本發(fā)明涉及新能源電網(wǎng)運維，尤其涉及一種用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，新能源光伏電站技術(shù)取得了顯著進展，光伏電池板的轉(zhuǎn)換效率逐年提高，光伏電站的建設(shè)成本逐漸降低，使得光伏能源成為一種越來越具有競爭力的清潔能源。同時，光伏電站的智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平也在不斷提升，通過先進的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，光伏電站的運行效率和維護管理得到了極大地改善，光伏技術(shù)的發(fā)展為提高新能源光伏電站的就地消納率奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2、就地消納率是指在一個特定區(qū)域內(nèi)，所生產(chǎn)或引入的電力在本地被直接消耗的比例。在光伏發(fā)電等可再生能源領(lǐng)域，提高就地消納率是一個重要的目標(biāo)，因為它可以減少能源在傳輸過程中的損失，提高能源利用效率，并促進可再生能源的本地化發(fā)展。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中，新能源光伏電站主要通過以下幾種方式提高就地消納率：一是通過優(yōu)化光伏電站的布局和設(shè)計，使其更貼近用電負荷中心，減少電力傳輸距離和損失；二是結(jié)合儲能技術(shù)，在光伏電站發(fā)電高峰期儲存多余的電力，在用電高峰期或電網(wǎng)故障時釋放電力，平抑電網(wǎng)波動；三是與本地負荷進行智能匹配，通過負荷管理系統(tǒng)實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)用電需求，使光伏電站的發(fā)電出力與本地負荷保持平衡。此外，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，光伏電站還能與電網(wǎng)進行更緊密地互動，實現(xiàn)電力的雙向流動和高效配置。

4、盡管現(xiàn)有技術(shù)在提高新能源光伏電站就地消納率方面取得了顯著成效，但仍存如下技術(shù)痛點，隨著可再生能源的大力推廣，區(qū)域光伏裝機量不斷增加，使得光伏電站在某些時段難以與本地負荷完全匹配，但傳統(tǒng)電網(wǎng)往往難以完全就地消納這些新增的光伏電力，部分電力無法就地消納，導(dǎo)致電力傳輸損失和電網(wǎng)不穩(wěn)定，此技術(shù)痛點限制了新能源光伏電站就地消納率的進一步提升，為此，本發(fā)明提供一種用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法及系統(tǒng)，用于解決此技術(shù)痛點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法及系統(tǒng)，包括集光伏電站、生物質(zhì)能負荷、儲能和變壓器于一體的微能源網(wǎng)系統(tǒng)，旨在提高區(qū)域光伏裝機，就地消納率，并保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法，包括：

4、步驟s101中，獲取光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息；

5、步驟s102中，對光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息進行數(shù)據(jù)融合，得到系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)集合，將系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)集合中的數(shù)據(jù)代入至預(yù)設(shè)的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型中，得到電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果，電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果包括電網(wǎng)正常運行、電網(wǎng)需要穩(wěn)態(tài)支撐以及電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)故障；

6、步驟s103中，將電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果與預(yù)設(shè)的控制策略進行匹配，得到控制指令，預(yù)設(shè)的控制策略包括削峰填谷策略、穩(wěn)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻策略、暫態(tài)故障支撐策；

7、步驟s104中，將控制指令進行解析，得到控制指令對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，將控制指令發(fā)送至對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)包括光伏電站的逆變器、儲能裝置的雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器、生物質(zhì)能負荷單元的控制裝置；

8、步驟s105中，根據(jù)實時電網(wǎng)狀態(tài)和預(yù)測結(jié)果，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)算法對預(yù)設(shè)的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型，并將優(yōu)化后的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型部署在生產(chǎn)環(huán)境中使用。

9、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法，還包括：

10、將光伏電站發(fā)出的電力優(yōu)先供給生物質(zhì)能負荷裝置使用，在電網(wǎng)負荷高峰時調(diào)整生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量，降低生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量負荷，使光伏電站優(yōu)先參與電網(wǎng)調(diào)峰，在電網(wǎng)負荷低谷時，提升生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量，生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站吸收電網(wǎng)余電。

11、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法，在步驟s103中，包括：

12、儲能裝置通過雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)和光伏電站建立通信連接，在電力過剩時儲能裝置吸收并儲存多余電力，在電力不足時儲能裝置釋放電力。

