风光储综合控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种风光储综合控制系统和方法，属于工业控制技术领域。该系统包括风电系统控制设备，用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数，以此获得风电场的逐时功率输出；光电系统控制设备，用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数，以此获得光伏场的逐时功率输出；综合服务器，通过网络设备连接至风电系统控制设备和光电系统控制设备，用于根据所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。本方案解决了无法准确控制风光储系统的配比等问题，具有精确高效实时等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业控制
，尤其涉及一种。
技术介绍
在新能源中，太阳能与风能以其取之不尽、用之不竭、就地可取、无需运输、分布广泛、可靠性高、无污染、利于生态等优点，其开发与利用日趋受到各国的普遍重视，已经成为新能源领域中开发利用水平最高、技术最成熟、应用最广泛、最具商业化发展条件的新型能源。然而，风能和太阳能都存在能量密度低、稳定性差等弊端，使得独立风力发电系统和独立太阳能发电系统存在能量不稳定、间歇性的缺点，并网难目前已成为新能源发电的一大现状，随着风电与光电的进一步强势发展，风电与光电输出问题非同小可，亟需解决。由于太阳能与风能在时间上和季节上都有很强的互补性:白天太阳光照好、风小，晚上无光照、风较强；夏季太阳光照强度大而风小，冬季太阳光照强度弱而风大。由于太阳能与风能的匹配性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在自然资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在储能和输配电环节上是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。风光互补发电系统可以根据电网的负荷情况和自然资源条件进行系统容量的合理配置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。从技术评价上看，风光互补发电系统是一种合理的发电方式。风光储能系统是综合利用风能、光能、储能装置的电站系统，不仅为解决当前的能源危机和环境污染开辟了一条新路，而且有效改善了风电和光伏发电单独输出电力时对系统稳定性和可靠性的影响。随着储能技术和智能电网等相关技术的飞速发展，风光互补储能电站将成为新能源发电中的一种重要形式。然而，现有技术中并不存在一种综合控制系统和方法，能够快速准确得到风、光、储能元件最佳配比，并对风电、光电、储能系统进行综合调配。现有技术中，通过固定风电容量,并以整数的光伏容量,如100、200、300等等不断试算，获得风光总输出功率均方差，画出不同配比的均方差图，从而选择一个较优的配比。储能的获得采用:用原始功率曲线减去目标平滑曲线，得到的即为储能的充放电曲线，如果为正，说明该时刻风较大，有多余的电能需要充到储能装置中，如果为负，说明该时刻风较小，需要从储能装置中释放出电能。从充放电曲线中获得储能装置充电和放电功率各区间占用的概率，同样以估计的整数的储能容量划分储能容量单元，如600以上、300 600、300以下，以划分区间的最大值如600，作为储能容量。然而，这种方法无法获得最优配比，而且不能随时对风电、光电、储能系统进行调控，无法根据实际情况实时改变各个系统中元件的配比。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，克服现有技术中存在的问题，实现实时、精确地控制风光储配比。为实现以上目的，本专利技术提出了 一种风光储综合控制系统，所述系统包括:风电系统控制设备，用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数，以此获得风电场的逐时功率输出；光电系统控制设备，用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数，以此获得光伏场的逐时功率输出；其中，所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量，另一个为确定值；综合服务器，通过网络设备连接至风电系统控制设备和光电系统控制设备，用于获取所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出，以此获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。根据本专利技术的一个方面，当风电机组台数为变量，光伏组件个数为确定值时，所述综合服务器还用于将获得的风电机组台数发送至风电系统控制设备，所述风电系统控制设备用于根据所述风电机组台数控制风电系统中风电机组的连接和/或断开；当风电机组台数为确定值，光伏组件个数为变量时，所述综合服务器还用于将获得的光伏组件个数发送至光电系统控制设备，所述光电系统控制设备用于根据所述光伏组件个数控制光电系统中光伏组件的连接和/或断开。根据本专利技术的一个方面，所述风电系统控制设备和光电系统控制设备分别具有显示器，分别用于显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。根据本专利技术的一个方面，所述风电储综合控制系统还包括储能系统控制设备，所述储能系统控制设备与综合服务器通过网络设备相连。根据本专利技术的一个方面，所述储能系统控制设备用于向综合服务器提供电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求，所述储能系统控制设备还用于向综合服务器提供需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量；所述综合服务器用于根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获得风光逐时总输出功率，并接收所述电网实际用电负荷曲线或需要平滑功率输出的请求，所述需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量，以此获得最佳配比的储能单元个数。根据本专利技术的一个方面，综合服务器还用于将最佳配比的储能单元个数发送给储能系统控制设备；所述储能系统控制设备用于根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。根据本专利技术的一个方面，所述储能系统控制设备还包括用于显示需要增加和/或减少的储能单元个数的显示器。根据本专利技术的一个方面，所述风电系统控制设备、光电系统控制设备、储能系统控制设备为小型工业控制计算机、专用计算机或个人计算机；所述综合服务器为大型服务器计算机；所述网络设备为网络交换机或路由器。根据本专利技术的一个方面，所述风电系统控制设备包括功率表，所述功率表用于感测风电场输出功率的变化，当变化超过预定阈值时，所述风电系统控制设备用于向综合服务器发送风电场的逐时功率输出；所述综合服务器用于获取所述风电场的逐时功率输出后，向光电系统控制设备发送获取光伏场逐时功率输出的请求，并在获取了光伏场的逐时功率输出后，获得 最佳配比的光伏组件个数；所述光电系统控制设备包括功率表，所述功率表用于感测光伏场输出功率的变化，当变化超过预定阈值时，所述光电系统控制设备用于向综合服务器发送光伏场的逐时功率输出；所述综合服务器用于获取所述光伏场的逐时功率输出后，向风电系统控制设备发送获取风电场逐时功率输出的请求，并在获取了风电场的逐时功率输出后，获得最佳配比的风电机组台数。