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基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng)及控制方法與流程

文檔序號(hào):11952419閱讀:334來源:國知局

本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域,尤其涉及一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng)及控制方法。



背景技術(shù):

隨著分布式電源的大規(guī)模應(yīng)用,未來我國電網(wǎng)中隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的分布式能源尤其是分布式光伏所占比例會(huì)越來越大,甚至將成為電網(wǎng)不可或缺的組成部分。大量分布式發(fā)電接入配電網(wǎng),量大分散,電網(wǎng)難以對(duì)其進(jìn)行調(diào)控,將對(duì)配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行及控制帶來諸多方面的影響。

目前,對(duì)于分布式光伏的控制方法,已有不少學(xué)者進(jìn)行了研究。已有的光伏控制方法,有基于光伏出力預(yù)測的,有通過分層控制的方式完成調(diào)度中心指令的下發(fā),也分區(qū)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式光伏的智能調(diào)控。比如:

中國專利CN201510518669.4:一種基于概率性光伏出力預(yù)測的中壓配電網(wǎng)電壓協(xié)調(diào)控制方法,根據(jù)預(yù)測地區(qū)所屬的季節(jié)區(qū)域和氣象局預(yù)測的未來某段時(shí)間的天氣情況,選取合適的最大太陽輻照度和最小太陽輻照度;采用對(duì)應(yīng)天氣的貝塔分布模型生成隨機(jī)數(shù),計(jì)算太陽輻照度時(shí)間序列;建立光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率模型,求取光伏輸出的有功功率時(shí)間序列;按照10kV配電線路單線圖及運(yùn)行方式建立配電線路計(jì)算模型,通過潮流計(jì)算得出電壓變化曲線,選擇電壓協(xié)調(diào)控制方法。

中國專利CN201410260867.0:一種基于多智能體技術(shù)的風(fēng)光儲(chǔ)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法。建立用于控制發(fā)電設(shè)備的控制單元;選取用于發(fā)起能量協(xié)調(diào)任務(wù)的控制單元;用于發(fā)起能量協(xié)調(diào)任務(wù)的控制單元獲取帶時(shí)間戳的任務(wù)令牌,并查詢當(dāng)前時(shí)刻預(yù)期負(fù)荷和上網(wǎng)電價(jià);用于發(fā)起能量協(xié)調(diào)任務(wù)的控制單元向其他控制單元發(fā)出能量協(xié)調(diào)任務(wù)請(qǐng)求;其他控制單元在設(shè)定的截止時(shí)間前向用于發(fā)起能量協(xié)調(diào)任務(wù)的控制單元提交能量協(xié)調(diào)任務(wù)回復(fù);用于發(fā)起能量協(xié)調(diào)任務(wù)的控制單元計(jì)算各個(gè)發(fā)電設(shè)備的輸出功率,再將計(jì)算結(jié)果返回各個(gè)控制單元;控制單元根據(jù)發(fā)電設(shè)備的輸出功率,控制發(fā)電設(shè)備輸出相應(yīng)的功率。

中國專利CN201410401738.9:一種光伏微網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制方法,包括中央實(shí)時(shí)優(yōu)化控制層和本地控制層;中央實(shí)時(shí)優(yōu)化控制層,實(shí)時(shí)采集光伏微網(wǎng)系統(tǒng)交流母線電壓、頻率、蓄電池組荷電狀態(tài)、光伏發(fā)電微源輸出功率、蓄電池組輸出功率、超級(jí)電容輸出功率以及負(fù)荷的實(shí)時(shí)功率,并制定實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制策略及二次調(diào)頻調(diào)度計(jì)劃并下發(fā)給各本地控制器;本地控制層實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制各微源,具體實(shí)現(xiàn)中央實(shí)時(shí)優(yōu)化控制層下發(fā)的調(diào)度計(jì)劃。

中國專利CN201510364299.3:一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法,對(duì)接入電網(wǎng)的各分布式電源進(jìn)行分區(qū)管理,采用最大化發(fā)電效益的策略對(duì)區(qū)內(nèi)各分布式發(fā)電設(shè)備的發(fā)電有功功率進(jìn)行控制,大大減小了以往分布式電單獨(dú)并網(wǎng)對(duì)公網(wǎng)造成的沖擊,降低了分布式電源增長帶來的調(diào)度難度,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

