源端、荷端的電能控制裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種源端、荷端的電能控制裝置及系統(tǒng)。其源端的電能控制裝置包括：緩存發(fā)電端輸出的電能的儲(chǔ)電模塊，第一檢測處理模塊，和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊；第一檢測處理模塊按照預(yù)定的采樣率對(duì)發(fā)電端輸出的、進(jìn)入儲(chǔ)電模塊前的電能的電參數(shù)采樣；確定在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率，控制轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作；發(fā)送第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中至少包含轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率信息；第一檢測處理模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)；或者，第一檢測處理模塊和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。本實(shí)用新型實(shí)施例使得接收電網(wǎng)的受控變功率負(fù)荷與輸入電網(wǎng)的不確定波動(dòng)功率精確同步匹配，即波動(dòng)一致、輸入輸出功率相抵消。
【專利說明】
源端、荷端的電能控制裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種源端、荷端的電能控制裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全球正在逐步推廣可再生能源的大規(guī)模利用(如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等)，但卻有相當(dāng)部分可再生能源被放棄(即棄電)。例如，2014年我國棄風(fēng)電150億千瓦時(shí)；2015年上半年全國累計(jì)光伏發(fā)電量190億千瓦時(shí)，但棄電電量約18億千瓦時(shí)。隨著風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，棄電比例有繼續(xù)上升的趨勢(shì)，成為大規(guī)模發(fā)展可再生能源的重大障礙。
[0003]造成棄電的原因分析如下:
[0004](I)可再生能源的輸出功率不穩(wěn)定，屬于非穩(wěn)定電源。
[0005]在電網(wǎng)中，各發(fā)電側(cè)(源端)的合計(jì)輸入功率與各用電側(cè)(荷端)的合計(jì)輸出功率理論上是實(shí)時(shí)平衡的(所述功率平衡包括有功功率平衡和無功功率平衡)。需要說明的是:由于電磁波的傳輸速度約為每秒三十萬公里而非無限大，空間相隔較大距離上的兩處，它們的電參數(shù)波動(dòng)變化自然帶有一定的時(shí)間延遲(例如相距三千公里的兩處，延遲時(shí)間可能達(dá)到10毫秒)；交流、直流電網(wǎng)都存在電磁傳輸時(shí)間問題，某一處的參數(shù)變化需要一定時(shí)間才會(huì)在遠(yuǎn)方的另一處顯現(xiàn)出來。因此，上述輸入輸出功率在荷端的實(shí)時(shí)平衡要考慮功率變動(dòng)的傳輸時(shí)間差，源端輸入功率的波動(dòng)要經(jīng)過一段傳輸時(shí)間后才到達(dá)一定距離外的荷端輸出，因此荷端輸出功率對(duì)應(yīng)變化可以適當(dāng)延遲電磁波經(jīng)過的這段距離所需的時(shí)間，因此實(shí)時(shí)平衡并非在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的全網(wǎng)輸入輸出功率完全相等。目前的風(fēng)電光伏電站基本都是直接并網(wǎng)送出，由于其輸出功率的不規(guī)律波動(dòng)性，因此會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。當(dāng)非穩(wěn)定的可再生能源電源在電網(wǎng)中所占比例較低時(shí)，其輸入功率的不規(guī)律波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)影響較小，采用傳統(tǒng)的調(diào)度方式即可接收這部分能量，電力質(zhì)量不至于下降太多；隨著此類非穩(wěn)定電源接入功率的迅速增加，其在電網(wǎng)中的比例迅速升高，不規(guī)律波動(dòng)的輸入功率越來越大，傳統(tǒng)調(diào)度調(diào)節(jié)方法無法及時(shí)對(duì)此作出實(shí)時(shí)相應(yīng)，因此為保證電網(wǎng)的電力質(zhì)量和安全，只能采取控制波動(dòng)功率輸入比例的方法(即在風(fēng)電光伏可發(fā)電高峰期壓制輸出功率甚至離網(wǎng)的棄電方式)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定，大量可再生能源被拋棄，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
[0006]2)公共電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力有限。
[0007]簡單地說，電網(wǎng)調(diào)度通過調(diào)節(jié)源端荷端的輸入輸出功率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)的電壓及頻率穩(wěn)定，保證輸配電的電能質(zhì)量。如遇到突發(fā)事件導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重供電與用電不平衡時(shí)，電網(wǎng)通常采取快速切掉負(fù)荷的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
[0008]傳統(tǒng)的電網(wǎng)對(duì)荷端的控制權(quán)力有限，同時(shí)也對(duì)荷端需求缺乏預(yù)見性。在此情況下，大量的非穩(wěn)定的可再生能源電源接入電網(wǎng)，而電網(wǎng)要平衡不可預(yù)測的荷端，就會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)。所以電網(wǎng)對(duì)分布式電源的滲透率及其運(yùn)行方式做出了嚴(yán)格的規(guī)定，如電網(wǎng)曾規(guī)定配電線路接入的分布式電源容量不得大于線路最大負(fù)荷的10%;不利于分布式電源的大量接入，也無法充分發(fā)揮其優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行方面的作用?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種源端、荷端的電能控制裝置及系統(tǒng)，以解決可再生能源被大量棄電的問題。
[0010]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種源端的電能控制裝置，包括:
[0012]儲(chǔ)電模塊，第一檢測處理模塊，和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊；
[0013]所述儲(chǔ)電模塊緩存發(fā)電端輸出的電能；
[0014]所述第一檢測處理模塊按照預(yù)定的采樣率對(duì)所述發(fā)電端輸出的、進(jìn)入所述儲(chǔ)電模塊前的電能的電參數(shù)進(jìn)行采樣;至少根據(jù)各采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率，所述延緩時(shí)刻為從對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻經(jīng)過一個(gè)延緩周期的時(shí)刻；至少根據(jù)確定的電功率控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作;發(fā)送第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至少包含所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率?目息;
