CN103227508B - 风光储综合控制***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种风光储综合控制***和方法,属于工业控制技术领域。该***包括风电***控制设备,用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数,以此获得风电场的逐时功率输出;光电***控制设备,用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出;综合服务器,通过网络设备连接至风电***控制设备和光电***控制设备,用于根据所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。本方案解决了无法准确控制风光储***的配比等问题,具有精确高效实时等诸多优点。
Description
技术领域
本发明属于工业控制技术领域,尤其涉及一种风光储综合控制***和方法。
背景技术
在新能源中,太阳能与风能以其取之不尽、用之不竭、就地可取、无需运输、分布广泛、可靠性高、无污染、利于生态等优点,其开发与利用日趋受到各国的普遍重视,已经成为新能源领域中开发利用水平最高、技术最成熟、应用最广泛、最具商业化发展条件的新型能源。然而,风能和太阳能都存在能量密度低、稳定性差等弊端,使得独立风力发电***和独立太阳能发电***存在能量不稳定、间歇性的缺点,并网难目前已成为新能源发电的一大现状,随着风电与光电的进一步强势发展,风电与光电输出问题非同小可,亟需解决。
由于太阳能与风能在时间上和季节上都有很强的互补性:白天太阳光照好、风小,晚上无光照、风较强;夏季太阳光照强度大而风小,冬季太阳光照强度弱而风大。由于太阳能与风能的匹配性强,风光互补发电***在资源上弥补了风电和光电独立***在自然资源上的缺陷。同时,风电和光电***在储能和输配电环节上是可以通用的,所以风光互补发电***的造价可以降低,***成本趋于合理。风光互补发电***可以根据电网的负荷情况和自然资源条件进行***容量的合理配置,既可保证***供电的可靠性,又可降低发电***的造价。从技术评价上看,风光互补发电***是一种合理的发电方式。
风光储能***是综合利用风能、光能、储能装置的电站***,不仅为解决当前的能源危机和环境污染开辟了一条新路,而且有效改善了风电和光伏发电单独输出电力时对***稳定性和可靠性的影响。随着储能技术和智能电网等相关技术的飞速发展,风光互补储能电站将成为新能源发电中的一种重要形式。然而,现有技术中并不存在一种综合控制***和方法,能够快速准确得到风、光、储能元件最佳配比,并对风电、光电、储能***进行综合调配。现有技术中,通过固定风电容量,并以整数的光伏容量,如100、200、300等等不断试算,获得风光总输出功率均方差,画出不同配比的均方差图,从而选择一个较优的配比。储能的获得采用:用原始功率曲线减去目标平滑曲线,得到的即为储能的充放电曲线,如果为正,说明该时刻风较大,有多余的电能需要充到储能装置中,如果为负,说明该时刻风较小,需要从储能装置中释放出电能。从充放电曲线中获得储能装置充电和放电功率各区间占用的概率,同样以估计的整数的储能容量划分储能容量单元,如600以上、300~600、300以下,以划分区间的最大值如600,作为储能容量。然而,这种方法无法获得最优配比,而且不能随时对风电、光电、储能***进行调控,无法根据实际情况实时改变各个***中元件的配比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风光储综合控制***和方法,克服现有技术中存在的问题,实现实时、精确地控制风光储配比。
为实现以上目的,本发明提出了一种风光储综合控制***,所述***包括:风电***控制设备,用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数,以此获得风电场的逐时功率输出;光电***控制设备,用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出;其中,所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量,另一个为确定值;综合服务器,通过网络设备连接至风电***控制设备和光电***控制设备,用于获取所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出,以此获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。
根据本发明的一个方面,当风电机组台数为变量,光伏组件个数为确定值时,所述综合服务器还用于将获得的风电机组台数发送至风电***控制设备,所述风电***控制设备用于根据所述风电机组台数控制风电***中风电机组的连接和/或断开;当风电机组台数为确定值,光伏组件个数为变量时,所述综合服务器还用于将获得的光伏组件个数发送至光电***控制设备,所述光电***控制设备用于根据所述光伏组件个数控制光电***中光伏组件的连接和/或断开。
根据本发明的一个方面,所述风电***控制设备和光电***控制设备分别具有显示器,分别用于显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。
根据本发明的一个方面,所述风电储综合控制***还包括储能***控制设备,所述储能***控制设备与综合服务器通过网络设备相连。
根据本发明的一个方面,所述储能***控制设备用于向综合服务器提供电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求,所述储能***控制设备还用于向综合服务器提供需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量;所述综合服务器用于根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获得风光逐时总输出功率,并接收所述电网实际用电负荷曲线或需要平滑功率输出的请求,所述需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量,以此获得最佳配比的储能单元个数。
