一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，在并網(wǎng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)下級(jí)電網(wǎng)狀態(tài)與上級(jí)電網(wǎng)調(diào)度指令間的有效通信，通信參數(shù)以功率為主，包括各單元的功率極限值、平均值、偏差值、修正值等的處理和交換，并通過光纖以太網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP協(xié)議與地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度等上級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信互聯(lián)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽能電網(wǎng)在并網(wǎng)時(shí)能按上位調(diào)度指令進(jìn)行通信反饋的要求，使其相對(duì)于上級(jí)電網(wǎng)體現(xiàn)出可控性，間接地解決此類分布式電網(wǎng)間歇性、不受控等問題，有利于提高整個(gè)電網(wǎng)對(duì)微型電力系統(tǒng)間歇性能源的吸納能力。
【專利說明】-種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)控制通信方法，尤其涉及一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電網(wǎng)一般由光伏發(fā)電單元、儲(chǔ)能裝置、配電控制系統(tǒng)、負(fù)荷和電力電子接口 等構(gòu)成，屬于微型電力系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可以獨(dú)立自主運(yùn)行，向內(nèi)部負(fù)荷供電，也可以并網(wǎng)運(yùn) 行，向上級(jí)電網(wǎng)供出多余的電力或由電網(wǎng)補(bǔ)充自身發(fā)電量的不足。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮?01110057738. 8的發(fā)明專利公開了一種基于FPGA的太陽能光伏并網(wǎng)逆 變控制系統(tǒng)，它能夠控制戶用光伏逆變系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，預(yù)測(cè)系統(tǒng)發(fā)電功率，實(shí)現(xiàn)與電 網(wǎng)調(diào)度中心之間的實(shí)時(shí)通信。該系統(tǒng)包括信號(hào)檢測(cè)電路、控制電路、通信電路、并網(wǎng)電路和 驅(qū)動(dòng)電路。信號(hào)檢測(cè)電路、通信電路、并網(wǎng)電路以及驅(qū)動(dòng)電路分別與控制電路連接，并在控 制電路控制下協(xié)調(diào)工作。該系統(tǒng)利用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功率預(yù)測(cè)算法，來預(yù)測(cè)戶用光伏 逆變系統(tǒng)的發(fā)電功率，并將預(yù)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給電網(wǎng)調(diào)度中心。電網(wǎng)調(diào)度中心可以根據(jù)預(yù) 測(cè)結(jié)果合理安排光伏發(fā)電和常規(guī)電源的運(yùn)行方式，減少戶用光伏發(fā)電裝置接入不當(dāng)對(duì)電 網(wǎng)的不利影響，增強(qiáng)光伏發(fā)電的可調(diào)度性。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01320115454.4的實(shí)用新型專利公開了一種太陽能光伏微網(wǎng)發(fā)電系 統(tǒng)，所述系統(tǒng)由依次相連的太陽能電池板、微網(wǎng)變流器、蓄電池充放電設(shè)備、蓄電池組及蓄 電池管理系統(tǒng)組成，所述微網(wǎng)變流器與配電柜相連，所述配電柜分別與負(fù)載及公共電網(wǎng)相 連；所述配電柜設(shè)有測(cè)量控制單元，所述測(cè)量控制單元通過無線通信模塊經(jīng)過無線通信網(wǎng) 絡(luò)與監(jiān)控主站相連，優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)合了并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)和離網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，解 決了當(dāng)前中小功率太陽能光伏發(fā)電的成本高、效率低的問題，而且還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控周圍環(huán) 境及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并可通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)控準(zhǔn)確率高，速度快。