13、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法，在步驟s103中，包括：

14、通過數(shù)據(jù)采集單元實時采集光伏電站發(fā)電量、儲能裝置狀態(tài)、生物質(zhì)能負荷裝置用電需求以及電網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)，并監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，環(huán)境參數(shù)包括光照強度以及溫度；

15、通過預(yù)先構(gòu)建控制策略，自動分析并響應(yīng)電網(wǎng)需求變化，調(diào)整光伏電站的逆變器輸出、儲能裝置的充放電策略以及生物質(zhì)能負荷單元的用電計劃；

16、在用電高峰期，降低生物質(zhì)能負荷單元的用電量，優(yōu)先利用光伏電站發(fā)電并從電網(wǎng)調(diào)峰；

17、在用電低谷期，增加生物質(zhì)能負荷單元的用電量，吸收電網(wǎng)余電，并利用儲能裝置儲存多余電力；

18、根據(jù)電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)支撐需求和暫態(tài)故障風(fēng)險，控制策略調(diào)整儲能裝置的功率輸出和光伏電站的無功補償，用于維持電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定。

19、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行方法，還包括：

20、獲取電網(wǎng)的運行配置以及歷史運行數(shù)據(jù)，基于電網(wǎng)的運行配置以及歷史運行數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)備份；

21、實時監(jiān)測光伏電站、儲能裝置、生物質(zhì)能負荷單元及電網(wǎng)負荷系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息；

22、當(dāng)檢測到系統(tǒng)故障時，則自動啟動數(shù)據(jù)備份，并通過優(yōu)化后的控制策略快速恢復(fù)電網(wǎng)正常運行。

23、第二發(fā)明，本發(fā)明提供一種用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行系統(tǒng)，包括：服務(wù)器端、數(shù)據(jù)采集端以及執(zhí)行機構(gòu)端，服務(wù)器端分別與數(shù)據(jù)采集端和執(zhí)行機構(gòu)端建立通信連接，數(shù)據(jù)采集端通過傳感器采集光伏電站、儲能設(shè)備以及電網(wǎng)負荷系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)采集端采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)采集端采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，生成用于控制執(zhí)行機構(gòu)端的命令；

24、數(shù)據(jù)獲取單元，獲取光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息；

25、數(shù)據(jù)處理單元，對光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的光伏電站數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、儲能裝置運行數(shù)據(jù)、生物質(zhì)能負荷裝置運行數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)故障信息進行數(shù)據(jù)融合，得到系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)集合，將系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)集合中的數(shù)據(jù)代入至預(yù)設(shè)的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型中，得到電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果，電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果包括電網(wǎng)正常運行、電網(wǎng)需要穩(wěn)態(tài)支撐以及電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)故障；

26、控制策略生成單元，將電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)果與預(yù)設(shè)的控制策略進行匹配，得到控制指令，預(yù)設(shè)的控制策略包括削峰填谷策略、穩(wěn)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻策略、暫態(tài)故障支撐策；

27、命令執(zhí)行單元，將控制指令進行解析，得到控制指令對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，將控制指令發(fā)送至對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)包括光伏電站的逆變器、儲能裝置的雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器、生物質(zhì)能負荷單元的控制裝置；

28、優(yōu)化單元，根據(jù)實時電網(wǎng)狀態(tài)和預(yù)測結(jié)果，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)算法對預(yù)設(shè)的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型，并將優(yōu)化后的電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型部署在生產(chǎn)環(huán)境中使用。

29、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行系統(tǒng)，還包括同步單元，同步單元將光伏電站發(fā)出的電力優(yōu)先供給生物質(zhì)能負荷裝置使用，在電網(wǎng)負荷高峰時調(diào)整生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量，降低生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量負荷，使光伏電站優(yōu)先參與電網(wǎng)調(diào)峰，在電網(wǎng)負荷低谷時，提升生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站用電量，生物質(zhì)能負荷裝置中的生物天然氣站吸收電網(wǎng)余電。

30、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行系統(tǒng)，控制策略生成單元，包括：儲能裝置通過雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)和光伏電站建立通信連接，在電力過剩時儲能裝置吸收并儲存多余電力，在電力不足時儲能裝置釋放電力。

31、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行系統(tǒng)，控制策略生成單元，包括：

32、通過數(shù)據(jù)采集單元實時采集光伏電站發(fā)電量、儲能裝置狀態(tài)、生物質(zhì)能負荷單元用電需求以及電網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)，并監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，環(huán)境參數(shù)包括光照強度以及溫度；

