微电网能量智能控制系统

摘要

本发明涉及一种包含多种分布式电源的微型供用电系统。本发明公开了一种能够利用预测信息对微电网进行控制的智能能量控制系统。本发明的微电网能量智能控制系统，包括微电网系统和控制系统；所述微电网系统包括电源单元、储能单元和负荷单元；所述控制系统包括信息采集系统和中央处理单元。中央处理单元包括：负荷预测模块；微电网在线状态估计模块；间歇式电源能量预测、储能单元能量预测模块；微电网系统分析模块；微电网多目标优化运行和综合协调控制模块。本发明的微电网能量智能控制系统，能够根据预测信息对微电网进行控制，实现微电网的智能化运行。

权利要求

1.微电网能量智能控制系统，包括微电网系统和控制系统；所述微电网系统包括电源单元、储能单元和负荷单元；所述控制系统包括信息采集单元和中央处理单元；其特征在于，所述中央处理单元包括：负荷预测模块：应用如下方法或其组合对微电网中的大容量负荷进行超短期消耗电能预测：专家系统、模糊逻辑技术、人工神经网络、时间序列法；

微电网在线状态估计模块：根据信息采集单元的实测数据，对微电网中各单元的工作状态进行估计；

间歇式电源能量预测、储能单元能量预测模块：这一部分将根据气象信息和信息采集单元采集的储能单元的状态信息，对微电网的能量转换与储存能力进行分析；

微电网系统分析模块：在状态估计的基础上，进行微电网的故障分析、稳定性分析、电能质量分析和经济性分析，保证整个系统安全、稳定、经济运行；

微电网多目标优化运行和综合协调控制模块：根据微电网不同的运行方式和控制要求，在微电网状态估计与系统分析基础上，分析微电网系统不同运行模式下间歇式电源与储能单元控制策略、系统性能指标三者之间的关系，按照预先制定的控制目标对各单元给出具体的量化指令；对整个微电网内部的各单元进行联合最优控制，实现微电网的闭环运行；

所述信息采集单元包括：

电源单元信息采集模块：用于检测各种电源的工作状态，并向中央处理单元传递信息；

储能单元信息采集模块：用于检测储能单元中蓄电池、超级电容、飞轮电池的参数以及工作状态，并向中央处理单元传递信息；

负荷单元信息采集模块：用于检测负荷单元中各种负荷的输出功率、电能消耗参数，并向中央处理单元传递信息。

2.根据权利要求1所述的微电网能量智能控制系统，其特征在于，所述中央处理单元还包括分布式灵活储能控制模块，用于在系统分析的基础上，根据系统储能单元运行特性的差异和当前状态及其对系统的影响，以及未来一段时间负荷预测和间歇式电源输出功率预测的数据，按照协调运行的原则，确定由何种储能单元进行动态地储能和释放能量的技术，实现系统最优的能量匹配。

3.根据权利要求1所述的微电网能量智能控制系统，其特征在于，所述大容量负荷是指消耗功率≥微电网容量5％的负荷。

4.根据权利要求1所述的微电网能量智能控制系统，其特征在于，所述超短期消耗电能预测是指5分钟到1个小时的时间内消耗电能预测。

5.根据权利要求1所述的微电网能量智能控制系统，其特征在于，所述中央处理单元还包括：紧急控制单元，用于处理整个微电网的紧急故障。

6.根据权利要求1所述的微电网能量智能控制系统，其特征在于，所述微电网系统和控制系统构成一个自治系统，既可以独立运行，也可以通过控制系统的计算机进行人机交互，在人工干预下运行。

说明书

微电网能量智能控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统，特别涉及一种包含多种分布式电源的微型供用电系统。

背景技术

[0002] 2003年8月北美大停电事故之后，欧美等国家深刻意识到电力系统可靠性的重要性。一种将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合、形成一个单一可控的单元、同时向用户供给电能和热能的微电网技术应运而生。微电网中的电源多为微电源，亦即含有电力电子界面的小型机组(一般小于100kW)，包括微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电装置、风力发电机、生物质能发电装置以及超级电容、飞轮电池、蓄电池等储能装置，这些发电装置通过电力电子装置相互连接来完成微电网系统所需要的功能。它们接在用户侧，具有低成本、低电压、低污染等特点。系统容量为20kW～10MW；网内的用户配电电压等级为380V，或者包括10.5kV(如与外部电网进行能量交换，电压等级由微电网的具体应用等情况而定)。

