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    風光儲綜合控制系統和方法技術方案

    技術編號:8981681 閱讀:245 留言:0更新日期:2013-07-31 23:41
    本發明專利技術提出了一種風光儲綜合控制系統和方法,屬于工業控制技術領域。該系統包括風電系統控制設備,用于獲取風電機組功率曲線、完整一年的逐時風速和風向數據、風電機組位置坐標、數字化地形圖、以及風電機組臺數,以此獲得風電場的逐時功率輸出;光電系統控制設備,用于獲取光伏組件功率特性曲線、完整一年的逐時太陽總輻射數據、光伏組件最佳傾角、以及光伏組件個數,以此獲得光伏場的逐時功率輸出;綜合服務器,通過網絡設備連接至風電系統控制設備和光電系統控制設備,用于根據所述風電場的逐時功率輸出和光伏場的逐時功率輸出獲得所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比。本方案解決了無法準確控制風光儲系統的配比等問題,具有精確高效實時等諸多優點。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術屬于工業控制
    ,尤其涉及一種。
    技術介紹
    在新能源中,太陽能與風能以其取之不盡、用之不竭、就地可取、無需運輸、分布廣泛、可靠性高、無污染、利于生態等優點,其開發與利用日趨受到各國的普遍重視,已經成為新能源領域中開發利用水平最高、技術最成熟、應用最廣泛、最具商業化發展條件的新型能源。然而,風能和太陽能都存在能量密度低、穩定性差等弊端,使得獨立風力發電系統和獨立太陽能發電系統存在能量不穩定、間歇性的缺點,并網難目前已成為新能源發電的一大現狀,隨著風電與光電的進一步強勢發展,風電與光電輸出問題非同小可,亟需解決。由于太陽能與風能在時間上和季節上都有很強的互補性:白天太陽光照好、風小,晚上無光照、風較強;夏季太陽光照強度大而風小,冬季太陽光照強度弱而風大。由于太陽能與風能的匹配性強,風光互補發電系統在資源上彌補了風電和光電獨立系統在自然資源上的缺陷。同時,風電和光電系統在儲能和輸配電環節上是可以通用的,所以風光互補發電系統的造價可以降低,系統成本趨于合理。風光互補發電系統可以根據電網的負荷情況和自然資源條件進行系統容量的合理配置,既可保證系統供電的可靠性,又可降低發電系統的造價。從技術評價上看,風光互補發電系統是一種合理的發電方式。風光儲能系統是綜合利用風能、光能、儲能裝置的電站系統,不僅為解決當前的能源危機和環境污染開辟了一條新路,而且有效改善了風電和光伏發電單獨輸出電力時對系統穩定性和可靠性的影響。隨著儲能技術和智能電網等相關技術的飛速發展,風光互補儲能電站將成為新能源發電中的一種重要形式。然而,現有技術中并不存在一種綜合控制系統和方法,能夠快速準確得到風、光、儲能元件最佳配比,并對風電、光電、儲能系統進行綜合調配。現有技術中,通過固定風電容量,并以整數的光伏容量,如100、200、300等等不斷試算,獲得風光總輸出功率均方差,畫出不同配比的均方差圖,從而選擇一個較優的配比。儲能的獲得采用:用原始功率曲線減去目標平滑曲線,得到的即為儲能的充放電曲線,如果為正,說明該時刻風較大,有多余的電能需要充到儲能裝置中,如果為負,說明該時刻風較小,需要從儲能裝置中釋放出電能。從充放電曲線中獲得儲能裝置充電和放電功率各區間占用的概率,同樣以估計的整數的儲能容量劃分儲能容量單元,如600以上、300 600、300以下,以劃分區間的最大值如600,作為儲能容量。然而,這種方法無法獲得最優配比,而且不能隨時對風電、光電、儲能系統進行調控,無法根據實際情況實時改變各個系統中元件的配比。
    技術實現思路
    本專利技術的目的在于提供一種,克服現有技術中存在的問題,實現實時、精確地控制風光儲配比。為實現以上目的,本專利技術提出了 一種風光儲綜合控制系統,所述系統包括:風電系統控制設備,用于獲取風電機組功率曲線、完整一年的逐時風速和風向數據、風電機組位置坐標、數字化地形圖、以及風電機組臺數,以此獲得風電場的逐時功率輸出;光電系統控制設備,用于獲取光伏組件功率特性曲線、完整一年的逐時太陽總輻射數據、光伏組件最佳傾角、以及光伏組件個數,以此獲得光伏場的逐時功率輸出;其中,所述風電機組臺數和光伏組件個數中的一個為變量,另一個為確定值;綜合服務器,通過網絡設備連接至風電系統控制設備和光電系統控制設備,用于獲取所述風電場的逐時功率輸出和光伏場的逐時功率輸出,以此獲得所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比。