CN102509167B - 基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统 - Google Patents
基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统，该系统基于虚拟电厂技术，根据所接收到的气象预测、发电指标、上网分时电价、储能电池寿命等信息，综合决策系统中各光伏发电和储能系统的能量的存储与释放。该系统基于虚拟电厂技术与储能技术，将分布式光伏系统和储能系统看成一个统一的电厂，通过控制光伏发电的出力和储能系统的充放电，将虚拟电厂所管理区域内的分布式光伏系统的发电出力控制在一定范围内，减小气象不确定因素对其出力的影响，降低光伏发电出力的控制和调度难度，减小光伏发电出力波动对电网的影响。同时该系统相应以上网电价和储能电池寿命作为管理系统的决策参数，提高了光伏发电系统的可靠性和经济性。
Description
技术领域
本发明属于分布式发电技术领域，涉及一种基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统。
背景技术
近年来，由于人们对能源的需求越来越大，对节能的要求也越来越高。随着电力电子技术的发展，光伏发电已经成为现实。光伏发电具有分布式的特点，它不需要考虑严格的安装场所，并且可以给电网难以涉及的区域供电。由于光伏发电受天气因素影响大，发电出力难以控制，给制定发电计划和电网管理带来了困难。
在本发明中，采用了一种光伏电站能量管理系统，该系统基于虚拟电厂技术，根据所接收到的气象预测、发电指标、上网分时电价、储能电池寿命等信息，综合决策系统中各光伏发电和储能系统的能量的存储与释放。该系统基于虚拟电厂技术与储能技术，将分布式光伏系统和储能系统看成一个统一的电厂，通过控制光伏发电的出力和储能系统的充放电，将虚拟电厂所管理区域内的分布式光伏系统的发电出力控制在一定范围内，减小气象不确定因素对其出力的影响，降低光伏发电出力的控制和调度难度，减小光伏发电出力波动对电网的影响。同时该系统相应以上网电价和储能电池寿命作为管理系统的决策参数，提高了光伏发电系统的可靠性和经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统，在分布式光伏发电中添加光伏发电能量管理系统，以实现分布式光伏发电的经济控制。光伏发电能量管理系统将区域内的光伏发电系统与储能系统看作发电出力的整体单元，进行统一控制，统计分散电能计量与用电企业或电网企业结算，首先以分时电价和气象预测数据做出第二天发电计划，在电价较低时存储能量，并保留存储余量，在出现光伏出力与预测制定的发电计划的误差时将误差能量补充或吸收，提高光伏电站的可控、可调度能力，减小光伏发电出力波动对电网的影响，提高光伏发电系统的可靠性和经济性。
为实现该系统的功能，本发明采取的方案是：一种基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统，其特征在于，光伏发电能量管理系统按以下方法构建：
1）在光伏发电能量管理系统中设置能量管理控制服务器，用于数据收集处理、控制决策、发送控制指令；
2）能量管理控制服务器包括能量管理系统主站服务器和监控子站服务器；
3）在光伏发电能量管理系统中设置储能电池、储能双向逆变器；
4）在光伏发电能量管理系统中现地测量装置，用于测量采用本发明技术后的各光伏发电输出电压、电流；
5）能量管理控制服务器中包含通讯模块、功率预测模块、控制决策模块；
6）能量管理控制服务器通讯模接口包括气象预测数据下载接口、分时电价数据接口、功率预测与计划上传接口、控制指令接口、光伏电站数据接口、调度指令接口；
7）能量管理控制服务器功率预测模块根据气象预测数据和光伏发电数据预测光伏出力；
8）能量管理控制服务器控制决策模块根据调度指令、分时电价、储能电池数据制定发电计划；
9）能量管理控制服务器控制决策模块根据发电计划、调度指令、光伏发电实时数据、储能电池数据、现地测量数据通过通讯接口向储能双向逆变器发送控制指令；
10）储能双向逆变器根据能量管理控制服务器发送的控制指令控制储能电池充放电；
11）各分布式电源，包括光伏发电系统和储能系统所发出的电能计量量通过远程通讯方式传输至能量管理控制服务器，能量管理服务器可计算分时发电量；
上述能量管理控制服务器采用带扩展槽的数字处理系统，可扩展通讯通道，可进行数据多线程实时处理。
上述储能双向逆变器具备AC/DC整流能力和DC/AC逆变能力，可根据控制指令向储能电池充电和向电网输送电能。
上述现地测量装置包括电压传感器及相应的模数转换电路，电流传感器及相应模数转换电路。
本发明的基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统，具有以下明显优点：
1）利用气象预测技术进行功率预测制定发电计划，减小分布式光伏发电功率的不可控范围，方便电网调度管理；
2）利用优化控制技术进行储能控制，提高了储能电池的利用率；
3）根据电价进行储能充放电控制，可提高光伏发电效益。
4）利用预测技术和储能技术可有效平抑输出能量波动，提高光伏发电的电能质量；
5）利用优化控制和通讯技术实现了分布式光伏系统的自动控制、减小了系统维护工作量；
6）利用功率预测技术及优化控制策略减少储能电池的充放电次数，延长储能电池寿命。
7）本系统使用广泛，具有可扩展性，可应用于其他间歇式发电系统。
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步描述。
图1是本发明的系统结构框图。