[0003] 除了欧美国家，日本近年来也对微电网的研究十分重视，例如在2005年的爱知县世博会上，三菱公司展示了以燃料电池为主的供能系统，采用自主负载跟随控制来减小对电网的影响，系统采用了燃料电池、太阳能发电、NaS蓄电池等先进能源技术，使用木材和废弃物来生产燃料电池的气体燃料，燃料电池产生的热能用于建筑物的空调系统，试验证明这种能源系统是一种十分环保的供电、供热系统。日本京都的生态能源项目，采用生物燃气发动机、溶解碳酸燃料电池、太阳能发电、风力发电、蓄电池等构成微电网系统，和公用电网连接，通过系统内部各单元之间的调度控制，来尽量降低并网时对电力系统的影响，使用以生物燃气为燃料的发动机和燃料电池发电向建筑物提供电能，此项目总的装机容量达到850kW。2006年7月日本清水公司建成了以燃气发动机、镍氢电池和电气双层电容器等装置构成的微电网系统，采用远程控制对断路器等开关进行操作，在并网连接点进行恒功率控制，系统独立运行时进行电压和频率的稳定化控制。

[0004] 综合世界各国微电网的研究成果，微电网具有如下特征：

[0005] 1)微电网通常是指在负荷中心附近包含了一种或多种分布式微型电源的配电网，包括但不限于微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电装置、风力发电机、生物质能发电装置以及超级电容、飞轮电池、蓄电池等储能装置。微电网可与大电网连接，也可以独立运行(比如海岛、沙漠等特殊地理环境下构建的微电网)。

[0006] 2)微电网中包含了两个网络。一个由母线、输电线路、刀闸、开关、电源、负荷、供热管线、热源等构成，是能量的产生、传输与消费网络。另一个是微电网控制系统与多个微型能量源、负荷、开关、线路、管线等被控对象之间的、依靠MODBUS或现场总线等协议或以太网(但不仅限于上述协议，既可以是有线的，也可以是无线的)所构建的信息传输网络。微电网控制系统是微电网的核心，对微电网的状态进行监控，并根据实际情况依照预先制定的控制策略自动实现整体运行的实时控制，是微电网系统确保安全、可靠运行的前提。

[0007] 3)微电网中包含了一个或多个电力负荷。按照电力负荷的重要程度和对供电可靠性的要求不同，这类负荷可以分为一类负荷、二类负荷和三类负荷，重要程度依次递减。微电网中也可以包含热负荷和供热管线。

[0008] 4)微电网可以对用户冷、热、电联供，也可以仅提供电能。

[0009] 5)微电网中还包括母线、开关、刀闸、输电线路、继电保护装置、电能表等用于电能量传输、计量和确保配电网安全运行的装置和单元。开关、刀闸、继电保护装置等与控制系统结合，成为整个微电网能量智能管理的执行单元的一部分。

[0010] 微电网控制系统是微电网的核心，它对微电网整个系统的运行状态进行监控，并根据实际情况依照预先制定的控制策略对微电网的运行进行管理。关于微电网控制技术方面的专利请参见中国专利CN101207284A和CN1964152A。

[0011] 上述两个专利均以微电网的能量管理系统为核心，虽然提出了一些控制方法，但都忽略了一个重要问题——对负荷的能量消耗、储能单元的能量水平和储能能力、系统供能水平(各类发电单元)的预测，也没有考虑到储能单元的可控性在提高微电网可靠性、电能质量方面的特殊作用。对于微电网这样一个复杂的分布式系统，如果没有预测的话，其控制是比较困难的。同时，这两个专利也没有明确提及危险情况的自动预警和紧急控制。