[0015]所述第一檢測處理模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn);或者，所述第一檢測處理模塊和所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案具備如下有益效果:
[0017]儲(chǔ)電模塊緩存發(fā)電端輸出的不確定波動(dòng)電能，將電能延緩一段時(shí)間后再輸入電網(wǎng)，通過發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提前準(zhǔn)確預(yù)報(bào)電能輸入電網(wǎng)時(shí)的時(shí)間功率曲線，以便荷端據(jù)此預(yù)報(bào)信息進(jìn)行相應(yīng)控制，有效利用非穩(wěn)定電能。例如精確調(diào)節(jié)從電網(wǎng)接收電能的時(shí)間功率曲線，使得接收電網(wǎng)的受控變功率負(fù)荷與輸入電網(wǎng)的不確定波動(dòng)功率實(shí)時(shí)同步匹配，即波動(dòng)一致、輸入輸出功率相抵消，從而不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。因此，采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端的電能控制裝置及方法應(yīng)用于可再生能源電源的源端，有助于有效利用可再生能源，避免棄電，提高能源利用率，降低經(jīng)濟(jì)損失。
[0018]一種荷端的電能控制裝置，所述荷端的電能控制裝置包括:
[0019]第二檢測處理模塊和控制模塊；
[0020]所述第二檢測處理模塊接收源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示確定荷端的用電模塊從所述電網(wǎng)接收的電功率，并根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的指示確定所述用電模塊從所述電網(wǎng)接收的所述電功率的同步時(shí)刻；
[0021]所述控制模塊控制所述用電模塊在所述第二檢測處理模塊確定的同步時(shí)刻從所述電網(wǎng)接收確定的電功率；
[0022]所述第二檢測處理模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn);或者，所述第二檢測處理模塊和所述控制模塊通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案具備如下有益效果:
[0024]根據(jù)接收到的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)控制負(fù)荷功率變化，按數(shù)據(jù)指示的功率時(shí)間曲線準(zhǔn)確從電網(wǎng)接收電能，由于能夠提前獲知源端即將向電網(wǎng)輸入的電功率，從而使得在同步時(shí)刻從電網(wǎng)輸出的功率與輸入的功率精確匹配，即抵消波動(dòng)，從而不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊;荷端接收的不規(guī)律波動(dòng)的電能送入荷端的用電模塊，消除對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)的影響。因此，采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的荷端的電能控制裝置及方法應(yīng)用于配置了用電模塊的荷端，可以有效利用可再生能源，避免棄電，提高能源利用率，降低經(jīng)濟(jì)損失。
[0025]—種電能控制系統(tǒng)，包括:
[0026]至少一個(gè)上述的源端的電能控制裝置，和至少一個(gè)上述的荷端的電能控制裝置；
[0027]電網(wǎng)內(nèi)的各源端的電能控制裝置的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的總電功率，與各荷端的用電模塊在所述同步時(shí)刻從電網(wǎng)接收的總電功率相同。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案具備如下有益效果:
[0029]源端的電能控制裝置將電能延緩輸入電網(wǎng)，而通過發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以提前預(yù)報(bào)電能輸入電網(wǎng)時(shí)的功率時(shí)間曲線數(shù)據(jù)，荷端據(jù)此從電網(wǎng)接收電能，使得輸出電網(wǎng)的功率與輸入電網(wǎng)的功率精確同步匹配，即抵消波動(dòng)，從而不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。因此，采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電能控制系統(tǒng)可以有效利用可再生能源，保持電網(wǎng)穩(wěn)定，避免棄電，提高能源利用率，降低經(jīng)濟(jì)損失。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端的電能控制裝置示意圖；
[0031]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端、荷端的電能延緩輸入、輸出示意圖；
[0032]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端的平緩處理示意圖；
[0033]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的荷端的電能控制裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，通過分析電網(wǎng)輸配電能的最終去向發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)比例的電能被用于加熱、制冷、抽水、充電等用途。并且隨著環(huán)境壓力增加，以電力替換燃煤的供熱鍋爐(尤其是利用谷電的蓄熱電鍋爐)越來越多，電動(dòng)汽車使用量也迅速增加，而這些用途對(duì)電能功率的實(shí)時(shí)性需求其實(shí)并無嚴(yán)格要求，只需在一定時(shí)段內(nèi)累計(jì)接收一定電力能量即可，對(duì)這部分電力能量的獲得時(shí)間和負(fù)荷功率值可以在一定時(shí)段靈活調(diào)度調(diào)整，而只需要對(duì)最終直接利用的產(chǎn)品(如熱量、冷量、蓄水量、儲(chǔ)電量)進(jìn)行一定的儲(chǔ)存調(diào)節(jié)即可，而這類儲(chǔ)存或者并未額外增加成本(例如電動(dòng)車原本就有儲(chǔ)能電池組)，或者增加成本很少(例如蓄熱電鍋爐是采用廉價(jià)的熱量存儲(chǔ)方式替代昂貴的電量存儲(chǔ)，只需增加個(gè)水池水箱就能起到儲(chǔ)存調(diào)節(jié)抽水量的效果，制冷量的存儲(chǔ)也遠(yuǎn)比存儲(chǔ)所需電量便宜很多)。這部分對(duì)實(shí)時(shí)功率要求不高，只需在一定時(shí)段內(nèi)滿足所需總電量即可的負(fù)荷(簡稱為電量負(fù)荷)，在現(xiàn)有電網(wǎng)中并未受到重視和利用，基本與一般的對(duì)實(shí)時(shí)功率要求很高的照明、家電、工業(yè)交通等負(fù)荷一樣進(jìn)行管理和調(diào)度。
[0035]基于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提出一種將電力輸出不穩(wěn)定的源端電能進(jìn)行并網(wǎng)的電能控制裝置及系統(tǒng)，利用電網(wǎng)作為輸電平臺(tái)，通過一定的技術(shù)手段，對(duì)所述電量負(fù)荷進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，控制電網(wǎng)內(nèi)各電量負(fù)荷的使用功率(即電網(wǎng)的輸出功率)，使其與隨機(jī)波動(dòng)的源端輸入功率相同步匹配，實(shí)現(xiàn)可再生能源的波動(dòng)輸入功率與電量負(fù)荷的使用功率(電網(wǎng)輸出功率)同步等量匹配，達(dá)到在保證電網(wǎng)穩(wěn)定的前提下全額接收不穩(wěn)定的可再生能源電量，從而避免對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)將大幅度下降，控制和管理成本也會(huì)大幅度下降，電能質(zhì)量也將得到很好改善，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)能夠接收大量不穩(wěn)定的可再生能源發(fā)電量。
