1路或2路AC 35kV或AC 10kV电源，降压后供给机场配电网络，同时设置固定式或移动式柴油发电机作为备用电源，保证了供电线路停电后用电设备能正常工作。柴油发电机作为备用电源已被广泛采用，但其存在启动时间长（整个过程需5～30s）、供电质量差（电压、频率波动大）、易被测探等不利因素。移动储能电源车（类似于大容易蓄电池），具有使用灵活、起动供电快的优点，但其储能有限不能长时间给飞机、灯光等供电，因此无法保证机场的有效安全运行。基于上述，在信息化和智能化高速发展的今天，提供一种集风、光、水、储等多种能源于一身的分布式多电源机场智能微电网系统，提高电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力，对提高机场供电系统的可靠性及安全性无疑具有重大意义。

发明内容

为了克服现有机场供电系统中，因技术所限存在无法有效保证安全供电的弊端，本发明提供了集成多种供电模块为机场供电，整个系统采用模块化设计，具有组网灵活、扩展方便等优点，多种供电模块能经控制子模块与集控后台实现信息交互，工作时，集控后台能根据多个供电子模块的工况进行控制，自动接入最佳供电子模块为机场用电设备供电，能够有效提高机场电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力，大大提高了机场供电系统的可靠性及安全性，实现了机场供电系统的有效管理与运行优化、可视化保护与控制的一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统，其特征在于包括分布式多电源供电模块、智能控制模块和集控后台；所述的分布式多电源模块包括太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块各具有多套，多套太阳能供电子模块、风力供电子模块的电源输出端分别电性并联；所述智能控制模块包括太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块；所述太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块分别安装在太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块处，还能集中安装在控制柜内；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块的信号电源输入输出端分别和太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块的信号输出输入端经有线及无线中的一种进行数据通讯连接；所述集控后台安装在机场控制室内，集控后台安装有工业级别集控软件；所述太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块之间，并和集控后台之间通过有线及无线中的一种进行数据通讯；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块分别与机场供电母线输入端电性连接，集控后台能分别控制各控制子模块经各供电子模块为机场供电母线供电；所述各控制子模块、集控后台能将数据通过4G/5G网络上传至云端，机场工作人员能通过手机等终端设备实时了解各供电子模块数据，并进行系统管理。

进一步地，移动储能供电模块安装在移动储能车上。

进一步地，分布式多电源供电模块的移动储能供电子模块、固定储能供电子模块既可以作为电源，又能与机场配电网、地方电网供电子模块及太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块电源互动，在用电低谷时充电，用电高峰时放电，达到削峰填谷、提高电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力的目的。

进一步地，所述各控制子模块能分别进行太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块的电能采集和能量管理，实现机场供电系统的能量管理与运行优化。

进一步地，所述各控制子模块与各供电子模块进行信息的交互管理，在远程集控后台失效的情况下，各控制子模块仍可完成机场供电系统的供电能量管理与运行优化。

进一步地，所述的集控后台的管理软件，在综合各分布式多电源供电模块的工作状态、电流电压等信息，能结合机场用电系统历史用电情况，进行机场用电系统用电负荷的预判，自动经智能控制模块控制各供电子模块和机场用电系统之间的投入及退出，集控后台应用中，也可远端控制人员人工手动进行各供电子模块的投入及退出控制。

本发明有益效果是：本发明应用中各供电子模块的各种电流、电压信息实时经各控制子模块传递到远端集控后台，且各控制子模块能实现信息交互。应用中，集控后台在综合各分布式多电源供电模块的工作状态、电流电压等信息后，能结合机场用电系统历史用电情况，进行机场用电系统用电负荷的预判，然后自动的控制各供电子模块和机场用电系统之间的投入及退出，并能根据需要控制移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块的充电工作。本发明集成了多种供电模块为机场供电，整个系统采用模块化设计，具有组网灵活、扩展方便等优点，多种供电子模块能经控制子模块与集控后台实现信息交互，工作时，集控后台能根据多个供电子模块的工况进行控制，自动接入最佳供电子模块为机场用电设备供电，且各控制子模块与各供电子模块能进行信息的交互管理，在远程集控后台失效的情况下，各控制子模块仍可完成机场供电系统的供电能量管理与运行优化。本发明能够有效提高机场电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力，大大提高了机场供电系统的可靠性及安全性，实现了机场供电系统的有效管理与运行优化、可视化保护与控制。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1为本发明结构示意框图。

具体实施方式

图1中所示，一种分布式多电源供电的机场智能微电网系统，包括分布式多电源供电模块、智能控制模块和集控后台；所述的分布式多电源模块包括太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块各具有多套，多套太阳能供电子模块、风力供电子模块的电源输出端分别经导线并联；所述智能控制模块包括太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块；所述太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块分别安装在太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块附近处，还能集中安装在控制柜内；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块的信号电源输入输出端分别和太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块的信号输出输入端经有线及无线中的一种进行数据通讯连接；所述集控后台安装在机场控制室内，集控后台安装有工业级别集控软件；所述太阳能供电控制子模块、风力供电控制子模块、移动储能供电控制子模块、固定储能供电控制子模块、地方电网供电控制子模块、水利供电控制子模块、垃圾发电供电控制子模块、柴油发电机供电控制子模块之间，并和集控后台之间通过有线及无线中的一种进行数据通讯；所述太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块分别与机场供电母线输入端经导线连接，集控后台能分别控制各控制子模块经各供电子模块为机场供电母线供电；所述各控制子模块、集控后台能将数据通过4G/5G网络上传至云端，机场工作人员能通过手机等终端设备实时了解各供电子模块数据，并进行系统管理。移动储能供电模块安装在移动储能车上。