发明内容

[0012] 本发明所要解决的技术问题，就是提供一种能够利用预测信息对微电网进行控制的智能能量控制系统。

[0013] 本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，微电网能量智能控制系统，包括微电网系统和控制系统；所述微电网系统包括电源单元、储能单元和负荷单元；所述控制系统包括信息采集单元和中央处理单元；其特征在于，所述中央处理单元包括：

[0014] 负荷预测模块：应用如下方法或其组合对微电网中的大容量负荷进行超短期消耗电能预测：专家系统、模糊逻辑技术、人工神经网络、时间序列法；

[0015] 微电网在线状态估计模块：根据信息采集单元的实测数据，对微电网中各单元的工作状态进行估计；

[0016] 间歇式电源能量预测、储能单元能量预测模块：这一部分将根据气象信息和信息采集单元采集的储能单元的状态信息，对微电网的能量转换与储存能力进行分析；

[0017] 微电网系统分析模块：在状态估计的基础上，进行微电网的故障分析、稳定性分析、电能质量分析和经济性分析，保证整个系统安全、稳定、经济运行；

[0018] 微电网多目标优化运行和综合协调控制模块：根据微电网不同的运行方式和控制要求，在微电网状态估计与系统分析基础上，分析微电网系统不同运行模式下间歇式电源与储能单元控制策略、系统性能指标三者之间的关系，按照预先制定的控制目标对各单元给出具体的量化指令；对整个微电网内部的各单元进行联合最优控制，实现微电网的闭环运行；

[0019] 所述信息采集单元包括：

[0020] 电源单元信息采集模块：用于检测各种电源的工作状态，并向中央处理单元传递信息；

[0021] 储能单元信息采集模块：用于检测储能单元中蓄电池、超级电容、飞轮电池的参数以及工作状态，并向中央处理单元传递信息；

[0022] 负荷单元信息采集模块：用于检测负荷单元中各种负荷的输出功率、电能消耗参数，并向中央处理单元传递信息；

[0023] 进一步的，所述中央处理单元还包括分布式灵活储能控制模块，用于在系统分析的基础上，根据系统储能单元运行特性的差异和当前状态及其对系统的影响，以及未来一段时间负荷预测和间歇式电源输出功率预测的数据，按照协调运行的原则，确定由何种储能单元进行动态地储能和释放能量的技术，实现系统最优的能量匹配；

[0024] 具体的，所述大容量负荷是指消耗功率≥微电网容量5％的负荷；

[0025] 具体的，所述超短期消耗电能预测是指5分钟到1个小时的时间内消耗电能预测；

[0026] 具体的，所述间歇式电源包括但不限于风力发电装置、太阳能发电装置以及小型水力发电装置；

[0027] 进一步的，所述中央处理单元还包括：紧急控制单元，用于处理整个微电网的紧急故障；

[0028] 进一步的，所述微电网系统和控制系统构成一个自治系统，既可以独立运行，也可以通过控制系统的计算机进行人机交互，在人工干预下运行。

[0029] 本发明的有益效果是，提出了微电网预测控制的方法，进一步完善了微电网的控制功能，更容易实现结构复杂系统的分布式控制，提高了微电网的控制精度和有效性。

附图说明

[0030] 图1是微电网结构示意图；

[0031] 图2是控制系统工作原理示意图；

[0032] 图3是微电网多目标优化运行和综合协调控制流程示意图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

[0034] 本发明的微电网能量智能控制系统是微电网正常运行的控制中枢。它以MODBUS或其他通讯协议连接微电网中的发电、储能、供热、负荷、输电线路、继电保护装置、开关刀闸等各单元的监控部分，并且可以与大电网的能量管理系统(EMS)之间交换信息，实现对微电网运行的状态监控和自动多目标综合最优运行。控制系统刷新的时间在秒级左右。

[0035] 实施例

[0036] 整个微电网系统结构如图1所示，图中仅画出了与电能有关的部分。本例的控制系统工作原理见图2。

[0037] 要对图1所示的复杂系统进行有效控制，本发明的控制系统除了常规系统的一些控制控功能外，增加了各个单元的预测控制等功能，本例的控制系统可以分为信息采集单元、通信网络和中央处理单元等部分，各部分所对应的功能模块及工作原理如下：