根据本发明的一个方面,综合服务器还用于将最佳配比的储能单元个数发送给储能***控制设备;所述储能***控制设备用于根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。
根据本发明的一个方面,所述储能***控制设备还包括用于显示需要增加和/或减少的储能单元个数的显示器。
根据本发明的一个方面,所述风电***控制设备、光电***控制设备、储能***控制设备为小型工业控制计算机、专用计算机或个人计算机;所述综合服务器为大型服务器计算机;所述网络设备为网络交换机或路由器。
根据本发明的一个方面,所述风电***控制设备包括功率表,所述功率表用于感测风电场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,所述风电***控制设备用于向综合服务器发送风电场的逐时功率输出;所述综合服务器用于获取所述风电场的逐时功率输出后,向光电***控制设备发送获取光伏场逐时功率输出的请求,并在获取了光伏场的逐时功率输出后,获得最佳配比的光伏组件个数;所述光电***控制设备包括功率表,所述功率表用于感测光伏场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,所述光电***控制设备用于向综合服务器发送光伏场的逐时功率输出;所述综合服务器用于获取所述光伏场的逐时功率输出后,向风电***控制设备发送获取风电场逐时功率输出的请求,并在获取了风电场的逐时功率输出后,获得最佳配比的风电机组台数。
根据本发明的一个方面,所述综合服务器具体用于根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,通过线性规划法或牛顿迭代法,确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数:首先得到风光总逐时输出功率P(i):P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),其中Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Pwt(i)或Ppv(i)中分别包含表示风电机组台数或光伏组件个数的变量n,其中n为整数,且n≥1;然后得到风光总逐时输出功率的标准差S:其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;获得当标准差S最小时对应的风电机组台数或光伏组件个数n。
根据本发明的一个方面,所述综合服务器具体用于:当接收到电网实际用电负荷曲线时,获得该曲线的时间序列Y(i),当接收到需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率X(i)进行平滑处理,得到平滑后的值为Y(i);获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):A(i)=|X(i)-Y(i)|;获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ: 其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数;根据储能的最小单元容量u,获得需要的储能单元个数k:将k向上取整后得到最终的实际储能单元个数。
本发明还提出了一种风光储综合控制方法,包括:获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数,以此获得风电场的逐时功率输出;获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出;其中,所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量,另一个为确定值;根据风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出,获得风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:当风电机组台数为变量,光伏组件个数为确定值时,根据获得的风电机组台数控制风电***中风电机组的连接和/或断开;当风电机组台数为确定值,光伏组件个数为变量时,根据获得的光伏组件个数控制光电***中光伏组件的连接和/或断开。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:获取电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求、获取需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量、根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获取风光逐时总输出功率,据此获得最佳配比的储能单元个数。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:显示需要增加和/或减少的储能单元个数。
根据本发明的一个方面,所述方法还包括:感测风电场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,首先获取风电场的逐时功率输出,其中风电机组台数为确定值,然后获取光伏场的逐时功率输出,其中光伏组件个数为变量,根据风电场和光伏场的逐时功率输出获得最佳配比的光伏组件个数;感测光伏场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,首先获取所述光伏场的逐时功率输出,其中光伏组件个数为确定值,然后获取风电场的逐时功率输出,其中风电机组台数为变量,根据风电场和光伏场的逐时功率输出获得最佳配比的风电机组台数。
