一种风光互补发电协调控制系统和方法技术方案

技术编号:8735834 阅读:143 留言:0更新日期:2013-05-26 11:59
本发明专利技术提供一种风光互补发电协调控制系统和方法,所述风光互补发电协调控制系统包括系统主站和系统从站,所述系统主站和系统从站通过工业以太网进行通信连接。本发明专利技术采用了分布式结构,系统主站和系统从站之间采用工业以太网进行连接,可以实现大量数据的快速传送;采用GPRS或CDMA无线通信方式与监控中心实现信息的交互,可以避免由于边远基站地处海岛、沙漠等地理环境限制而无法进行有线通信,或者由于长距离的通讯线连接可能导致的信号干扰等问题,且围绕蓄电池的有效充放电和正常运行而开展,既保障了边远通信基站的可靠供电,又延长了蓄电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力自动化领域,具体涉及。
技术介绍
由于我国的国民生活水平持续提高,手机的普及率越来越高,对于移动信号的覆盖面也要求越来越广,通信基站的建设从市区、乡村逐步向地处偏远的海岛、高山、沙漠覆盖,这些边远的通信基站由于受到地理环境的约束无法接入市电。利用风力发电技术和光伏发电技术构成的风光互补电站,为边远通信基站提供部分或全部电能,从而弥补由于市电无法接入而造成的电力供应不足。基站的通信设备大多数需要直流电源供电,而风光互补电站中,光伏太阳能发电发出的是直流电,可以直接或以串联的方式提供满足这些设备要求的直流电源。对于基站中其它需要交流供电的设备,则可通过风力发电、柴油发电发出的交流电,或者通过太阳能发电增加DC/AC逆变器来满足这些设备要求的交流电源。随着市场竞争的加剧,移动通信用户对网络质量的要求越来越高,由于停电而导致基站退服的现象也必须尽量避免。为保障边远基站的可靠供电,风光互补电站还需要配置较大容量的蓄电池。由于边远基站都是无人值守,且地处偏远,所以对于风光互补发电系统需要配置全自动的协调控制系统和完善的协调控制策略。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供,采用了分布式结构,系统主站和系统从站之间采用工业以太网进行连接,可以实现大量数据的快速传送;采用GPRS或CDMA无线通信方式与监控中心实现信息的交互,可以避免由于边远基站地处海岛、沙漠等地理环境限制而无法进行有线通信,或者由于长距离的通讯线连接可能导致的信号干扰等问题。为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取如下技术方案:提供一种风光互补发电协调控制系统,所述风光互补发电协调控制系统包括系统主站和系统从站,所述系统主站和系统从站通过工业以太网进行通信连接。所述系统主站包括主控制器和液晶显示器,所述主控制器采用PC机或嵌入式PC。所述主控制器采用工业以太网网卡与所述就地终端进行通信,并采用GPRS或CDMA与监控中心进行无线通信。所述系统从站包括就地终端,所述就地终端包括光伏发电终端、风力发电终端、柴油发电终端、蓄电池终端、环境监测终端和负载终端;所述负载终端包括重要通信负载终端、次要通信负载终端和交流负载终端。所述重要通信负载终端包括收发信机、传输管理机、传输扩展设备和卫星设备;所述次要通信负载终端包括光端机、数据业务设备、天线和发射塔。 所述光伏发电终端、风力发电终端、柴油发电终端、蓄电池终端、环境监测终端和负载终端均采用工业以太网芯片和应用层CPU芯片,所述工业以太网芯片与所述工业以太网进行数据交换,所述应用层CPU芯片进行AD采样、数据计算与处理、开关量输入信号处理和控制继电器输出处理。风光互补发电系统包括风光互补发电协调控制系统、光伏发电设备、风力发电机、柴油发电机和蓄电池。同时提供一种风光互补发电协调控制方法,所述方法包括以下步骤:步骤1:采集环境信息和动力信息:步骤2:计算光伏发电设备输出功率Ppv、风力发电机输出功率Pwt、柴油发电机输出功率Pde和负载容量Py并计算负载容量与电源总功率Ps的差值Pnrt,Pnrt=P^Ps,其中:Ps-Ppv+Pwt+Pde ;步骤3:判断Pnrt是否大于0,若是则执行步骤4,若否则执行步骤6 ;步骤4:判断当前蓄电池的荷电状态SOCt是否大于等于蓄电池的荷电状态下限SOCmin,若是则执行步骤5,若否则减少负载并对蓄电池充电后,执行步骤8 ;步骤5:判断蓄电池能否完全供给Pnrt,若是则由蓄电池供给Pnrt后执行步骤8,若否则减少负载终端后执行步骤8 ;步骤6:判断当前蓄电池的荷电状态SOCt是否小于等于蓄电池的荷电状态上限SOCmax,若是则执行步骤7,若否则增加负载或减少柴油发电机出力后执行步骤8 ;步骤7:对蓄电池充电,并判断是否能完全吸纳|Pnrt|,若是则IPnrtI全部用于对蓄电池充电后,执行步骤8;若否则先对蓄电池充电,再增加负载或减少柴油发电机出力后,执行步骤8 ;步骤8:计算下一时刻蓄电池的荷电状态S0Ct+1。