[0038] 信息采集单元：

[0039] 一般情况下，采集的信息包括微电网中各单元的状态检测信息、大电网能量管理系统传来的数据以及气象信息。后面两个信息源主要用于微电网的负荷预测和受气象因素影响较大的发电装置的预测。如果微电网系统中的监测装置能够实时检测微电网与大电网相联节点的电参数信息，并且微电网与大电网之间的能量交换不大(对微电网的运行没有大的影响)的情况下，可以不需来自大电网EMS的数据。另外，如果微电网中的负荷对于气象不敏感，并且其中不包含太阳能等受气象因素影响较大的电源，则也无需气象信息输入。因此，信息采集单元可以只包含微电网中各单元的状态检测信息。

[0040] 这里微电网的各单元包电源电单元、储能单元、开关刀闸、继电保护装置、负荷单元、交直流整流器或逆变器、输电线路以及微电网中其他的各类监控装置。对这些单元、装置，信息采集单元中的传感器检测的电压、电流、有功功率、无功功率、系统频率等信息以及各单元状态(比如开关闭合或断开，电源单元输出的有功功率，与外界交换的无功功率，负荷的功率因素等)信息，然后通过通信网络将这些数据传入控制系统，参见图1。

[0041] 通信网络主要负责将信息采集单元中的信息传入控制系统，同时将控制系统的控制指令发往各被控单元，并且有关的信息显示在人机交互界面上，也可以支持远程Web浏览。

[0042] 信息传输的通讯协议包括但不限于MODBUS、现场总线、以太网等协议。在实现方式上，既可以是有线的，也可以是无线的，既可以利用光纤通讯，也可以是微波通讯或电力线载波等其他通讯方式。

[0043] 中央处理单元

[0044] 微电网控制系统的中央处理单元通过信息传输单元接收来自各单元的检测信息，然后其中的计算机控制软件将根据这些信息进行分析和控制。中央处理单元具体的功能模块包括：

[0045] (1)负荷预测模块：对中央处理单元提供5分钟到1个小时的负荷预测数据。微电网的特点在于利用可再生能源并对各类负荷提供有针对性的能量服务。由于风能、太阳能等可再生能源输出功率受气象条件影响较大，因此在微电网运行过程中，必须格外重视负荷的超短期预测，以便及早采取控制措施，确保供电的可靠性。

[0046] 对于一个微电网而言，通常情况下，其中负荷的数量和用电特性往往是可以预知的，比如微电网中的负荷可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷及其他负荷(其他负荷包括市政用电、公用事业、政府办公、铁路与电车、军用等)。这些不同性质的负荷接在微电网中的不同母线上，各自有着不同的用电特性。在负荷预测的时候，可以根据这些负荷的特性(如对天气温度和时间的敏感性等)，各自选用适合的负荷预测方法或不同方法的组合(如人工神经网络、时间序列、模糊逻辑和专家系统、小波分析等)，对每一个微电网母线上的负荷进行预测，并且对预测的结果和实际母线上的负荷进行对比分析，在线调整负荷预测工具的某些系数，从而得到适合某种母线上负荷特性的负荷预测工具。同时，对于实际的母线负荷结果，也应结合当时的气象条件、节假日因素、负荷行业特性等对其进行归类存入数据库。这样，在以后负荷预测的时候，碰到类似气象、节假日的时候，可以把这些实测数据作为历史数据参与预测。

[0047] 一般的微电网，其控制系统通常所控制的微电网负荷数量在数百个以下(通常为几十个负荷)，这使得某个大、中容量的负荷(如消耗功率≥微电网容量5％的负荷)，其消耗功率的变化，往往会对整个微电网具有较显著的影响(尤其是在微电网独立运行的时候)。同时这些负荷的特性(如属于哪个行业、用电特性等)往往能够提前知晓。因此和大电网相比，微电网控制中心在对负荷建模的时候，可以针对负荷的特性在线调整负荷预测工具及其参数。