以下结合附图和发明人给出的实例，对本发明作进一步的详细描述。
参见图1，依照本发明的技术方案，本实施例的技术路线是：
在配电网中安装分布式光伏发电系统，所安装的光伏发电系统具有功率可调功能，功率可调包括有功功率可调、无功功率可调、输出功率变化率可调，所安装的光伏发电系统具有远程通讯和远程控制功能，光伏发电系统的功率控制功能可通过远程控制，并且可以将运行数据，包括输出功率、最大可输出功率、输出电压、输出电流等数据通过远程通讯功能上传；
本发明中安装储能系统，储能系统可进行充放电控制，具有功率可调功能，功率可调包括有功功率可调、无功功率可调、输出功率变化率可调，所安装的储能系统具有远程通讯和远程控制功能，光伏发电系统的功率控制功能可通过远程控制，并且可以将运行数据，包括输出功率、最大可输出功率、输出电压、输出电流等数据通过远程通讯功能上传；
本发明中在各并网点安装现地测量装置，现地测量装置可测量区域内光伏发电和储能系统并网点的电能量数据，并具备数据上传功能。
在同一地理区域内设监控子站，监控子站具有通讯接口，通讯接口可与光伏发电系统、储能系统、现地测量装置实现双向通讯，通讯接口可也可与上级能量管理系统主站实现双向通讯；监控子站具有数据处理功能，可处理接收到得各光伏系统、储能系统、并网点数据，进行分类存储、显示等简单处理工作；监控子站具有该地理区域内光伏发电、储能系统的出力控制功能，能根据上级能量关系系统主站发出的实时出力要求指令，对本区域内各光伏发电系统和储能进行功率分配计算；
能量管理系统中设置能量管理系统主站，能量管理系统主站具有通讯接口，可与各监控子站实现实时双向数据通讯，可与当地调度实现双向通讯，可接收当地气象部门的气象数据；能量管理系统主站具有功率预测模块，可根据所接收到得气象数据进行发电功率预测；具有出力优化控制功能，控制系统内潮流分布以最小化发电成本以及系统总运行成本，并在光伏发电的基础上减小其他发电损耗及线损；
本发明的具体工作原理是：
能量管理系统主站通过通讯接口获取当地气象部门的气象数据，根据气象数据和所存储的历史发电数据等信息进行第二天虚拟电厂所管辖光伏出力预测，能量管理系统主站根据电价信息、各光伏发电系统和储能系统接入的配电网信息、光伏出力预测信息、储能系统状态信息等进行优化计算，优化计算中考虑发电成本、系统总运行成本因素，优化计算程序可计算出第二天出力计划，能量管理系统主站通过通讯接口与当地调度通讯，上传发电计划，待调度确认该计划可行后，保存该计划，待第二天进行调度，若调度认定该计划不符合技术要求，能量管理系统可根据调度提出的要求重新安排发电计划，直至调度确认计划可行，保存可行的发电计划；
能量管理系统主站优化控制功能根据保存的发电计划、各区域的光伏预测数据、储能系统状态，对各区域的发电进行计划分配，将分配后的发电计划下发至各监控子站；
在发电当日，各监控子站根据所分配到得发电计划对该区域内光伏发电和储能进行控制，使该区域内光伏发电和储能出力总功率满足发电计划要求；若在发电当日，出力预测与发电计划出现较大的误差，监控子站通过通讯接口，向能量管理系统主站发生误差信息，能量管理系统根据各区域监控子站上传的数据，对发电计划分配改动，并重新下发计划指令。
Claims (1)
1.一种基于虚拟电厂的光伏发电能量管理系统，其特征在于，包括分布式光伏发电系统、储能系统、现地测量装置和能量管理控制服务器，其中：
光伏发电系统用于发电，具有功率可调功能、远程通讯和远程控制功能；
储能系统用于充放电控制，包括储能电池和储能双向逆变器，储能双向逆变器根据能量管理控制服务器发送的控制指令控制储能电池充电和向电网输送电能；
现地测量装置用于测量各光伏发电系统的输出电压、电流，包括电压传感器及相应的模数转换电路、电流传感器及相应模数转换电路；
能量管理控制服务器用于数据收集处理、控制决策、发送控制指令，包括能量管理系统主站服务器和监控子站服务器，监控子站服务器与光伏发电系统、储能系统、现地测量装置以及其上级的能量管理系统主站服务器双向通讯，对接收到的各光伏发电系统、储能系统、并网点数据进行处理，根据其上级的能量管理系统主站服务器发出的实时出力要求指令对本区域内各光伏发电系统和储能系统进行功率分配计算，能量管理系统主站服务器与各监控子站服务器、当地调度实时双向数据通讯，接收当地气象部门的气象数据并根据所接收到的气象数据进行发电功率预测，控制本光伏发电能量管理系统内潮流分布以最小化发电成本以及系统总运行成本在光伏发电的基础上减小其他发电损耗及线损；
光伏发电能量管理系统基于虚拟电厂技术，根据所接收到的气象预测、上网分时电价、储能电池寿命信息，综合决策系统中各光伏发电和储能系统的能量的存储与释放；
光伏发电能量管理系统将区域内的光伏发电系统与储能系统看作发电出力的整体单元，进行统一控制，统计分散电能计量与用电企业或电网企业结算。
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| CN103051000A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-04-17 | 深圳供电局有限公司 | 一种基于规模化分布式发电的电网调度方法 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
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Patent Citations (1)
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