[0005] 但太陽能電網(wǎng)自身存在間歇性、不受控等問題，尤其是在并網(wǎng)控制中缺乏一種與 上級(jí)電網(wǎng)互聯(lián)反饋的有效通信手段。雖然申請(qǐng)?zhí)枮?01210581280.0的發(fā)明專利公開了一 種帶通信功能的太陽能光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于太陽能光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，由數(shù) 據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、故障報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、通信模塊組成。 其中，數(shù)據(jù)采集模塊可采集并網(wǎng)點(diǎn)的電表的數(shù)據(jù)、并網(wǎng)逆變器的數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)；通信模塊 包括有線通信模塊、無線通信模塊。但是其通信過程是針對(duì)系統(tǒng)本身而言，并沒有形成一個(gè) 完整的、可以按上位電網(wǎng)調(diào)度指令進(jìn)行通信反饋的系統(tǒng)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，用以實(shí)現(xiàn)太陽能電網(wǎng)在 并網(wǎng)時(shí)能按上位調(diào)度指令進(jìn)行通信反饋的要求。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方 法，包括如下步驟： 1) 設(shè)定采樣周期T，對(duì)T時(shí)間內(nèi)太陽能電網(wǎng)的電量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)； 2) 根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算平均功率參數(shù)，并確定太陽能電網(wǎng)并網(wǎng)功率極限值； 3) 通過太陽能電網(wǎng)管理軟件將功率極限值上傳給上位電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)； 4) 上位電網(wǎng)收到信號(hào)后，結(jié)合電網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)行要求得出交換功率值，并將指令信號(hào)周期 性下發(fā)到太陽能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，發(fā)送周期設(shè)為Τ' ； 5) 太陽能電網(wǎng)收到交換功率指令后，計(jì)算得出功率總偏差值，并根據(jù)各元件的功 率-成本費(fèi)用函數(shù)計(jì)算各元件的功率修正值； 6) 將各修正值分別傳輸?shù)礁髟刂颇K中，對(duì)當(dāng)前功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，效果通過步驟1) 中Τ周期電量采樣顯現(xiàn)出來。
[0008] 所述電量參數(shù)包括Τ周期內(nèi)太陽能電網(wǎng)的光伏發(fā)電量、負(fù)載用電量、儲(chǔ)能元件的 允許充電量、允許放電量和電網(wǎng)最大發(fā)電功率，所述功率總偏差值為平均發(fā)電功率、負(fù)荷 功率、交換功率的差值，所述交換功率取向電網(wǎng)輸出為正，從電網(wǎng)接收為負(fù)。
[0009] 所述電網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸通過光纖以太網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP協(xié)議。
[0010] 本發(fā)明通過傳輸與反饋的模式，使太陽能電網(wǎng)在并網(wǎng)時(shí)相對(duì)于上級(jí)電網(wǎng)體現(xiàn)出可 控性，間接地解決此類分布式電網(wǎng)間歇性、不受控等問題，有利于提高整個(gè)電網(wǎng)對(duì)微型電力 系統(tǒng)間歇性能源的吸納能力，具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明組成結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 如圖1所示，一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，包括如下步驟： 1)設(shè)定采樣周期Τ，對(duì)Τ時(shí)間內(nèi)太陽能電網(wǎng)的電量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)； 設(shè)采樣周期為4小時(shí)，則采樣數(shù)據(jù)包括4小時(shí)中太陽能電網(wǎng)的光伏發(fā)電量Ei、負(fù)載用電 量E2、儲(chǔ)能元件的允許充電量E3、允許放電量E4和電網(wǎng)最大發(fā)電功率匕。
[0013] 2)根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算平均功率參數(shù)，并確定太陽能電網(wǎng)并網(wǎng)功率極限值； 周期用電量與時(shí)間的比值即為平均功率，則4小時(shí)內(nèi)平均功率參數(shù)為光伏發(fā)電參數(shù) PfEVt負(fù)載用電功率P2=E2/4、儲(chǔ)能元件的允許充電功率P3=E 3/4、儲(chǔ)能元件的允許放電功 率匕=匕/4,并網(wǎng)功率極限值需分別計(jì)算極大值與極小值，以確定上位電網(wǎng)的調(diào)節(jié)范圍，則極 大值Pmax%* (Prh+Ps+P。)，極小值PMIN=K2* (PrP2-P4)，其中Ki、K2為與電網(wǎng)額定承載能力相 關(guān)的系數(shù)。
