一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及可再生能源利用的技术领域，特别是涉及一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统，其采用多层协同管理，在高效利用可再生能源和低于国家电网电价的前提下向农村用电网供电；包括农村发电网；管理系统包括储能子系统

【技术实现步骤摘要】
一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及可再生能源利用的
，特别是涉及一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统
。

技术介绍

[0002]农村中存在多种可再生能源，例如风能
、
水能
、
光能
、
沼气
、
秸秆等
。
采用焚烧农村生活垃圾
、
沼气和秸秆发电还会产生热能作为副产品，热能能够为农村提供热水，为温室大棚和养殖场供暖
。
[0003]乡村的屋顶上已经安装了大量的光伏板，形成了分布式可再生的光伏发电能源，而且农村中还安装有大量的风力发电站，形成了分布式可再生的风力发电能源
。
由于上述可再生能源具有周期性
、
分散性和不稳定性，发电功率可控性较差，焚烧发电站的发电功率可控性较高，因此利用可再生能源发电需要进行智能管理，以使上述可再生能源发出的电量能够稳定接入电网，供应农村用电，并将可再生能源合理利用
。
[0004]现有技术中提出了多种能源管理系统和方法，例如公开号为“CN113822480A”的一种农村综合能源系统多层协同优化方法及系统，该方法及系统通过以运行成本最小为目标，分别设置不同的约束条件，对乡镇级
、
村级和用户级综合能源系统进行迭代协同优化，保证农村综合能源系统中各设备之间协调出力，在保证配电网安全稳定运行的前提下，降低了综合能源系统的运行成本，减少了能源损耗，进而降低环境污染
。
[0005]上述系统和方法是以降低运行成本为目标进行多层协同管理的，在低运行成本下其发电功率不能在高水平维持，容易造成可风能和光能等再生能源利用率低的问题，因此有必要提出一种提高可再生能源利用率的乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统
。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用多层协同管理，在高效利用可再生能源和低于国家电网电价的前提下向农村用电网供电的乡村规模化可再生能源多层协同智能管理方法及系统
。
[0007]本专利技术的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，包括农村发电网，农村发电网由分布式发电光伏板
、
发电风机和集中式焚烧发电站构成，农村发电网的输出端与农村用电网和国家电网连接；管理系统包括储能子系统
、
信息子系统
、
调配层一
、
调配层二和调配层三，调配层一
、
调配层二和调配层三均与信息子系统通讯连接，分布式发电机组联网构成发电部一，集中式发电站构成发电部二，储能子系统与发电部一和发电网的输出端连接，信息子系统用于采集并共享发电网的发电量信息和储能子系统的储存信息和农村用电网的用电量信息；调配层三调配农村发电网和国家电网向农村用电网的供电量比例；调配层一根据调配层三所需的农村发电网供电量和发电部一的发电量之间的差值，控制发电部二的发电功率升降，调配发电部一和发电部二之间的发电功率比例并使发电网的
输出电压稳定，并使农村发电网的综合成本低于国家电网的电价；调配层二调配发电部一向储能子系统和发电网输出端的分配比例；调配层一优先保证发电部一满功率运行，调配层二优先向发电网输出端调配电量，调配层三优先调配发电网向用电网供电，不足部分由国家电网补充；信息子系统采集农村用电网的用电量
、
发电部一和发电部二的发电量
、
储能子系统的储能量等信息并向调配层一
、
调配层二和调配层三共享，根据采集到的发电部一的发电成本和发电部二的发电成本，得到农村发电网的综合发电成本与发电部一的功率和发电部二的功率的函数，在保证农村发电网的综合成本低于国家电网的电价的前提下，得到农村发电网实时的经济发电的最高功率；多层协同的过程为：调配层三设置农村发电网的综合成本
A
，调配层一设置农村发电网的综合成本
B
，
A
低于国家电网电价，
B
小于等于
A
；在农村发电网的综合成本为
A
时结合信息子系统获取的上一时段末期的发电部一的发电功率
M
作为本时段的基准，根据上述函数得到以
M
为基准的农村发电网综合发电功率，并计算出本时段的农村发电网的计划输出功率
N
；实际运行时，发电部一满功率运行，由于发电部一的功率不稳定，调配层一控制发电部二的发电功率随着发电部一的发电功率变化升降，调配层一控制发电部二的功率上限使农村发电网的综合成本小于等于
B
，并使农村发电网的输出功率稳定为
N
，最终本时段的农村发电网的输出电量为
Z
；农村发电网供电不足的部分调配层三调配国家电网补充；在发电部一发电功率大于农村用电网的用电功率的情况下，调配层二将发电部一多余的电量分配至储能子系统；在高效利用可再生能源和低于国家电网电价的前提下向农村用电网供电，降低农民用电成本，向国家电网售电有盈利，提高了可再生能源的利用率