中國專利CN201410433140.8:一種新能源接入后基于多時(shí)間尺度和MPC分層控制理論的短期與超短期協(xié)調(diào)滾動(dòng)調(diào)度優(yōu)化策略?;诙鄷r(shí)間尺度、MPC和分層遞階控制方法,確定適應(yīng)新能源接入的短期與超短期協(xié)調(diào)滾動(dòng)調(diào)度MPC分層控制策略;研究確定適應(yīng)新能源接入的協(xié)調(diào)滾動(dòng)調(diào)度MPC分層優(yōu)化模型,主要指滾動(dòng)調(diào)度最優(yōu)計(jì)劃層和實(shí)時(shí)修正計(jì)劃層的數(shù)學(xué)模型,包括目標(biāo)函數(shù),各種約束條件等。

中國專利CN201510373573.3:一種基于MPC的主動(dòng)配電網(wǎng)多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法,對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行長時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度,根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)長時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度的優(yōu)化結(jié)果,對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行基于MPC的短時(shí)間尺度滾動(dòng)優(yōu)化調(diào)度,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度,從而減輕分布式電源和低壓負(fù)荷的預(yù)測精度對(duì)優(yōu)化調(diào)度的不利影響。

分布式光伏作為一種新型清潔能源,其系統(tǒng)發(fā)電依賴于天氣,導(dǎo)致其發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性差,因此在對(duì)分布式光伏發(fā)電進(jìn)行有效實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí),還應(yīng)掌握分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)、長時(shí)間尺度和短時(shí)間尺度的分布式光伏發(fā)電的功率預(yù)測情況、區(qū)域內(nèi)負(fù)荷預(yù)測情況等,對(duì)接入電網(wǎng)的分布式光伏進(jìn)行分區(qū)管理,有效提高分布式光伏發(fā)電穩(wěn)定性和能源利用效率。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明目的:為提高分布式光伏的利用效率,本發(fā)明提供一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng)。

技術(shù)方案:一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制方法,包括以下步驟:

(1)根據(jù)接入電網(wǎng)的分布式光伏設(shè)備安裝的地理位置,將整個(gè)區(qū)域分為若干個(gè)子區(qū)域;設(shè)定一個(gè)調(diào)度周期;

(2)獲取上層控制中心下發(fā)的發(fā)電調(diào)度方式,并提供歷史數(shù)據(jù),結(jié)合所述原始發(fā)電調(diào)度方式及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度周期內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測;

(3)采集各子區(qū)域中分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及天氣數(shù)據(jù),根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)、分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及天氣數(shù)據(jù),對(duì)各子區(qū)域進(jìn)行調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電預(yù)測;

(4)根據(jù)調(diào)度周期內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測與分布式光伏發(fā)電預(yù)測,制定區(qū)域調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電功率控制策略;根據(jù)所述區(qū)域調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電功率控制策略確定發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;根據(jù)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃及子區(qū)域內(nèi)的分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)確定子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;

(5)在調(diào)度周期內(nèi)設(shè)定一個(gè)短期時(shí)間,進(jìn)行短期負(fù)荷預(yù)測,并根據(jù)子區(qū)域內(nèi)的分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行短期發(fā)電預(yù)測;根據(jù)所述短期負(fù)荷預(yù)測與短期發(fā)電預(yù)測對(duì)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,得到實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃對(duì)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,得到實(shí)時(shí)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;

(6)將實(shí)時(shí)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃的指令通過并網(wǎng)接口設(shè)備下發(fā)給各光伏控制器,進(jìn)而對(duì)各分布式光伏設(shè)備進(jìn)行控制。

一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng),包括上層控制中心、并網(wǎng)接口設(shè)備、分布式光伏設(shè)備及光伏控制器,所述上層控制中心用于下發(fā)原始發(fā)電調(diào)度方式,所述并網(wǎng)接口設(shè)備將光伏控制器接入電網(wǎng),所述光伏控制器用于控制分布式光伏設(shè)備。

