一种多能源互补集成的智能发电方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多能源互补集成的智能发电方法及系统，所述发电系统用于满足区域内用电需求，包括风电发电站、光伏发电站、污水回收水利发电站、农村生活废水沼泽发电站、垃圾发电站、主调控系统、储热罐、储气罐、负载和蓄电池和区域能量管理系统。本发明专利技术采用配置了配电网无功补偿系统，采用配电网无功补偿系统计算由于加入了具有串联的晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器而产生的无功补偿容量和实际的无功补偿输出，进而有利于主控制系统对各个新能源发电站产生的电能优化调节，选择最优的电量储存于蓄电池中，剩余的热能、沼气能源分别储存于储热罐和储气罐，有效地支撑实际工程应用进行互补集成发电并储存电能和其他能源。能源。能源。

【技术实现步骤摘要】
一种多能源互补集成的智能发电方法及系统


[0001]本专利技术属于新能源发电系统
，具体涉及一种多能源互补集成的智能发电方法及系统。

技术介绍

[0002]传统能源一般包括煤炭、石油、天然气等，这些均属于不可再生能源，长久以来，传统能源一直是发电的主要能源，且目前仍在大范围使用。随着科学技术的不断进步，传统的不可再生能源被逐渐取代，一些可再生资源逐渐受到更多人的青睐，被越来越多地应用于电力生产。
[0003]但不可否认的是，可再生资源的弊端也很明显，包括无法储存，且在实际电力生产过程中不稳定性较高，这些因素使得电力系统的可控性大大降低。
[0004]随着不可再生能源的日益衰竭，水能、风能、太阳能等可再生能源成为各国关注的重点。基于此，新能源应运而生，新能源的出现有效解决了不可再生能源和可再生能源两者在电力系统中的弊端，并且各取所长，有利于电力系统的长远可持续发展。高比例可再生能源发电并网构成了多种能源发电的电力系统新体系。但是风电、光伏等主要新能源发电受到风速、太阳辐射等气象环境因素的影响，二者发电出力的不稳定性较强，大量接入电网会造成安全隐患。为提高风光电源电网消纳的比例，降低新能源直接并网对电网带来的风险，需要寻求能够有效调节的补偿措施。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述缺陷，提供了一种采用配置了配电网无功补偿系统，采用配电网无功补偿系统计算由于加入了具有串联的晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器而产生的无功补偿容量和实际的无功补偿输出，进而有利于主控制系统对各个新能源发电站产生的电能优化调节，选择最优的电量储存于蓄电池中，剩余的热能、沼气能源分别储存于储热罐和储气罐，有效地支撑实际工程应用进行互补集成发电并储存电能和其他能源的多种新能源互补集成的发电方法及系统。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种多能源互补集成的智能发电系统，所述发电系统用于满足区域内用电需求，包括风电发电站、光伏发电站，所述系统还包括污水回收水利发电站、农村生活废水沼泽发电站、垃圾发电站、主调控系统、储热罐、储气罐、负载和蓄电池和区域能量管理系统；
[0007]所述主调控系统，基于动态回馈修正方法进行各个新能源产生站电能汇总、统计分析以及电能最优调度，所述主调控系统包括配电网无功补偿系统；
[0008]所述区域能量管理系统，用于统计所在区域内的用电电能需求指标，并反馈至所述主调控系统。
[0009]进一步地，所述配电网无功补偿系统包括断路器、浪涌保护器、晶闸管控制的电抗器、晶闸管投切的电容器和静止无功发射模块；所述晶闸管控制的电抗器和所述晶闸管投
切的电容器串联连接。
[0010]进一步地，所述电抗器的额定电压为0.45kV
‑
0.55kV。
[0011]进一步地，所述电容器的额定电压为0.5kV
‑
0.6kV。
[0012]进一步地，所述配电网无功补偿系统的配置容量按照发电系统产生电能容量的10
‑
20％配置。
[0013]进一步地，所述垃圾发电站采用焚烧垃圾的热能发电形式。
[0014]进一步地，所述污水回收水利发电站中的污水为电镀废水处理回收发电站、城市生活污水处理回收发电站、工业污水处理回收发电站。
[0015]本专利技术还提供采用上述系统的一种多能源互补集成的智能发电方法，包括以下步骤：
[0016]S101：所述主调控系统开启所述风电发电站、所述光伏发电站、所述污水回收水利发电站、所述农村生活废水沼泽发电站、所述垃圾发电站，进行多种新能源互补集成发电；
[0017]S102：所述主调控系统接收各个发电站所产生的电能，计算具有串联连接的晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器的所述配电网无功补偿系统引起的无功补偿容量Q
c
和实际无功输出ΔQ
c
；
[0018]S103：所述区域能量管理系统统计所在区域内的用电电能需求指标，并反馈至所述主调控系统；