根据本专利技术的一个方面，所述综合服务器具体用于根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出，通过线性规划法或牛顿迭代法，确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数:首先得到风光总逐时输出功率P(i):P(i) = #(1)+ 0(1)，其中？#(1)为风电场的逐时功率输出；Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出；Pwt⑴或PpvQ)中分别包含表不风电机组台数或光伏组件个数的变量n，其中η为整数，且n ^ I ;然后得到风光总逐时输出功率的标准差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光储综合控制系统，其特征在于，所述系统包括：风电系统控制设备，用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数，以此获得风电场的逐时功率输出；光电系统控制设备，用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数，以此获得光伏场的逐时功率输出；其中，所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量，另一个为确定值；综合服务器，通过网络设备连接至风电系统控制设备和光电系统控制设备，用于获取所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出，以此获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。

【技术特征摘要】
1.一种风光储综合控制系统，其特征在于，所述系统包括: 风电系统控制设备，用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数，以此获得风电场的逐时功率输出； 光电系统控制设备，用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数，以此获得光伏场的逐时功率输出；其中，所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量，另一个为确定值； 综合服务器，通过网络设备连接至风电系统控制设备和光电系统控制设备，用于获取所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出，以此获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。2.根据权利要求1所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 当风电机组台数为变量，光伏组件个数为确定值时，所述综合服务器还用于将获得的风电机组台数发送至风电系统控制设备，所述风电系统控制设备用于根据所述风电机组台数控制风电系统中风电机组的连接和/或断开； 当风电机组台数为确定值，光伏组件个数为变量时，所述综合服务器还用于将获得的光伏组件个数发送至光电系统控制设备，所述光电系统控制设备用于根据所述光伏组件个数控制光电系统中光伏组件的连接和/或断开。3.根据权利要求 2所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述风电系统控制设备和光电系统控制设备分别具有显示器，分别用于显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。4.根据权利要求2所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述风电储综合控制系统还包括储能系统控制设备，所述储能系统控制设备与综合服务器通过网络设备相连。5.根据权利要求4所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述储能系统控制设备用于向综合服务器提供电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求，所述储能系统控制设备还用于向综合服务器提供需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量； 所述综合服务器用于根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获得风光逐时总输出功率，并接收所述电网实际用电负荷曲线或需要平滑功率输出的请求，所述需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量，以此获得最佳配比的储能单元个数。6.根据权利要求5所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 综合服务器还用于将最佳配比的储能单元个数发送给储能系统控制设备； 所述储能系统控制设备用于根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。7.根据权利要求6所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述储能系统控制设备还包括用于显示需要增加和/或减少的储能单元个数的显示器。8.根据权利要求1所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述风电系统控制设备包括功率表，所述功率表用于感测风电场输出功率的变化，当变化超过预定阈值时，所述风电系统控制设备用于向综合服务器发送风电场的逐时功率输出；所述综合服务器用于获取所述风电场的逐时功率输出后，向光电系统控制设备发送获取光伏场逐时功率输出的请求，并在获取了光伏场的逐时功率输出后，获得最佳配比的光伏组件个数； 所述光电系统控制设备包括功率表，所述功率表用于感测光伏场输出功率的变化，当变化超过预定阈值时，所述光电系统控制设备用于向综合服务器发送光伏场的逐时功率输出；所述综合服务器用于获取所述光伏场的逐时功率输出后，向风电系统控制设备发送获取风电场逐时功率输出的请求，并在获取了风电场的逐时功率输出后，获得最佳配比的风电机组台数。9.根据权利要求4所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述风电系统控制设备、光电系统控制设备、储能系统控制设备为小型工业控制计算机、专用计算机或个人计算机；所述综合服务器为大型服务器计算机；所述网络设备为网络交换机或路由器。10.根据权利要求1所述的风电储综合控制系统，其特征在于: 所述综合服务器具体用于根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出，通过线性规划法或牛顿迭代法，确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数: 首先得到风光总逐时输出功率P (i):P(i) = Pwt ⑴+Ppv ⑴， 其中Pwt(i)为风电场的逐时功率输出；Ppv(i)为光伏场...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭怀午，刘丰，包紫光，
申请(专利权)人：内蒙古电力勘测设计院，
类型：发明
国别省市：