[0036]另外，本實(shí)用新型實(shí)施例雖然利用電網(wǎng)作為能量載體，但可以不需要電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端的電能控制與荷端的電能控制裝置形成了一套獨(dú)立電能管理系統(tǒng)。
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種源端的電能控制裝置，如圖1所示，該裝置包括:
[0039 ]儲(chǔ)電模塊1I，第一檢測處理模塊102，和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊103。其中:
[0040 ]所述儲(chǔ)電模塊1I緩存發(fā)電端輸出的電能；
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例中，發(fā)電端可以但不僅限于是非穩(wěn)定的可再生能源的發(fā)電源，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)或光伏電池模組等。
[0042]所述第一檢測處理模塊102按照預(yù)定的采樣率對(duì)所述發(fā)電源輸出的、進(jìn)入儲(chǔ)電模塊101前的電能的電參數(shù)進(jìn)行采樣;至少根據(jù)各采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊103在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率，所述延緩時(shí)刻為從對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻經(jīng)過一個(gè)延緩周期的時(shí)刻;至少根據(jù)所述確定的功率控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊103工作;發(fā)送第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至少包含所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率信息。
[0043]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的源端的電能控制裝置的實(shí)現(xiàn)方式有多種。例如，由實(shí)現(xiàn)第一檢測處理模塊以及儲(chǔ)電模塊功能的獨(dú)立器件與現(xiàn)有并網(wǎng)逆變器、變流器聯(lián)合使用，作為源端的電能控制裝置;也可以通過加裝或一體化設(shè)計(jì)，將實(shí)現(xiàn)第一檢測模塊以及儲(chǔ)電模塊功能的器件集成到現(xiàn)有的并網(wǎng)逆變器、變流器中，作為源端的電能控制裝置;還可以是具備第一檢測處理模塊以及儲(chǔ)電模塊功能的并網(wǎng)逆變器、變流器。其實(shí)現(xiàn)成本低，且易于實(shí)現(xiàn)。
[0044]本實(shí)用新型實(shí)施例中，發(fā)送第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的目的是使得在同電網(wǎng)內(nèi)源端的電能控制裝置的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊向電網(wǎng)輸入的電功率，與荷端的用電模塊在對(duì)應(yīng)同步時(shí)刻從電網(wǎng)接收的電功率相同。從而達(dá)到電網(wǎng)的同步功率平衡。所述荷端用電模塊的對(duì)應(yīng)同步時(shí)刻可以是在相同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基礎(chǔ)上考慮源端荷端的電磁傳輸距離延時(shí)修正而得到的時(shí)間點(diǎn)，相應(yīng)的，荷端的同步時(shí)刻為源端的延緩時(shí)刻+電磁傳輸所需的延遲時(shí)長。如果電磁傳輸距離所需的延遲時(shí)長較小(判斷標(biāo)準(zhǔn)具體可以根據(jù)實(shí)際需要確定，例如延遲時(shí)長小于源端與荷端的電磁傳輸距離為240Km時(shí)所需的時(shí)長)，則無需考慮電磁傳輸距離延時(shí)，荷端的同步時(shí)刻即為源端的延緩時(shí)刻。因此源端向電網(wǎng)輸入的功率波動(dòng)，經(jīng)過這段傳輸距離(例如3000公里)延遲了一點(diǎn)時(shí)間(例如10毫秒)后到達(dá)所述荷端用電模塊，此時(shí)荷端用電模塊正好在此對(duì)應(yīng)的同步時(shí)刻(在源端發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基礎(chǔ)上延時(shí)10毫秒修正后的荷端同步時(shí)間)調(diào)整為相應(yīng)的功率負(fù)荷，以便在荷端完全抵消此源端功率波動(dòng)，保持電網(wǎng)穩(wěn)定。
[0045]本實(shí)用新型實(shí)施例中，源端通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)間校準(zhǔn)的方式有多種。例如，衛(wèi)星授時(shí)，相應(yīng)的，源端的電能控制裝置還包括第一衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊(使用GPS或北斗系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘數(shù)據(jù))；所述第一檢測處理模塊根據(jù)從所述第一衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊獲取的同步時(shí)間進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)，或者，所述第一檢測處理模塊和所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊根據(jù)從所述第一衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊獲取的同步時(shí)間進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。又例如，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間精度也可以達(dá)到幾毫秒甚至更短的分辨率，因此第一檢測處理模塊可通過網(wǎng)絡(luò)授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)，或者，所述第一檢測處理模塊和所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊通過網(wǎng)絡(luò)授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。又例如，第一檢測處理模塊可通過無線電波授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)，或者，所述第一檢測處理模塊和所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊通過無線電波授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。無線電波授時(shí)或網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的方式相對(duì)于衛(wèi)星同步，其實(shí)現(xiàn)成本低，且適用范圍更廣(例如沒有衛(wèi)星信號(hào)的室內(nèi)仍可使用)，對(duì)于數(shù)量巨大的家用電器(例如熱水器)，只需WIFI連接到家里的路由器上，就能被網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)同步調(diào)節(jié)，具有很大推廣價(jià)值。