根据本发明的一个方面,所述获得风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比包括根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,通过线性规划法或牛顿迭代法,确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数,其中:首先得到风光总逐时输出功率P(i):P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),其中Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Pwt(i)或Ppv(i)中分别包含表示风电机组台数或光伏组件个数的变量n,其中n为整数,且n≥1;然后得到风光总逐时输出功率的标准差S:其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;获得当标准差S最小时对应的风电机组台数或光伏组件个数n。
根据本发明的一个方面,所述获得最佳配比的储能单元个数包括:当获取电网实际用电负荷曲线时,获得该曲线的时间序列Y(i);或者当提出需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率X(i)进行平滑处理,得到平滑后的值为Y(i);获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):A(i)=|X(i)-Y(i)|;获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ: 其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数;根据储能的最小单元容量u,获得需要的储能单元个数k:将k向上取整后得到最终的实际储能单元个数。
附图说明
图1是根据第一实施例的风光储综合控制***的示意图;
图2是获得最佳配比光伏组件个数的示意图;
图3是根据第二实施例的风光储综合控制***的示意图;
图4是获得最佳配比储能单元个数的示意图。
具体实施方式
以下所述为本发明的较佳实施实例,并不因此而限定本发明的保护范围。
本申请中的风光储综合控制***可实现两个阶段的控制,一是对光电***中光伏组件个数的控制,二是对储能***中储能元件个数的控制。其中,图1所示的架构实现了第一阶段的控制。
如图1所示,所述风光储综合控制***包括位于风力发电***的控制设备101,位于光伏发电***的控制设备102,位于总控室的综合服务器104,三者通过网络设备103两两互连。风电***控制设备101、光电***控制设备102可以采用小型工业控制计算机、专用计算机、PC等实现,综合服务器104可通过大型服务计算机来实现。网络设备103可以实现为网络交换机、路由器等。
无论是在建立风光储***之初,还是风力发电***的状态发生改变时,风光储综合控制***都会实时对光伏组件个数、储能组件个数做出调整,以满足风光储的最佳配比,节省电力并能满足电力需求。当然,也可以根据用户或工业控制需求启动风光储综合控制***对风光储最佳配比的控制。
其中,风电***控制设备101用于从其存储器中或风电***的其他控制设备(例如数据库服务器)中获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据,风电机组台数和风电机组位置坐标,以及数字化地形图,以此获得风电场的逐时功率输出,并将风电场的逐时功率输出发送至综合服务器104。其中,可通过专业风能计算软件(如Metrodyn WT软件),在考虑风电机组尾流等折减系数的基础上,获得风电场的逐时功率输出。
光电***控制设备102用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角,及作为变量的光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出,并将光伏场地逐时功率输出发送至综合服务器104。其中,通过专业光伏计算软件(如PVSYST软件),在考虑光伏组件衰减等折减系数的基础上,获得光伏场的逐时功率输出。
综合服务器104用于接收风电***控制设备101和光电***控制设备102发送的风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,确定最佳配比的光伏组件个数。其中,所述确定可通过线性规划法或牛顿迭代法得出,具体包括:
首先得到风光总逐时输出功率P(i):
P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),
其中Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Ppv(i)中包含表示光伏组件个数的变量n,其中n为整数,且n≥1;
然后得到风光总逐时输出功率的标准差S:
其中N为逐时输出功率总个数,例如一年可为8760,i表示其中一个时刻;
最后获得当S最小时对应的光伏组件个数,作为最佳配比的光伏组件个数。
综合服务器104还可以将获得的最佳配比的光伏组件个数传输给光伏发电***的控制设备102,光电***控制设备102根据这一信息可自动控制光伏组件的连接和/或断开,以实现最佳配比。当然,光电***控制设备102还包括显示器,可显示出需要增加或减少的光伏组件个数以提示工作人员,从而满足最佳配比。