[0048] (2)微电网在线状态估计模块：系统状态是微电网管理和运行控制的基础，系统分析是微电网运行控制的前提。由于微电网系统中间歇式电源及储能单元的工作特性，以及整个系统运行方式的复杂性，现有电力系统的分析理论与方法不能直接应用于微电网的状态估计和系统分析。考虑到间歇式电源输出功率的随机波动性以及分布式储能单元的影响，这里需要采用基于随机潮流的状态估计技术。与大电网的EMS不同的是，微电网的EMS需要几秒钟刷新，因此，这也对于系统的通讯网络和计算提出了更高的要求。

[0049] 间歇式电源能量预测、储能单元能量预测模块：这一部分将根据气象信息和信息采集单元传输回来的储能单元的状态信息，对微电网的能量转换与储存能力进行分析，以便于进行供电的可靠性分析和分布式灵活储能技术的实现。微电网中的间歇式电源，一般包括风力发电装置、太阳能发电装置、小型水力发电装置、潮汐发电装置等。

[0050] 考虑到微电网中电源的容量通常都比较小，并且来自不同的生产厂家，而且微电网的应用环境多变(比如海岛、沙漠、居民社区等，因此微电网控制系统所面对的应用对象也是多变的)，因此在微电网的能量预测方面，通常不去建立精确的数学模型，而考虑采用实测的历史数据、结合天气预报数据与电源输出功率的关系，应用统计方法进行预测。通常所用的预测方法有人工神经网络方法(artificial neural networks，ANN)、专家系统法(experts systems，ES)、和支持向量机(support vector machines，SVM)等。

[0051] 对于蓄电池、飞轮电池、超级电容等储能单元，其中储存的能量和可以释放(含存储)出来的能量，则主要依靠厂家提供的设备特性曲线或由微电网控制中心事先测定的设备特性曲线进行储能状态的预测和可释放(含存储)能量的预测。通常，这些特性曲线考虑了气象信息变化、设备运行总时间、能量输出变化的速率、设备效率等因素的影响。

[0052] (3)微电网系统分析模块：与大电网类似，微电网可以在状态估计的基础上，进行微电网的故障分析、稳定性分析、电能质量分析和经济性分析。

[0053] 故障分析是微电网在当前运行状态下，在失去(或投入)任一间歇式电源或储能装置或或负荷之后，分析稳态情况下系统过电压、过电流等状态，确保系统运行安全和供电可靠。如果上述情况发生的时候，系统将会出现安全问题，则可以采取诸如调整系统运行方式、释放/增加储能单元中的能量、切掉某些不重要负荷的能量等措施改变系统的运行方式，确保系统的运行安全。微电网中的负荷多为中小负荷，其投、切可能并不由控制中心下发控制命令，因此与大电网类似，微电网在调度过程中需要满足N-1原则，也就是电力系统N-1分析。即正常运行方式下的电力系统中任一装置(如线路、发电机、变压器、负荷等)无故障或因故障断开(这些断开的线路、变压器、发电机、负荷等即为预想故障集)，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他装置不过负荷，电压和频率均在允许范围内。但是考虑到微电网中的负荷投、切可以并不由控制中心下发控制命令，并且与微型电网的容量相比，这些负荷的投切对微电网的运行有比较大的影响，在进行微电网故障分析的时候，还需要考虑某个负荷投入的情况，即N+1的情况。

[0054] 稳定性分析是微电网在当前运行状态下受到微小的或大的扰动之后，系统能否恢复到原有的运行状态或过渡到新的稳定状态的能力。这里微小的扰动包括某一间歇式电源或储能装置输出功率，输电导线阻抗、负荷消耗功率等的微小变化等等。大的扰动是指输电线路停运、三相短路、一相接地、系统失去某一电源或储能装置、系统失去某一负荷等。如果稳定性分析的结果是不稳定，则应根据系统的运行状态，控制中心制定相应的紧急控制措施，通过切负荷、储能单元释放或增储能量、调整系统运行方式等手段，确保系统的稳定。