33、通過預(yù)先構(gòu)建的智能調(diào)度系統(tǒng)，自動分析并響應(yīng)電網(wǎng)需求變化，調(diào)整光伏電站的逆變器輸出、儲能裝置的充放電策略以及生物質(zhì)能負荷單元的用電計劃；

34、在用電高峰期，降低生物質(zhì)能負荷單元的用電量，優(yōu)先利用光伏電站發(fā)電并從電網(wǎng)調(diào)峰；

35、在用電低谷期，增加生物質(zhì)能負荷單元的用電量，吸收電網(wǎng)余電，并利用儲能裝置儲存多余電力。

36、根據(jù)電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)支撐需求和暫態(tài)故障風(fēng)險，智能調(diào)度系統(tǒng)還會調(diào)整儲能裝置的功率輸出和光伏電站的無功補償，用于維持電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定。

37、進一步地，本發(fā)明提供的用于光伏微能源網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行系統(tǒng)，還包括，數(shù)據(jù)備份單元：

38、獲取電網(wǎng)的運行配置以及歷史運行數(shù)據(jù)，基于電網(wǎng)的運行配置以及歷史運行數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)備份；

39、實時監(jiān)測光伏電站、儲能裝置、生物質(zhì)能負荷單元及電網(wǎng)負荷系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息；

40、當(dāng)檢測到系統(tǒng)故障時，則自動啟動數(shù)據(jù)備份，并通過優(yōu)化后的控制策略快速恢復(fù)電網(wǎng)正常運行。

41、本發(fā)明的有益效果：

42、提高就地消納率：通過將光伏電站、生物質(zhì)能負荷、儲能裝置和變壓器集成在一個微能源網(wǎng)系統(tǒng)中，本發(fā)明能夠顯著提高區(qū)域光伏裝機的同時，增加電力在本地的直接消耗比例(就地消納率)。這有助于減少電力在傳輸過程中的損失，提高能源利用效率，并促進可再生能源的本地化發(fā)展。

43、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行：本發(fā)明提供的系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)和故障信息，通過智能調(diào)度和協(xié)同控制策略，自動調(diào)整光伏電站、儲能裝置和生物質(zhì)能負荷單元的運行狀態(tài)，確保電網(wǎng)在正常運行、穩(wěn)態(tài)支撐需求和暫態(tài)故障等不同狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。

44、削峰填谷和靈活調(diào)度：系統(tǒng)能夠根據(jù)電網(wǎng)負荷變化，靈活調(diào)整生物質(zhì)能負荷單元的用電量，在用電高峰期優(yōu)先利用光伏電站發(fā)電并從電網(wǎng)調(diào)峰，在用電低谷期增加負荷單元用電量，吸收電網(wǎng)余電。這種削峰填谷策略有助于平衡電網(wǎng)負荷，減少電網(wǎng)波動。

45、提高儲能利用率：儲能裝置通過雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)和光伏電站建立通信連接，能夠在電力過剩時吸收并儲存多余電力，在電力不足時釋放電力。這種靈活的充放電策略提高了儲能裝置的利用率，增強了電網(wǎng)對可再生能源波動的適應(yīng)性。

46、預(yù)測模型持續(xù)優(yōu)化：本發(fā)明還引入了基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)算法，對電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模型進行持續(xù)優(yōu)化。這種持續(xù)優(yōu)化機制提高了預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和可靠性，為智能調(diào)度和協(xié)同控制提供了更加精準(zhǔn)的依據(jù)。

47、數(shù)據(jù)備份與快速恢復(fù)：系統(tǒng)通過構(gòu)建數(shù)據(jù)備份和實時監(jiān)測機制，在檢測到系統(tǒng)故障時能夠自動啟動數(shù)據(jù)備份，并通過優(yōu)化后的控制策略快速恢復(fù)電網(wǎng)正常運行。這有助于提高系統(tǒng)的容錯能力和可靠性，保障電網(wǎng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

48、綜上所述，本發(fā)明通過提高就地消納率、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、實現(xiàn)削峰填谷和靈活調(diào)度、提高儲能利用率、預(yù)測模型持續(xù)優(yōu)化以及數(shù)據(jù)備份與快速恢復(fù)等方面的有益效果，為新能源光伏電站的就地消納和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力支持。