[0046]由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度很高，但存在或多或少的時(shí)間延遲，一般為幾十至幾百毫秒，超過了一個(gè)電網(wǎng)周期(20毫秒)，而荷端的電能控制裝置對(duì)接收負(fù)荷功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度可以很快但也要存在延時(shí)現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)所述的同步時(shí)刻功率平衡，就需要(也僅僅只需要)將功率預(yù)報(bào)信息提前一點(diǎn)點(diǎn)，例如一秒或幾秒即可，因此就只需要對(duì)發(fā)電端的輸入電功率進(jìn)行一秒或幾秒的緩沖延時(shí)(即上述的延緩周期，延緩周期的具體取值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要確定)，然后再送入電網(wǎng)。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的是秒級(jí)的儲(chǔ)電模塊，選用為功率型器件，有快充快放、大功率、頻繁充放、壽命長、控制簡單的特點(diǎn)。這種秒級(jí)時(shí)間的儲(chǔ)電模塊可以但不僅限于通過電容實(shí)現(xiàn)，例如超級(jí)電容，超級(jí)電容采用物理儲(chǔ)電，具有快充快放的特性。由于本實(shí)用新型所需的延緩周期僅需幾秒，那么儲(chǔ)電模塊能在滿功率輸入時(shí)支撐幾秒即可，所需容量不大(容量一定時(shí)，放電時(shí)間與電流成反比)，相比現(xiàn)有的源端或荷端采取大規(guī)模電池組進(jìn)行長時(shí)間儲(chǔ)電再放電的電網(wǎng)穩(wěn)定控制裝置及方法，本實(shí)用新型具有簡單可靠經(jīng)濟(jì)的顯著優(yōu)勢(shì)。
[0047]以超級(jí)電容作為儲(chǔ)電模塊為例，超級(jí)電容前端裝有DC-DC雙向變換器，當(dāng)直流母線電壓升高時(shí)，變換器工作Buck，實(shí)現(xiàn)電容充電，當(dāng)直流母線電壓降低時(shí)，變換器工作Boost，實(shí)現(xiàn)電容放電，直流母線穩(wěn)壓控制，有利于轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊功率輸出調(diào)節(jié)控制。
[0048]電能控制裝置輸入端初始合閘時(shí)，先給超級(jí)電容充電，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作但不馬上輸出，所以起到延緩輸出的作用，超級(jí)電容儲(chǔ)存能量給轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊做供電準(zhǔn)備，待時(shí)間到延緩時(shí)刻時(shí)(例如I秒后)轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出電能。
[0049]應(yīng)當(dāng)指出的是，源端的電能控制裝置還可以實(shí)現(xiàn)其他功能。例如，電能輸入儲(chǔ)電模塊之前，需要進(jìn)行整流等等。相應(yīng)的，可以采用傳統(tǒng)的逆變器整流裝置整流，還可采用MPPT電路控制最大輸入功率點(diǎn)。整流后，還可再利用濾波電路濾波。又例如，源端的電能控制裝置還可以對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的源端輸出的電能進(jìn)行控制。又例如，還可具備以下至少一種功能:提供編程調(diào)試、數(shù)據(jù)顯示、故障顯示、和/或查看日志的人機(jī)交互功能;監(jiān)測源端輸出的電信號(hào)，包括電壓、電流、功率、和/或功率因數(shù)等；監(jiān)測儲(chǔ)電模塊的電參數(shù):容量、電壓、和/或電流;監(jiān)測轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸入側(cè)電信號(hào)，包括電壓、電流、和/或功率等;接收衛(wèi)星時(shí)間同步模塊的基準(zhǔn)時(shí)間，進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。
[0050]下面分別對(duì)第一檢測處理模塊和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明。
[0051]第一檢測處理模塊對(duì)發(fā)電源輸出的、進(jìn)入儲(chǔ)電模塊101前的電能進(jìn)行采樣的功能，具體可以由采樣電路實(shí)現(xiàn)。例如，由功率采樣電路實(shí)現(xiàn)，那么得到的電參數(shù)即功率。又例如，由電壓采樣電路和電流采樣電路配合實(shí)現(xiàn)，得到的電參數(shù)為電壓和電流。
[0052]第一檢測處理模塊確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入電能的功率可以通過運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。
[0053]本實(shí)用新型實(shí)施例中，延緩時(shí)刻為從對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻經(jīng)過一個(gè)延緩周期的時(shí)刻。例如，延緩周期為2秒，采樣時(shí)刻為12時(shí)O分O秒，那么，該采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻為在12時(shí)O分2秒。
[0054]本實(shí)用新型實(shí)施例中，確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入電能的功率的具體實(shí)現(xiàn)方式有多種。
[0055]具體的，可以直接將各采樣時(shí)刻的電能參數(shù)指示的功率確定為所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入電能的功率。例如，如圖2所示，延緩周期為2秒，采樣時(shí)間時(shí)間起點(diǎn)是12點(diǎn)00分01秒，該采樣時(shí)刻的功率為3kW，則確定12點(diǎn)00分03秒輸入電網(wǎng)的功率為3kW。以此類推，采樣時(shí)刻為12點(diǎn)00分02秒時(shí)，如果功率為5kW，則確定12點(diǎn)00分05秒輸入電網(wǎng)的功率為5kW。
[0056]也可以對(duì)電能進(jìn)行平緩處理，相應(yīng)的，根據(jù)各平緩處理周期內(nèi)的采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定各平緩處理周期內(nèi)的采樣時(shí)刻的平緩功率，將各采樣時(shí)刻的平緩功率確定為所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入電能的功率，所述平緩處理周期小于所述延緩周期。應(yīng)當(dāng)指出的是，確定平緩功率的實(shí)現(xiàn)方式有多種，例如，將一個(gè)平緩處理周期內(nèi)的各采樣時(shí)刻的電參數(shù)指示的功率的平均值，確定為該平緩處理周期內(nèi)的各采樣時(shí)刻的平緩功率。例如，如圖3所示，每1ms采樣一次瞬時(shí)功率，平緩周期為10ms，第一個(gè)10ms后計(jì)算出其平均功率2kW，然后延緩2秒后，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出2kW功率，并持續(xù)10ms輸出功率2kW。第二個(gè)10ms后計(jì)算出其平均功率5kW，然后轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出由2kW經(jīng)過10ms后跳變?yōu)?kW，以此方式持續(xù)運(yùn)行下去。如果平緩周期為300ms，可以將方法改為300ms后計(jì)算出其平均功率3.5kW，然后延緩2秒后，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出3.5kW功率，并持續(xù)300ms輸出功率3.5kW。第二個(gè)300ms后計(jì)算出其平均功率5kW，然后轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出由3.5kW經(jīng)過300ms后跳變?yōu)?kW。所以解決了源端輸出時(shí)功率波動(dòng)大，延緩輸出時(shí)功率平穩(wěn)。采樣率越高越有利于計(jì)算時(shí)間段內(nèi)的平均功率，所以只要能監(jiān)測到準(zhǔn)確度高的平均功率，那么讓轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出更平穩(wěn)的功率。