[0055] 电能质量分析是根据当前电能质量监测数据，分析微电网电能质量的现状，并制定电能质量在线补偿控制的策略。

[0056] 经济性分析是研究系统在某一运行状态下，运行成本最低而效益最高的方法。由于不同的间歇式电源的发电成本不同、不同类型储能装置的储能成本差异、以及不同负荷运行所产生的经济效益和社会效益不同，因此，对于微电网而言，通过经济性分析，可以实现整个系统运行成本最低、而效益最高的运行方式。

[0057] (4)微电网多目标优化运行和综合协调控制模块：根据微电网不同的运行方式和控制要求，在微电网状态估计与系统分析理论的基础上，分析并网/独立运行模式下的微电网系统状态、间歇式电源与储能单元控制策略、系统性能指标三者之间的关系，对整个微电网系统内部的各单元进行联合最优控制，对各单元给出具体的量化指令，实现微电网的闭环运行。同时根据系统的实时状态和预测信息，按照预先制定的控制目标，在线调整控制策略。常见的控制目标包括：系统经济性最优、供电可靠性、能量储存分布最优等。一般情况下，是优先考虑系统经济性最优。但对于某些重要的负荷，如果对其供电可靠性和电能质量有特殊要求的话，则可以将这些特定的要求列为优先考虑的控制目标，在人机交互界面上设定。微电网多目标优化运行和综合协调控制流程图如图3所示。

[0058] 本例中央处理单元还包含了分布式灵活储能控制模块和电能质量联合补偿控制模块。分布式灵活储能是基于储能单元能量转换的可控性，并且考虑到处于微电网不同空间的不同储能装置的动态特性的差异提出的。其基本原理是在系统分析的基础上，根据各储能装置运行特性的差异和当前状态(如各储能装置当前点的储能效率、充放电特性、预测的当前剩余电能等)及其对系统的影响，以及未来一段时间负荷预测和间歇式电源输出功率预测的数据，按照协调运行的原则，确定由何种储能单元进行动态地储能和释放能量的技术，实现系统最优的能量匹配，从而保证系统当前或者未来一段时间内能够在优化的状态下运行。

[0059] 电能质量是某些重要电力用户关注的焦点，也是微电网的特色和优势。电能质量的实时检测与联合补偿技术针对微电网典型电能质量问题(频率偏差、电压幅值偏差和波形质量)，根据不同补偿单元(电源、储能单元和补偿设备)的动态特性及空间关系，确定最优的电能质量补偿策略。

[0060] 微电网中的储能单元可以分为两种，一种是不受控制系统控制的储能单元，这类储能单元的控制策略一般是设备自身的本地控制策略。另一种是受控制系统控制的储能单元，其能量的流动方向和大小由控制系统进行控制。为充分利用位于微电网不同空间位置、不同动态响应特性的储能装置能量输出/输入的可控性，发挥储能装置对其附近的负荷供电可靠性、电能质量等提供支撑的优势，在储能状况评估环节，依靠小型专家系统制定的规则实施分布式灵活储能的策略，确保系统的负荷单元、储能单元和电源单元的协调最优。

[0061] 分布式灵活储能控制模块需要考虑的第一个因素，是保证储能单元储存的能量能够和系统的负荷与发电预测相匹配；第二个因素是考虑负荷特性对储能单元控制的影响；第三个因素是考虑储能单元的不同动态特性有可能对负荷供电产生影响；第四个因素是考虑到储能的经济性因素；第五个因素是储能单元的充放电次数限制、充放电时间限制等(比如，蓄电池储能单元就不能进行频繁的充放电操作，否则会影响蓄电池的寿命)。这些均需要考虑在分布式灵活储能控制模块中。

[0062] 电能质量评估和储能状态评估之后，如果需要采取调整措施，而这类调整措施一般是对某些受控的储能单元发布调整储能的指令或者某些受控的电能质量补偿装置发布投切的指令，一般情况下，这类指令延时执行不会对系统的稳定性和安全性造成严重的影响，因此不直接在当前控制周期进行故障校核和稳定性分析。由于本能量管理系统实现的是自动闭环控制，并且刷新时间在秒级左右，可以在下一周期评估中，将这类控制指令计入系统状态变化，再进行的故障校核和稳定性分析。