根據本專利技術的一個方面,當風電機組臺數為變量,光伏組件個數為確定值時,所述綜合服務器還用于將獲得的風電機組臺數發送至風電系統控制設備,所述風電系統控制設備用于根據所述風電機組臺數控制風電系統中風電機組的連接和/或斷開;當風電機組臺數為確定值,光伏組件個數為變量時,所述綜合服務器還用于將獲得的光伏組件個數發送至光電系統控制設備,所述光電系統控制設備用于根據所述光伏組件個數控制光電系統中光伏組件的連接和/或斷開。根據本專利技術的一個方面,所述風電系統控制設備和光電系統控制設備分別具有顯示器,分別用于顯示需要增加和/或減少的風電機組臺數和光伏組件個數。根據本專利技術的一個方面,所述風電儲綜合控制系統還包括儲能系統控制設備,所述儲能系統控制設備與綜合服務器通過網絡設備相連。根據本專利技術的一個方面,所述儲能系統控制設備用于向綜合服務器提供電網實際用電負荷曲線或提出需要平滑功率輸出的請求,所述儲能系統控制設備還用于向綜合服務器提供需要保證的輸出曲線平滑的概率值以及儲能的最小單元容量;所述綜合服務器用于根據獲得的所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比獲得風光逐時總輸出功率,并接收所述電網實際用電負荷曲線或需要平滑功率輸出的請求,所述需要保證的輸出曲線平滑的概率值以及儲能的最小單元容量,以此獲得最佳配比的儲能單元個數。根據本專利技術的一個方面,綜合服務器還用于將最佳配比的儲能單元個數發送給儲能系統控制設備;所述儲能系統控制設備用于根據所述最佳配比的儲能單元個數控制儲能單元的連接和/或斷開。根據本專利技術的一個方面,所述儲能系統控制設備還包括用于顯示需要增加和/或減少的儲能單元個數的顯示器。根據本專利技術的一個方面,所述風電系統控制設備、光電系統控制設備、儲能系統控制設備為小型工業控制計算機、專用計算機或個人計算機;所述綜合服務器為大型服務器計算機;所述網絡設備為網絡交換機或路由器。根據本專利技術的一個方面,所述風電系統控制設備包括功率表,所述功率表用于感測風電場輸出功率的變化,當變化超過預定閾值時,所述風電系統控制設備用于向綜合服務器發送風電場的逐時功率輸出;所述綜合服務器用于獲取所述風電場的逐時功率輸出后,向光電系統控制設備發送獲取光伏場逐時功率輸出的請求,并在獲取了光伏場的逐時功率輸出后,獲得 最佳配比的光伏組件個數;所述光電系統控制設備包括功率表,所述功率表用于感測光伏場輸出功率的變化,當變化超過預定閾值時,所述光電系統控制設備用于向綜合服務器發送光伏場的逐時功率輸出;所述綜合服務器用于獲取所述光伏場的逐時功率輸出后,向風電系統控制設備發送獲取風電場逐時功率輸出的請求,并在獲取了風電場的逐時功率輸出后,獲得最佳配比的風電機組臺數。根據本專利技術的一個方面,所述綜合服務器具體用于根據風電場的逐時功率輸出以及光伏場的逐時功率輸出,通過線性規劃法或牛頓迭代法,確定最佳配比的風電機組臺數和光伏組件個數:首先得到風光總逐時輸出功率P(i):P(i) = #(1)+ 0(1),其中?#(1)為風電場的逐時功率輸出;Ppv(i)為光伏場的逐時功率輸出;Pwt⑴或PpvQ)中分別包含表不風電機組臺數或光伏組件個數的變量n,其中η為整數,且n ^ I ;然后得到風光總逐時輸出功率的標準差本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種風光儲綜合控制系統,其特征在于,所述系統包括:風電系統控制設備,用于獲取風電機組功率曲線、完整一年的逐時風速和風向數據、風電機組位置坐標、數字化地形圖、以及風電機組臺數,以此獲得風電場的逐時功率輸出;光電系統控制設備,用于獲取光伏組件功率特性曲線、完整一年的逐時太陽總輻射數據、光伏組件最佳傾角、以及光伏組件個數,以此獲得光伏場的逐時功率輸出;其中,所述風電機組臺數和光伏組件個數中的一個為變量,另一個為確定值;綜合服務器,通過網絡設備連接至風電系統控制設備和光電系統控制設備,用于獲取所述風電場的逐時功率輸出和光伏場的逐時功率輸出,以此獲得所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比。

    【技術特征摘要】