[0019]S104：所述主调控系统根据所述步骤S102计算得到的结果，对输出的电能进行最优调度，选择最优电能储备量输送至蓄电池，并调度所述农村生活废水沼泽发电站剩余的沼泽气输送至所述储气罐，调度所述垃圾发电站燃烧发电产生的热能进入所述储热罐，并有效提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
[0020]进一步地，所述无功补偿容量Q
c
的计算公式如下：
[0021]Q
c
＝P(tanθ1‑
tanθ2)
[0022]其中，P为用电设备运行所需要的有功功率，单位为kW；θ1为补偿前的无功功率偏移角度；θ2为补偿后的无功功率偏移角度。
[0023]进一步地，所述实际无功输出ΔQ
c
的计算公式如下：
[0024][0025]其中，Q
B
为所述晶闸管投切的电容器的额定电容量；R％为所述晶闸管控制的电抗器的电抗率；U0为用电设备和所述多种新能源互补集成发电系统所在电路母线的额定电压，单位为V；U
B
为所述晶闸管投切的电容器的额定电压，单位为V。
[0026]本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术提供的多能源互补集成的智能发电方法及系统，采用具有晶闸管投切的电容器串联晶闸管控制的电抗器的配电网无功补偿系统，对主控制系统所汇集到的电能补偿容量进行分析，进而进行调节，结合额定参数给出无功补偿容量和实际无功输出量的具体公式，通过公式可计算配电网无功补偿系统的额定无功输出和实际无功输出容量，进而有效避免了多种新能源互补集成发电系统中由于电力电子元件、变频设备、非线性负荷的存在，变压器结构不对称或工艺等问题，导致出现谐波电压或者谐波电流，对电力电容器所
造成的电容器损耗增加、谐波电流放大、引起电容器过热和降低电容器寿命，进而导致了最终输出的电能质量存在缺陷和实际输出量存在差异的情况发生。
[0028]2、本专利技术提供的多能源互补集成的智能发电系统由于配置了配电网无功补偿系统，分别计算串联电抗器前、串联电抗器后的无功输出容量，工程人员可根据电抗器、电容器和额定电压对无功补偿容量进行准确计算，进而有效调节所要输出并在蓄电池中储存的电量。
[0029]3、本专利技术提供的多能源互补集成的智能发电方法及系统，由于配置了配电网无功补偿系统，采用配电网无功补偿系统计算由于加入了具有串联的晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器而产生的无功补偿容量和实际的无功补偿输出，进而有利于主控制系统对各个新能源发电站产生的电能优化调节，选择最优的电量储存于蓄电池中，剩余的热能、沼气能源分别储存于储热罐和储气罐，有效地支撑实际工程应用进行互补集成发电并储存电能和其他能源。
附图说明
[0030]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0031]图1为本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能源互补集成的智能发电方法，用于满足区域内用电需求，其特征在于，包括以下步骤：S101：主调控系统开启所述风电发电站、光伏发电站、污水回收水利发电站、所述农村生活废水沼泽发电站、垃圾发电站，进行多种新能源互补集成发电；S102：所述主调控系统接收各个发电站所产生的电能，计算具有串联连接的晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器的所述配电网无功补偿系统引起的无功补偿容量Q
c
和实际无功输出ΔQ
c
；S103：区域能量管理系统统计所在区域内的用电电能需求指标，并反馈至所述主调控系统；S104：所述主调控系统根据所述步骤S102计算得到的结果，对输出的电能进行最优调度，选择最优电能储备量输送至蓄电池，并调度所述农村生活废水沼泽发电站剩余的沼泽气输送至储气罐，调度所述垃圾发电站燃烧发电产生的热能进入储热罐，并有效提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。2.根据权利要求1所述的一种多能源互补集成的智能发电方法，其特征在于，所述无功补偿容量Q
c
的计算公式如下：Q
c
＝P(tanθ1‑
tanθ2)其中，P为用电设备运行所需要的有功功率，单位为kW；θ1为补偿前的无功功率偏移角度；θ2为补偿后的无功功率偏移角度。3.根据权利要求1所述的一种多能源互补集成的智能发电方法，其特征在于，所述实际无功输出ΔQ
c
的计算公式如下：其中，Q
B
为所述晶闸管投切的电容器的额定电容量；R％为所述晶闸管控制的电抗器的电抗率；U0为用电设备和所述多种新能源互补集成发电系统所在电路母线的额定电压，单位为V；U
B
为所述晶闸管投切的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，莫金元，杨康，张涛，黄生俊，史志超，李凯文，李文桦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：