[0063] 本例中央处理单元的另一个附加的控制模块是紧急控制单元，用于处理整个微电网的紧急故障。具有危险情况自动预警及辅助决策、紧急控制功能。能够根据系统当前运行状态和控制策略，对系统的安全状况自动进行评估。如果因为某些原因导致系统发生了危险情况(比如突然的雷电造成的系统危害)，或者预测可能出现危险情况，则自动进行计算机辅助决策，并以声、光报警等方式提示有关工作人员，然后将危险源、解决建议等信息显示在人机界面上，并可以自动或人工干预下实施系统的紧急控制。

[0064] 与上面的多目标优化运行和综合协调控制相比，紧急控制的优先级最高。

[0065] 通常，保护开关装置能在事故时自己判断分合，然后将自身的状态与中央处理单元进行通信，并接受和执行控制指令。

[0066] 本例的人机交互界面模块：

[0067] 在微电网运行过程中，将会出现一些技术信息，比如系统状态，可再生发电装置工作状态，微电网系统分析有关结论，微电网预警分析结论及辅助决策策略等等，这些信息将显示在控制中心的计算机屏幕上。同时，也可以借助现有的编程语言及网络，以Web浏览的方式实现微电网运行的远程监测。

[0068] 控制系统工作流程

[0069] 控制系统依照信息采集、分析决策、执行单元动作、人机界面信息显示这一流程实现了在线闭环控制。

[0070] 首先，信息采集单元负责收集来自微电网各单元、大电网EMS传来的数据、气象预报信息等，然后通过现场总线或其他通讯方式将这些信息输入控制系统。

[0071] 控制系统根据输入的信息，自动实施负荷预测、储能情况分析、状态估计，然后进行微电网的故障分析、可靠性分析、经济性分析、稳定性分析、自动预警分析，然后根据上述分析结论给出微电网控制策略。

[0072] 微电网的状态、控制策略、紧急控制措施等信息，将会显示在人机界面上，供运行监控人员参考。

[0073] 与现有技术微电网的控制系统相比，本发明具有几个特点：

[0074] 1、智能性。增加了诸如负荷预测、发电预测、在线学习及动态调整优化参数、专家系统、多目标优化、故障分析与紧急控制等模块和算法，保证系统可以在无人干预的情况下自治运行。

[0075] 2、分布式协调闭环控制。综合协调的控制信息经微电网系统级控制和各子单元控制模块之后，传递给各控制单元，然后再经过系统状态估计重新获取微电网系统状态，并用于制定新的控制策略。这样形成了一个分布式协调闭环控制系统，有助于克服微电网系统内各单元动态特性差异对系统的影响，保证系统运行的实时最优。考虑到微电网中存在快速响应的单元以及微电网运行方式多变，所以控制系统的刷新时间在秒级。

[0076] 3、明确提出微电网中的负荷预测为超短期/实时负荷预测。负荷预测的方式可以根据各自负荷的特性，选用合适的负荷预测方法，并且根据预测的误差对预测方法或者预测工具中的某些参数进行在线调整。

[0077] 4、明确提出微电网中的发电预测方法、储能单元储能分析方法。

[0078] 5、明确提出了微电网中故障分析时候需要考虑大、中容量负荷的投入。并且提出了故障分析和稳定性分析所用的数学模型和分析工具不同。

[0079] 6、明确提出电能质量在线分析与联合补偿：由于微电网的运行方式多变，能量管理系统通过协调控制储能单元和其他电能质量补充单元，实现电能质量的在线分析和联合补偿。

[0080] 7、明确提出分布式灵活储能控制：储能单元是微电网中能量输出可控的单元，对于微电网的安全运行有着重要的作用。能量管理系统将根据系统的实时状态以及控制目标，实现能量的最优储存。

[0081] 8、增加了系统危险情况自动预警及辅助决策功能，并将有关信息显示在人机界面上。