[0057]第一檢測處理模塊控制轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作的功能可以通過運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，也可以通過運(yùn)算電路配合軟件程序?qū)崿F(xiàn)。
[0058]一種實(shí)現(xiàn)方式中，第一檢測處理模塊與轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊的控制。
[0059]相應(yīng)的，第一檢測處理模塊與轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊之間的通信方式有多種，本實(shí)用新型不做限定。例如，采用專用數(shù)據(jù)線纜實(shí)現(xiàn)通信。具體的，所述第一檢測處理模塊具體向所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊發(fā)送第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，所述第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至少包含所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率信息。其中，第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式為第一檢測處理模塊與轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊通信支持的數(shù)據(jù)格式。第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)具體可以包括功率及關(guān)聯(lián)的時(shí)間信息，也可以包括電壓、電流及關(guān)聯(lián)的時(shí)間信息，時(shí)間-相位信息等，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。另外，第一檢測處理模塊可以每確定出一個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻的功率，即發(fā)送一個(gè)第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以指示該功率及對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻;也可以在確定出預(yù)定數(shù)量的采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻的功率后，將這些功率及對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻打包在一個(gè)第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中發(fā)送。這種實(shí)現(xiàn)方式需要轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊有控制及運(yùn)算能力，能通過接收第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之后，獨(dú)立控制和調(diào)節(jié)輸出功率。
[0060]另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一檢測處理模塊根據(jù)各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出功率控制信號(hào)，以控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向所述電網(wǎng)輸入確定的電功率。該功能具體可以由輸出存儲(chǔ)器配合實(shí)現(xiàn)。其中，功率控制信號(hào)可以但不僅限于是Panel電流控制信號(hào)DIM。例如，延緩周期為2秒，采樣時(shí)間起點(diǎn)是12點(diǎn)OO分OO秒，該采樣時(shí)刻的采樣功率3kW，進(jìn)行轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊的輸出運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果緩存在輸出儲(chǔ)存器，在12點(diǎn)00分02秒輸出控制數(shù)據(jù)給轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊(如果轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊的響應(yīng)時(shí)間為20ms，數(shù)據(jù)處理裝置應(yīng)該12點(diǎn)00分01秒980ms輸出數(shù)據(jù))，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出3kW電能。這種實(shí)現(xiàn)方式與前者有明顯不同是，這種實(shí)現(xiàn)方式對(duì)第一檢測處理模塊的運(yùn)算能力要求較高，需要有輸出功率調(diào)節(jié)的運(yùn)算功能，而轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊不需要運(yùn)算，只需要有執(zhí)行通斷的開關(guān)即可。
[0061]以此類推，時(shí)間到12點(diǎn)00分01秒時(shí)，如果第一檢測處理模塊監(jiān)測到5kW的風(fēng)電輸入功率，則轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊12點(diǎn)00分03秒輸出5kW電能。
[0062]第一檢測處理模塊發(fā)送第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的功能可以由處理器和通信模塊配合實(shí)現(xiàn)。其中，處理器用于生成第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通信模塊用于將生成的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)送。第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括的內(nèi)容可以參照上述對(duì)第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的描述，此處不再贅述。第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式為通信模塊支持的數(shù)據(jù)格式。其中，通信模塊可以是無線通信收發(fā)機(jī)，第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以但不僅限于通過WIFI網(wǎng)絡(luò)，蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，D2D通信等傳輸。通信模塊還可以是有線通信接口，通過光纖通訊、配電線載波等方式實(shí)現(xiàn)第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的傳輸。