    1.一種風光儲綜合控制系統,其特征在于,所述系統包括: 風電系統控制設備,用于獲取風電機組功率曲線、完整一年的逐時風速和風向數據、風電機組位置坐標、數字化地形圖、以及風電機組臺數,以此獲得風電場的逐時功率輸出; 光電系統控制設備,用于獲取光伏組件功率特性曲線、完整一年的逐時太陽總輻射數據、光伏組件最佳傾角、以及光伏組件個數,以此獲得光伏場的逐時功率輸出;其中,所述風電機組臺數和光伏組件個數中的一個為變量,另一個為確定值; 綜合服務器,通過網絡設備連接至風電系統控制設備和光電系統控制設備,用于獲取所述風電場的逐時功率輸出和光伏場的逐時功率輸出,以此獲得所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比。2.根據權利要求1所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 當風電機組臺數為變量,光伏組件個數為確定值時,所述綜合服務器還用于將獲得的風電機組臺數發送至風電系統控制設備,所述風電系統控制設備用于根據所述風電機組臺數控制風電系統中風電機組的連接和/或斷開; 當風電機組臺數為確定值,光伏組件個數為變量時,所述綜合服務器還用于將獲得的光伏組件個數發送至光電系統控制設備,所述光電系統控制設備用于根據所述光伏組件個數控制光電系統中光伏組件的連接和/或斷開。3.根據權利要求 2所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述風電系統控制設備和光電系統控制設備分別具有顯示器,分別用于顯示需要增加和/或減少的風電機組臺數和光伏組件個數。4.根據權利要求2所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述風電儲綜合控制系統還包括儲能系統控制設備,所述儲能系統控制設備與綜合服務器通過網絡設備相連。5.根據權利要求4所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述儲能系統控制設備用于向綜合服務器提供電網實際用電負荷曲線或提出需要平滑功率輸出的請求,所述儲能系統控制設備還用于向綜合服務器提供需要保證的輸出曲線平滑的概率值以及儲能的最小單元容量; 所述綜合服務器用于根據獲得的所述風電機組臺數和光伏組件個數的最佳配比獲得風光逐時總輸出功率,并接收所述電網實際用電負荷曲線或需要平滑功率輸出的請求,所述需要保證的輸出曲線平滑的概率值以及儲能的最小單元容量,以此獲得最佳配比的儲能單元個數。6.根據權利要求5所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 綜合服務器還用于將最佳配比的儲能單元個數發送給儲能系統控制設備; 所述儲能系統控制設備用于根據所述最佳配比的儲能單元個數控制儲能單元的連接和/或斷開。7.根據權利要求6所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述儲能系統控制設備還包括用于顯示需要增加和/或減少的儲能單元個數的顯示器。8.根據權利要求1所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述風電系統控制設備包括功率表,所述功率表用于感測風電場輸出功率的變化,當變化超過預定閾值時,所述風電系統控制設備用于向綜合服務器發送風電場的逐時功率輸出;所述綜合服務器用于獲取所述風電場的逐時功率輸出后,向光電系統控制設備發送獲取光伏場逐時功率輸出的請求,并在獲取了光伏場的逐時功率輸出后,獲得最佳配比的光伏組件個數; 所述光電系統控制設備包括功率表,所述功率表用于感測光伏場輸出功率的變化,當變化超過預定閾值時,所述光電系統控制設備用于向綜合服務器發送光伏場的逐時功率輸出;所述綜合服務器用于獲取所述光伏場的逐時功率輸出后,向風電系統控制設備發送獲取風電場逐時功率輸出的請求,并在獲取了風電場的逐時功率輸出后,獲得最佳配比的風電機組臺數。9.根據權利要求4所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述風電系統控制設備、光電系統控制設備、儲能系統控制設備為小型工業控制計算機、專用計算機或個人計算機;所述綜合服務器為大型服務器計算機;所述網絡設備為網絡交換機或路由器。10.根據權利要求1所述的風電儲綜合控制系統,其特征在于: 所述綜合服務器具體用于根據風電場的逐時功率輸出以及光伏場的逐時功率輸出,通過線性規劃法或牛頓迭代法,確定最佳配比的風電機組臺數和光伏組件個數: 首先得到風光總逐時輸出功率P (i):P(i) = Pwt ⑴+Ppv ⑴, 其中Pwt(i)為風電場的逐時功率輸出;Ppv(i)為光伏場...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:彭懷午劉豐包紫光
    申請(專利權)人:內蒙古電力勘測設計院
    類型:發明
    國別省市:

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