[0014] 3)通過太陽能電網(wǎng)管理軟件將功率極限值上傳給上位電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)； 待上傳數(shù)據(jù)采用TCP/IP協(xié)議，通過光纖以太網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位電網(wǎng)，隨后的數(shù)據(jù)下發(fā)過 程也利用此方式，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)交換。
[0015] 4)上位電網(wǎng)收到信號(hào)后，結(jié)合電網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)行要求得出交換功率值，并將指令信號(hào) 周期性下發(fā)到太陽能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，發(fā)送周期設(shè)為Τ' ； 上位電網(wǎng)收到并網(wǎng)功率數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)作為參變量投入電網(wǎng)整體運(yùn)行要求中，根據(jù)整 體電網(wǎng)運(yùn)行的不同時(shí)段以及不同負(fù)荷量，得出與下位電網(wǎng)的交換功率值PC，并通過光纖網(wǎng) 絡(luò)周期性下發(fā)，發(fā)送周期可設(shè)為1小時(shí)或2小時(shí)。
[0016] 5)太陽能電網(wǎng)收到交換功率指令后，計(jì)算得出功率總偏差值，并根據(jù)各元件的功 率-成本費(fèi)用函數(shù)計(jì)算各元件的功率修正值； 功率總偏差值P'為平均發(fā)電功率Pi、負(fù)荷功率P2、交換功率P。的差值，交換功率PC取 向電網(wǎng)輸出為正，從電網(wǎng)接收為負(fù)，即P'zP^PfPc。
[0017] 太陽能電網(wǎng)發(fā)電元件、負(fù)載元件與儲(chǔ)能元件均有與其額定值對(duì)應(yīng)的功率-成本費(fèi) 用分配折線函數(shù)，設(shè)函數(shù)分別為Fi、F 2、F3,則F2*P2'+F3*P 3'，p/、P2'、P3'為各 元件的功率修正值，軟件在滿足功率偏差補(bǔ)正的前提下，根據(jù)成本費(fèi)用的最優(yōu)配比原則，確 定各元件功率修正值，從而得出功率修正方案。
[0018] 6)將各修正值分別傳輸?shù)礁髟刂颇K中，對(duì)當(dāng)前功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，效果通過步 驟1)中T周期電量采樣顯現(xiàn)出來。
[0019] 本發(fā)明通過傳輸與反饋的模式，使太陽能電網(wǎng)在并網(wǎng)時(shí)相對(duì)于上級(jí)電網(wǎng)體現(xiàn)出可 控性，間接地解決此類分布式電網(wǎng)間歇性、不受控等問題，有利于提高整個(gè)電網(wǎng)對(duì)微型電力 系統(tǒng)間歇性能源的吸納能力，具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，其特征在于：它包括如下步驟： 1) 設(shè)定采樣周期T，對(duì)T時(shí)間內(nèi)太陽能電網(wǎng)的電量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)； 2) 根據(jù)電量參數(shù)計(jì)算平均功率參數(shù)，并確定太陽能電網(wǎng)并網(wǎng)功率極限值； 3) 通過太陽能電網(wǎng)管理軟件將功率極限值上傳給上位電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)； 4) 上位電網(wǎng)收到信號(hào)后，結(jié)合電網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)行要求得出交換功率值，并將指令信號(hào)周期 性下發(fā)到太陽能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，發(fā)送周期設(shè)為Τ' ； 5) 太陽能電網(wǎng)收到交換功率指令后，計(jì)算得出功率總偏差值，并根據(jù)各元件的功 率-成本費(fèi)用函數(shù)計(jì)算各元件的功率修正值； 6) 將各修正值分別傳輸?shù)礁髟刂颇K中，對(duì)當(dāng)前功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，效果通過步驟1) 中Τ周期電量采樣顯現(xiàn)出來。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，其特征在于：所述電量參數(shù)包 括Τ周期內(nèi)太陽能電網(wǎng)的光伏發(fā)電量、負(fù)載用電量、儲(chǔ)能元件的允許充電量、允許放電量和 電網(wǎng)最大發(fā)電功率，所述功率總偏差值為平均發(fā)電功率、負(fù)荷功率、交換功率的差值，所述 交換功率取向電網(wǎng)輸出為正，從電網(wǎng)接收為負(fù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電并網(wǎng)控制通信方法，其特征在于：所述電網(wǎng)間數(shù)據(jù) 傳輸通過光纖以太網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP協(xié)議。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104158210SQ201410343563
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】趙穎博, 張建敏 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司南陽供電公司