[0063]本實(shí)用新型實(shí)施例中，可以將第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)送給建立通信連接的荷端的電能控制裝置，也可以將第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中心。本實(shí)用新型實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理中心獨(dú)立于源端、荷端設(shè)置，可以協(xié)調(diào)多個(gè)源端和多個(gè)荷端。數(shù)據(jù)處理中心可以但不僅限于由一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理中心接收至少兩個(gè)源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并據(jù)此生成至少一個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并發(fā)送。
[0064]應(yīng)當(dāng)指出的是，第一檢測處理模塊還可以接收所述荷端的電能控制裝置的反饋信息，并結(jié)合所述反饋信息控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作，所述反饋信息用于指示所述荷端的用電模塊的用電能力。本實(shí)用新型實(shí)施例不對(duì)反饋信息的具體內(nèi)容進(jìn)行限定。例如，反饋信息具體用于指示荷端不具備用電能力，那么，第一檢測處理模塊接收到該反饋信息后，控制轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊停止向電網(wǎng)輸入電能。
[0065]應(yīng)當(dāng)指出的是，第一檢測處理模塊還可以判斷所述源端輸出的電能是否滿足設(shè)定的可用條件，若滿足，根據(jù)各采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入電能的功率，若不滿足，斷開所述源端與所述儲(chǔ)電模塊之間的電連接。其中，可用條件可以根據(jù)實(shí)際使用場景確定，本實(shí)用新型對(duì)此不做限定。例如，將檢測到發(fā)電源輸出電能的電參數(shù)、儲(chǔ)電模塊的容量參數(shù)、設(shè)定的延緩周期、時(shí)間參數(shù)等進(jìn)行儲(chǔ)存，進(jìn)行一系列的運(yùn)算評(píng)估，判斷是否符合設(shè)備安全、正常運(yùn)行條件。
[0066]轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊的功能可以但不僅限于由逆變器實(shí)現(xiàn)。一種實(shí)現(xiàn)方式中，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊接收并解析第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入所述第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的電功率。另一種實(shí)現(xiàn)方式中，轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊根據(jù)第一檢測處理模塊輸出的功率控制信號(hào)，在所述延緩時(shí)刻向所述電網(wǎng)輸入確定的電功率。
[0067]如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種荷端的電能控制裝置，所述荷端的電能控制裝置包括:
[0068]第二檢測處理模塊201和控制模塊202 ；
[0069]所述第二檢測處理模塊201接收源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示確定荷端的用電模塊203從所述電網(wǎng)接收的電功率，并根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)距離及所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的指示確定所述用電模塊203從所述電網(wǎng)接收的所述電功率的同步時(shí)刻；
[0070]所述控制模塊202控制所述用電模塊203在所述第二檢測處理模塊201確定的同步時(shí)刻從所述電網(wǎng)接收確定的電功率。
[0071]所述荷端的電能控制裝置，可以是一個(gè)獨(dú)立裝置，與現(xiàn)有用電負(fù)荷(即用電模塊)聯(lián)合使用，也可以對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷加裝或一體化設(shè)計(jì)，集成到現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷中，特別是適合集成制造具有所屬荷端控制功能的用電負(fù)荷裝置，優(yōu)選是具備能量儲(chǔ)存功能的用電負(fù)荷，例如蓄熱爐、蓄冷裝置、充電裝置等等。
[0072]其中，對(duì)于同步時(shí)刻的定義可以參照前述描述。
[0073]若源端與荷端的電磁傳輸距離較遠(yuǎn)、延遲時(shí)長較長，同步時(shí)刻為從所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻經(jīng)過電磁傳輸所需的延遲時(shí)長的時(shí)刻。
[0074]例如，如圖2所示，延緩周期為2秒，電磁傳輸所需的延時(shí)為10毫秒，采樣時(shí)間時(shí)間起點(diǎn)是12點(diǎn)00分01秒000毫秒，該采樣時(shí)刻的功率為3kW，則源端的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在12點(diǎn)00分03秒000毫秒輸入電網(wǎng)的功率為3kW，第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中的時(shí)間信息指示的時(shí)刻為12點(diǎn)00分03秒000毫秒，功率為3kW;荷端確定的同步時(shí)刻為12點(diǎn)00分03秒010毫秒，在該同步時(shí)刻從電網(wǎng)獲取的電功率為3kW。以此類推，采樣時(shí)刻為12點(diǎn)00分02秒000毫秒時(shí)，如果功率為5kff，則荷端確定的同步時(shí)刻為12點(diǎn)00分05秒000毫秒，在該同步時(shí)刻從電網(wǎng)獲取的電功率為 5kW。
[0075]若源端與荷端的電磁傳輸距離較近、延遲時(shí)長較短，所述同步時(shí)刻為所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻。例如，源端的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊將在12點(diǎn)00分02秒000毫秒向電網(wǎng)2千瓦的功率，對(duì)應(yīng)的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中包括時(shí)間信息(12點(diǎn)00分02秒000毫秒)以及功率信息(2千瓦)，源端到荷端的電磁傳輸所需的延遲時(shí)長為2毫秒(較短)，那么，荷端根據(jù)接收到的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，確定同步時(shí)刻為12點(diǎn)00分02秒000毫秒。
[0076]可選的，所述第二檢測處理模塊還獲取所述用電模塊的工作參數(shù)和/或反饋信號(hào)，根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及所述工作參數(shù)和/或反饋信號(hào)，確定所述用電模塊的用電能力;發(fā)送反饋信息，所述反饋信息用于指示所述用電模塊的用電能力。
[0077]可選的，還包括第二衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊；
[0078]所述第二檢測處理模塊根據(jù)從所述第二衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊獲取的同步時(shí)間進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)，或者，所述第二檢測處理模塊和所述控制模塊根據(jù)從所述第二衛(wèi)星時(shí)鐘同步模塊獲取的同步時(shí)間進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。
[0079]可選的，所述第二檢測處理模塊通過網(wǎng)絡(luò)授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)，或者，所述第二檢測處理模塊和所述控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。