图1所示，分布式多电源供电模块的移动储能供电子模块、固定储能供电子模块既可以作为电源，又能与机场配电网、公共电网（地方电网供电子模块）及太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块电源实现互动，在用电低谷时充电，用电高峰时放电，达到削峰填谷、提高电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力的目的。各控制子模块能分别进行太阳能供电子模块、风力供电子模块、移动储能供电子模块、固定储能供电子模块、地方电网供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块、柴油发电机供电子模块的电能采集和能量管理，实现机场供电系统的能量管理与运行优化。

图1所示，各控制子模块与各供电子模块进行信息的交互管理，在远程集控后台失效的情况下，各控制子模块仍可完成机场供电系统的供电能量管理与运行优化。集控后台的管理软件，在综合各分布式多电源供电模块的工作状态、电流电压等信息，能结合机场用电系统历史用电情况，进行机场用电系统用电负荷的预判，自动经智能控制模块控制各供电子模块和机场用电系统之间的投入及退出，集控后台应用中，也可远端控制人员人工手动进行各供电子模块的投入及退出控制。

图1所示，当机场供电系统正常工作时，智能控制模块的各控制子模块和实时采集分布式多电源供电模块的各供电子模块的运行电流、运行电压，各供电子模块工作状态，并通过有线或无线方式和集控后台软件进行信息交互，且各控制子模块之间也能实现信息交互。本发明中，智能控制模块优先控制太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾供电子模块为机场负荷进行供电。

图1所示，应用中，当地方电网供电子模块供电负荷各项数据均较理想、固定储能供电子模块电能较低时，智能控制模块的地方电网供电控制子模块控制地方电网供电子模块为主用，为机场负荷进行供电；智能控制模块分别控制太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块，单个或多个供电电能质量较好的供电子模块为固定储能供电子模块的充电。固定储能供电子模块充电完成后，若智能控制模块检测到太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾供电子模块各模块电能质量仍然较好，则智能控制模块一方面控制太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块单个或多个供电电能质量较好的子模块为主用，为机场负荷进行供电；另一方面智能控制模块切除地方电网供电子模块，启动并网功能，将太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块中单个或多个发出的电能送入地方电网，供地方用户使用。

图1所示，实际应用中，当移动储能供电子模块电量较差需要充电时，智能控制模块优先控制太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块为移动储能供电子模块充电，充电完成后，智能控制模块自动停止充电程序；若太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块电能质量较差时，则智能控制模块控制地方电网供电子模块为移动储能供电子模块充电，充电完成后，智能控制模块自动停止充电程序。当地方电网供电子模块停电或电能质量较差，同时太阳能供电子模块、风力供电子模块、水利供电子模块、垃圾发电供电子模块电能质量均较差，难以满足机场负荷应用时，优先采用固定储能供电子模块为机场负荷供电，若固定储能供电子模块电能质量也较差，无法满足负荷要求时，智能控制模块首先启动移动储能供电子模块为机场负荷供电，在无法满足负荷使用时，智能控制模块启动柴油发电机供电子模块作为主用，为机场负荷应急供电。

图1所示，本发明中，远程集控后台通过智能控制模块实时监控各分布式多电源供电模块的运行情况，数据包括运行电流、运行电压、供电子模块工作状态，集控后台进行数据的汇集、分析、存储，并采用大数据、物联网等技术和神经网络等智能方法进行用电负荷的预判，并进行机场供电系统的能量管理与运行优化、可视化保护与控制，以实现供电系统的最优化运行。在特殊情况下，机场人员可通过远程集控后台远程或智能控制模块就地进行各分布式电源供电模块的投退控制，人工投退是属于最高优先级，可以闭锁系统的各供电模块的最优化自投控制。实际情况下，在人工授权允许的情况下，才可以启动系统的各供电子模块的最优化自投控制。本发明集成了多种供电模块为机场供电，整个系统采用模块化设计，具有组网灵活、扩展方便等优点，多种供电子模块能经控制子模块与集控后台实现信息交互，工作时，集控后台能根据多个供电子模块的工况进行控制，自动接入最佳供电子模块为机场用电设备供电，且各控制子模块与各供电子模块能进行信息的交互管理，在远程集控后台失效的情况下，各控制子模块仍可完成机场供电系统的供电能量管理与运行优化。本发明能够有效提高机场电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力，大大提高了机场供电系统的可靠性及安全性，实现了机场供电系统的有效管理与运行优化、可视化保护与控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。