。
[0008]优选的，储能子系统包括农村中的在线储电设备，调配层二优先调配发电部一向农村中的在线储电设备充电；将农村中路灯电池
、
应急电源等在线储电设备联入储能子系统，方便上述储电设备充电和使用
。
[0009]优选的，储能子系统包括农业供热分系统和生活供热分系统，农业供热分系统和生活供热分系统与发电部二的冷却系统连接；发电部一在发电高峰时向储能子系统的农业供热分系统和生活供热分系统供电，使农业供热分系统向农村的养殖舍和温室大棚供热，使生活供热分系统向农村家庭供热，同时发电部二的冷却水的余热使农业供热分系统向农村的养殖舍和温室大棚供热，使生活供热分系统向农村家庭供热，充分利用可再生能源，实用性好
。
[0010]优选的，信息子系统包括储存器和处理器，处理器采集发电部一
、
发电部二
、
储能子系统
、
农村用电网和国家电网的运行信息，并将上述信息发送至调配层一
、
调配层二和调配层三，储存器记录上述信息，处理器根据储存器记录的信息生成农村发电网的综合成本与发电部一的功率和发电部二的功率的函数；建立上述函数：发电网的综合成本
A
由以下基本参数构成，发电部一的功率成本
X1
，发电部一所占的功率比例
Y1
，与发电部二的功率成本
X2
，发电部二所占的功率比例
Y2
；其中
X1
和
X2
在不同的功率下的具体数据可以通过日常数据统计并通过线性分析得到，
Y1
和
Y2
在调配层一的调配下发生变化，而且
Y1+Y2=100%
，基于以上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，包括农村发电网，农村发电网由分布式发电光伏板
、
发电风机和集中式焚烧发电站构成，农村发电网的输出端与农村用电网和国家电网连接；其特征在于，管理系统包括储能子系统
、
信息子系统
、
调配层一
、
调配层二和调配层三，调配层一
、
调配层二和调配层三均与信息子系统通讯连接，分布式发电机组联网构成发电部一，集中式发电站构成发电部二，储能子系统与发电部一和发电网的输出端连接，信息子系统用于采集并共享发电网的发电量信息和储能子系统的储存信息和农村用电网的用电量信息；调配层三调配农村发电网和国家电网向农村用电网的供电量比例；调配层一根据调配层三所需的农村发电网供电量和发电部一的发电量之间的差值，控制发电部二的发电功率升降，调配发电部一和发电部二之间的发电功率比例并使发电网的输出电压稳定，并使农村发电网的综合成本低于国家电网的电价；调配层二调配发电部一向储能子系统和发电网输出端的分配比例；调配层一优先保证发电部一满功率运行，调配层二优先向发电网输出端调配电量，调配层三优先调配发电网向用电网供电，不足部分由国家电网补充
。2.
如权利要求1所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，储能子系统包括农村中的在线储电设备，调配层二优先调配发电部一向农村中的在线储电设备充电
。3.
如权利要求2所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，储能子系统包括农业供热分系统和生活供热分系统，农业供热分系统和生活供热分系统与发电部二的冷却系统连接
。4.
如权利要求1所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，信息子系统包括储存器和处理器，处理器采集发电部一
、
发电部二
、
储能子系统
、
农村用电网和国家电网的运行信息，并将上述信息发送至调配层一
、
调配层二和调配层三，储存器记录上述信息，处理器根据储存器记录的信息生成农村发电网的综合成本与发电部一的功率和发电部二的功率的函数
。5.
如权利要求4所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，调配层二包括筛选模块和分配模块二，筛选模块将分布式发电机组按照其输出电压的高低分成低压组
、
输出组和调配组，低压组的电压低于输出电压不参与向外输电，输出组的电压在适宜输出电压范围内，输出组调整电压一致后向外输电，调配组的电压高于适宜输出电压范围，调配组降压后向外送电，分配模块调整输出组和调配组共同向储能子系统和调配层一的输送电量比例
。6.
如权利要求5所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，调配层二的分配模块二优先将调配组向储能子系统输电，调配组通过向储能子系统的相关储能设备供电降压
。7.
如权利要求4所述的一种乡村规模化可再生能源多层协同智能管理系统，其特征在于，调配层一设置有分配模块一
、
计划模块和控制模块，信息子系统统计的发电部一之前的多个运行周期中的供电数据，计划模块将上述供电数据进行线性分析获得发电部一的供电趋势，并根据上述供电数据和供电趋势，预测本供电周期中发电部一的供电数据，从而预测发电部二的供电数据，计划模块根据上述预测的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴冰，单怡晴，李昂，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司周口供电公司，
类型：发明
国别省市：