[0080]荷端主要針對(duì)是一些對(duì)電力功率的實(shí)時(shí)性需求無嚴(yán)格要求的，只需在一定時(shí)段內(nèi)積累足夠所需總電量即可的用電系統(tǒng)，如利用谷電的蓄熱電鍋爐或類似的電加熱供暖系統(tǒng)、蓄能電池組、制冷系統(tǒng)等等。
[0081]以上這些用電系統(tǒng)在電力能量的使用時(shí)間可以在一定時(shí)段靈活調(diào)度調(diào)整，也可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)用電功率。荷端是屬于“被動(dòng)式配電”方式。
[0082]以生活社區(qū)儲(chǔ)熱及供暖系統(tǒng)為例:
[0083]社區(qū)設(shè)有儲(chǔ)熱塔5MWH容量，儲(chǔ)熱塔可以儲(chǔ)存熱量，作為源端對(duì)應(yīng)的荷端側(cè)。通?？梢酝ㄟ^電加熱方式加熱儲(chǔ)熱塔。社區(qū)儲(chǔ)熱塔與源端的電能控制裝置同處于一個(gè)電力公共網(wǎng)絡(luò)，距離間隔超過100km，利用電力公共網(wǎng)絡(luò)作為供電平臺(tái)，電力公共網(wǎng)絡(luò)不需要在原基礎(chǔ)上做任何應(yīng)對(duì)措施。社區(qū)儲(chǔ)熱塔與源端的電能控制裝置建立了一對(duì)一的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0084]儲(chǔ)熱塔有一套控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由人機(jī)界面(可以是工業(yè)觸摸屏或工業(yè)電腦)、控制器、電加熱器、衛(wèi)星時(shí)間同步裝置組成。
[0085]I)顯示部分即人機(jī)界面部分，主要提供編程調(diào)試、數(shù)據(jù)顯示、故障顯示、查看日志。
[0086]2)控制器是系統(tǒng)的核心部件，功能如下:
[0087]A.監(jiān)測儲(chǔ)熱塔的當(dāng)前工作狀態(tài)，包括負(fù)荷的有功功率、無功功率、熱量參數(shù)、接收電加熱的反饋信號(hào)、接收源端的電能控制裝置提供的數(shù)據(jù)信息、接收衛(wèi)星時(shí)間同步裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)。
[0088]B.控制器內(nèi)部調(diào)整計(jì)時(shí)器使時(shí)間與衛(wèi)星時(shí)間達(dá)到同步。
[0089]C.完成接收數(shù)據(jù)的解碼和所有數(shù)據(jù)運(yùn)算，控制器嚴(yán)格按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行控制電加熱器。
[0090]D.控制器與通訊管理機(jī)建立通訊，將運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋給源端的電能控制裝置，
[0091]E.與人機(jī)界面設(shè)備通訊，將運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示給用戶。
[0092]3)電加熱器
[0093]采用特制的金屬加熱片。加熱控制方式可以是傳統(tǒng)的接觸器方式或晶體管開關(guān)方式，通常采用晶體管開關(guān)控制方式，優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快速，經(jīng)久耐用。
[0094]4)工作流程
[0095]控制器接收到源端的電能控制裝置的預(yù)告結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如“時(shí)間-有功功率”數(shù)據(jù)、“時(shí)間-無功功率”數(shù)據(jù)、“時(shí)間-頻率”數(shù)據(jù)、“時(shí)間-電壓”數(shù)據(jù)、“時(shí)間-電流”數(shù)據(jù)等。用戶端控制器根據(jù)當(dāng)前的負(fù)荷的情況評(píng)估是否還有余地接收源端的電能控制裝置的電能。
[0096]如果荷端需要電能，荷端控制器立即根據(jù)電氣器件和電力電子裝置的響應(yīng)特性，計(jì)算各個(gè)器件或裝置的動(dòng)作時(shí)間點(diǎn)。然后各個(gè)器件或裝置將嚴(yán)格按源端提供的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)工作。從而達(dá)到源端與荷端達(dá)到無波動(dòng)同步運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)電力公共網(wǎng)絡(luò)無瞬間沖擊且保證供電與用電平衡。
[0097]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種電能控制系統(tǒng)，包括:
[0098]至少一個(gè)上述任意實(shí)施例所述的源端的電能控制裝置，和至少一個(gè)上述任意實(shí)施例所述的荷端的電能控制裝置；
[0099]電網(wǎng)內(nèi)的各源端的電能控制裝置的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的總電功率，與各荷端的用電模塊在所述同步時(shí)刻從電網(wǎng)接收的總電功率相同。
[0100]可選的，還包括數(shù)據(jù)處理中心，所述數(shù)據(jù)處理中心接收各個(gè)源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，根據(jù)接收到的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)生成至少一個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后發(fā)送。
[0101]其中，第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的定義可以參照前述對(duì)于第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的定義。
[0102]數(shù)據(jù)處理中心將一段時(shí)間內(nèi)(為保證荷端及時(shí)收到指示，這段時(shí)間很短，可以是毫秒級(jí))接收到的各個(gè)源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，統(tǒng)計(jì)時(shí)間信息，及關(guān)聯(lián)的功率，進(jìn)而生成至少一個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)處理中心在10毫秒內(nèi)接收到3個(gè)源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這三個(gè)第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻均為12點(diǎn)00分03秒，這三個(gè)第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的功率總和為15kW。當(dāng)前有2個(gè)源端需要供電，那么，數(shù)據(jù)處理中心生成兩個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這兩個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻均為12點(diǎn)00分03秒，這兩個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的功率總和為15kW。其中，這兩個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的功率可以相同，也可以不同。
[0103]盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。