所述步骤I中,通过环境监测终端采集环境信息,所述环境信息包括环境温度、太阳辐射度和风速,所述动力信息包括柴油发电机出力、负载电流和负载电压;通过柴油发电机采集柴油发电机出力,并通过负载终端采集负载电流和负载电压。所述步骤2中,根据所述环境温度和太阳辐射度计算光伏发电设备输出功率PPV,根据风速计算风力发电机输出功率Pwt,根据柴油发电机出力计算柴油发电机输出功率PDE,并根据负载电流和负载电压计算负载容量匕。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:1.采用了分布式结构,主控制器和就地终端之间采用工业以太网进行连接,可以实现大量数据的快速传送;2.采用GPRS或CDMA无线通信方式与监控中心实现信息的交互,可以避免由于边远基站地处海岛、沙漠等地理环境限制而无法进行有线通信,或者由于长距离的通讯线连接可能导致的信号干扰等问题;3.围绕蓄电池的有效充放电和正常运行而开展,既保障了边远通信基站的可靠供电,又延长了蓄电池的使用寿命;4.管理员可以通过手 机短信或彩信的方式查看协调控制系统的实时运行状态。附图说明图1是本专利技术实施例中风光互补发电协调控制系统结构示意图2是本专利技术实施例中风光互补发电系统结构示意图;图3是本专利技术实施例中风光互补发电协调控制方法流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1,提供一种风光互补发电协调控制系统,所述风光互补发电协调控制系统包括系统主站和系统从站,所述系统主站和系统从站通过工业以太网进行通信连接。所述系统主站包括主控制器和液晶显示器,所述主控制器采用PC机或嵌入式PC。所述主控制器采用工业以太网网卡(Network Interface Card, NIC)与所述就地终端进行通信,并采用GPRS或CDMA与监控中心进行无线通信。所述系统从站包括就地终端,所述就地终端包括光伏发电终端、风力发电终端、柴油发电终端、蓄电池终端、环境监测终端和负载终端;所述负载终端包括重要通信负载终端、次要通信负载终端和交流负载终端。所述重要通信负载终端包括收发信机、传输管理机、传输扩展设备和卫星设备;所述次要通信负载终端包括光端机、数据业务设备、天线和发射塔。所述光伏发电终端、风力发电终端、柴油发电终端、蓄电池终端、环境监测终端和负载终端均采用工业以太网芯片和应用层CPU芯片,所述工业以太网芯片与所述工业以太网进行数据交换,所述应用层CPU芯片进行AD采样、数据计算与处理、开关量输入信号处理和控制继电器输出处理。 太阳 光照夏季强、冬季弱,而风力夏季小、冬季大;天气好时太阳光照强而风力小,天气不好时太阳光照弱而风力大;白天太阳光照强风力小,而晚上风力大太阳光照没有,所以可利用风能太阳能两者的变化趋势基本相反的自然特性,扬长避短,相互配合,发挥出可再生资源的最大效用,这就是风光互补技术。—套独立运行的风光互补发电系统包括风光互补发电协调控制系统、光伏发电设备、风力发电机、柴油发电机和蓄电池。风光互补发电系统由能量产生、存储、消耗环节三部分组成。风力发电和太阳能发电部分属于能量产生环节,分别将具有不确定性的风能、太阳能转化为稳定的能源 ’为了最大限度地避免由于气候、环境等外部因素引起的能量供应与消耗之间的不平衡,采用在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补发电协调控制系统,其特征在于:所述风光互补发电协调控制系统包括系统主站和系统从站,所述系统主站和系统从站通过工业以太网进行通信连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李哲徐石明侯佳佳李文威刘澄
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司
类型:发明
国别省市:

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