有益效果:相比較現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制方法,在保障供電可靠性的情況下,充分利用分布式可再生能源,避免可再生能源電能的浪費(fèi),對(duì)接入電網(wǎng)的分布式光伏進(jìn)行分區(qū)管理,有效提高分布式光伏發(fā)電的穩(wěn)定性和能源利用率。

本發(fā)明提供的一種基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng),通過上層控制中心下發(fā)的原始調(diào)度方式,在調(diào)度周期內(nèi)確定發(fā)電調(diào)度計(jì)劃,通過并網(wǎng)接口設(shè)備將實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃的指令下發(fā)給光伏控制器,進(jìn)而控制分布式光伏設(shè)備,對(duì)分布式光伏設(shè)備進(jìn)行分區(qū)管理,有效提高分布式光伏發(fā)電的穩(wěn)定性和能源利用率。

附圖說明

圖1為基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

正常情況下,主網(wǎng)電壓、頻率正常。分布式光伏并入配電網(wǎng)?;诙鄷r(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制系統(tǒng)包括上層控制中心、并網(wǎng)接口設(shè)備、分布式光伏設(shè)備及光伏控制器,所述上層控制中心用于下發(fā)原始發(fā)電調(diào)度方式,所述并網(wǎng)接口設(shè)備將光伏控制器接入電網(wǎng),所述光伏控制器用于控制分布式光伏設(shè)備。

基于多時(shí)間尺度多空間的分布式光伏控制方法包括以下步驟:

(1)根據(jù)接入電網(wǎng)的分布式光伏設(shè)備安裝的地理位置,將整個(gè)區(qū)域分為若干個(gè)子區(qū)域;設(shè)定一個(gè)調(diào)度周期;

(2)獲取上層控制中心下發(fā)的發(fā)電調(diào)度方式,并提供歷史數(shù)據(jù),結(jié)合所述原始發(fā)電調(diào)度方式及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度周期內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測;

(3)采集各子區(qū)域中分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及天氣數(shù)據(jù),根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)、分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及天氣數(shù)據(jù),對(duì)各子區(qū)域進(jìn)行調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電預(yù)測;

(4)根據(jù)調(diào)度周期內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測與分布式光伏發(fā)電預(yù)測,制定區(qū)域調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電功率控制策略;根據(jù)所述區(qū)域調(diào)度周期內(nèi)的分布式光伏發(fā)電功率控制策略確定發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;根據(jù)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃及子區(qū)域內(nèi)的分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)確定子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;

(5)在調(diào)度周期內(nèi)設(shè)定一個(gè)短期時(shí)間,進(jìn)行短期負(fù)荷預(yù)測,并根據(jù)子區(qū)域內(nèi)的分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行短期發(fā)電預(yù)測;根據(jù)所述短期負(fù)荷預(yù)測與短期發(fā)電預(yù)測對(duì)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,得到實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃對(duì)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,得到實(shí)時(shí)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃;

(6)將實(shí)時(shí)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃的指令通過并網(wǎng)接口設(shè)備下發(fā)給各光伏控制器,進(jìn)而對(duì)各分布式光伏設(shè)備進(jìn)行控制。

系統(tǒng)根據(jù)主網(wǎng)和分布式光伏內(nèi)部實(shí)際運(yùn)行狀況,結(jié)合日前負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電預(yù)測,制定未來24小時(shí)內(nèi)各時(shí)段的功率控制策略,形成一個(gè)24小時(shí)的初始發(fā)電調(diào)度計(jì)劃,并結(jié)合兩小時(shí)的短期發(fā)電預(yù)測和負(fù)荷預(yù)測,對(duì)初始發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,得到實(shí)時(shí)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃。并根據(jù)各子區(qū)域中的分布式光伏設(shè)備的運(yùn)行情況,得到實(shí)時(shí)子區(qū)域內(nèi)部發(fā)電調(diào)度計(jì)劃。并將其命令下發(fā)給光伏控制器執(zhí)行,光伏控制器負(fù)責(zé)執(zhí)行相應(yīng)的控制命令,對(duì)分布式光伏設(shè)備進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)接入電網(wǎng)的分布式光伏進(jìn)行分區(qū)管理,有效提高分布式光伏發(fā)電的穩(wěn)定性和能源利用率。

本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換,或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

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