[0104]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種源端的電能控制裝置，其特征在于，所述源端的電能控制裝置包括: 儲(chǔ)電模塊，第一檢測處理模塊，和轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊； 所述儲(chǔ)電模塊，其用于緩存發(fā)電端輸出的電能； 所述第一檢測處理模塊，其用于按照預(yù)定的采樣率對(duì)所述發(fā)電端輸出的、進(jìn)入所述儲(chǔ)電模塊前的電能的電參數(shù)進(jìn)行采樣，并根據(jù)各采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率，所述延緩時(shí)刻為從對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻經(jīng)過一個(gè)延緩周期的時(shí)刻，并根據(jù)確定的電功率控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊工作，并發(fā)送包含所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率信息的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)； 所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊，其用于在第一檢測處理模塊的控制下，向電網(wǎng)輸入電功率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘的校準(zhǔn);或者，所述第一檢測處理模塊和所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊還用于通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘的校準(zhǔn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)電模塊包括至少一個(gè)超級(jí)電容。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于將各采樣時(shí)刻的電參數(shù)指示的電功率確定為所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于根據(jù)各平緩處理周期內(nèi)的采樣時(shí)刻的電參數(shù)，確定各平緩處理周期內(nèi)的采樣時(shí)刻的平緩功率，將各采樣時(shí)刻的平緩功率確定為所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率，所述平緩處理周期小于所述延緩周期。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于向所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊發(fā)送至少包含所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的電功率信息的第二結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)； 所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊還用于在各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入所述電功率信息指示的電功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于根據(jù)各采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的延緩時(shí)刻向所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊輸出功率控制信號(hào)，以控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向所述電網(wǎng)輸入確定的電功率。8.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于將所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)送給荷端的電能控制裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于將所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中心。10.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測處理模塊還用于接收荷端的電能控制裝置反饋的指示所述荷端的用電模塊的用電能力的反饋信息，并結(jié)合所述反饋信息控制所述轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊。11.一種荷端的電能控制裝置，其特征在于，所述荷端的電能控制裝置包括: 第二檢測處理模塊和控制模塊； 所述第二檢測處理模塊，其用于接收源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示確定荷端的用電模塊從電網(wǎng)接收的電功率，并根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的指示確定所述用電模塊從所述電網(wǎng)接收的所述電功率的同步時(shí)刻，并通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)； 所述控制模塊，其用于控制所述用電模塊在所述第二檢測處理模塊確定的同步時(shí)刻從所述電網(wǎng)接收確定的電功率，并通過授時(shí)進(jìn)行工作時(shí)鐘校準(zhǔn)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第二檢測處理模塊還用于將從所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻經(jīng)過電磁傳輸所需的延遲時(shí)長的時(shí)刻確定為所述同步時(shí)刻;或者，所述第二檢測處理模塊還用于將所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或所述第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指示的時(shí)刻確定為所述同步時(shí)刻。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述第二檢測處理模塊還用于獲取所述用電模塊的工作參數(shù)和/或反饋信號(hào)，并根據(jù)所述第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及所述工作參數(shù)和/或反饋信號(hào)，來確定所述用電模塊的用電能力，并發(fā)送用于指示所述用電模塊的用電能力的反饋信息。14.一種電能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少一個(gè)如權(quán)利要求1?10任一項(xiàng)所述的源端的電能控制裝置，和至少一個(gè)如權(quán)利要求11?13任一項(xiàng)所述的荷端的電能控制裝置； 其中，電網(wǎng)內(nèi)的各源端的電能控制裝置的轉(zhuǎn)換并網(wǎng)模塊在所述延緩時(shí)刻向電網(wǎng)輸入的總電功率，與各荷端的用電模塊在所述同步時(shí)刻從電網(wǎng)接收的總電功率相同。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)處理中心，所述數(shù)據(jù)處理中心，其用于接收各個(gè)源端的電能控制裝置發(fā)送的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的第一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)生成至少一個(gè)第三結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后發(fā)送。
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK205489551SQ201620031329
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日
【發(fā)明人】劉陽
【申請(qǐng)人】北京兆陽能源技術(shù)有限公司