风光储综合控制***可自动实现这一控制,例如当风力发电***中增加或减少风电机组或发生其他使得风力发电***输出功率发生改变的情况时,风电***控制设备101的感测元件(例如功率表等)感测到这一情况后,风电***控制设备101自动启动风电场逐时功率的获取和发送;综合服务器104获得风电***控制设备101发送的风电场逐时功率信息后,向光电***控制设备102发送获取光伏场逐时功率输出的请求;并在获取了光伏场的逐时功率输出后,获得并反馈最佳光伏组件个数;光电控制设备102以此对光伏组件的连接和/或断开进行控制。本方案仅以确定的风电机组台数为例来获得最佳配比的光伏组件个数,实际上也可以根据确定的光伏组件个数确定最佳配比的风电机组台数,具体手段与上文类似,这里不再赘述。这时,当光伏发电***中增加或减少光伏组件或发生其他使得光伏发电***输出功率发生改变的情况时,光电***控制设备102也可感测这一情况而自动启动光伏场逐时功率的获取和发送;综合服务器104获得光电***控制设备102发送的光伏场逐时功率信息后,向风电***控制设备101发送获取风电场逐时功率输出的请求;并在获取了风电场的逐时功率输出后,获得并反馈最佳风电机组台数;风电控制设备101以此对风电机组的连接和/或断开进行控制。
图2中示出了最佳配比光伏组件个数的获得手段。
根据风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据,风电机组台数和风电机组位置坐标,以及数字化地形图,获得风电场的逐时功率输出;其中,例如通过专业风能计算软件(如Metrodyn WT软件),在考虑风电机组尾流等折减系数的基础上,获得风电场的逐时功率输出。
根据光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角,及作为变量的光伏组件个数,获得光伏场的逐时功率输出;其中,例如通过专业光伏计算软件(如PVSYST软件),在考虑光伏组件衰减等折减系数的基础上,获得光伏场的逐时功率输出。
根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,通过线性规划法或牛顿迭代法,确定最佳配比的光伏组件个数:
其中,首先得到风光总逐时输出功率P(i):
P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),
其中Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Ppv(i)中包含表示光伏组件个数的变量n,其中n为整数,且n≥1;
然后得到风光总逐时输出功率的标准差S:
其中N为逐时输出功率总个数,例如一年可为8760,i表示其中一个时刻;
最后获得当S最小时对应的光伏组件个数,作为最佳配比的光伏组件个数。
下面介绍第二阶段的控制,第二阶段的控制在完成第一阶段控制的基础上进行。
如图3所示,所述风光储综合控制***还包括位于储能***的控制设备105。储能***控制设备105与上述各设备101,102,104之间通过网络设备103两两相连。
如上文所述,综合服务器104获得最佳配比后,光电***控制设备102控制光伏组件的连接或断开,由此,综合服务器104便可获得实际的风光逐时总输出功率。
所述储能***控制设备105用于将另一参数提供给综合服务器,该参数可根据实际需要进行选择,一是电网实际用电负荷曲线,一是需要平滑的风光逐时总输出功率的请求。由此可见,上述两个参数中,第一个用于满足实际用电需要,第二个用于获得平滑的功率输出。储能***控制设备将两个参数之一发送给综合服务器104,以及将需要保证的输出曲线平滑的概率值、储能的最小单元容量发送给综合服务器104。这些参数或值都是存储于储能***控制设备105或与设备105相连的其他设备中的,储能***控制设备可根据预先设置将所需的参数值发送至综合服务器104。
综合服务器104通过电网实际用电负荷曲线或平滑的风光逐时总输出功率、实际的风光逐时总输出功率、需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量,获得最佳配比的储能单元个数。
具体手段如下:
当获得的参数为电网实际用电负荷曲线时,获得该曲线的时间序列Y(i);
当获得的参数为需要平滑的风光逐时总输出功率的请求时,将前面确定的风电与光伏发电叠加后的风光逐时总输出功率X(i)进行平滑处理(移动平滑法或高频滤波法等),得到平滑后的值为Y(i);
获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):
A(i)=|X(i)-Y(i)|;
获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ:
其中N为逐时输出功率总个数,例如一年可为8760,i表示其中一个时刻;
根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,其中C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数。以90%和95%的保证概率值为例,以正态分布考虑,分别获得保证给定输出值90%和95%概率值的储能容量为:
C(90)=M+1.282σ,
C(95)=M+1.645σ;
根据储能的最小单元容量,获得需要的储能单元个数k:
以90%保证概率为例,
其中,u为储能的最小单元容量,将k向上取整后(如108.4,向上取整后为109)得到最终的实际储能单元个数。
综合服务器104将获得的储能单元个数发送给储能***控制设备105。储能***控制设备105根据这一信息可自动控制储能单元的连接和/或断开,以实现最佳配比。当然,储能***控制设备102还包括显示器,可显示出需要增加或减少的储能单元个数以提示工作人员,从而满足最佳配比。
图4中示出了最佳配比储能单元个数的获得手段。
获得实际的风光逐时总输出功率X(i);
获得电网实际用电负荷曲线,得到该曲线的时间序列Y(i);或者对风光逐时总输出功率X(i)进行平滑处理,获得平滑后的值Y(i);
获得保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量;
根据风光逐时总输出功率X(i),电负荷曲线时间序列或风光逐时总输出功率的平滑值Y(i),保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量,获得最佳配比的储能单元个数。
具体地:
获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):
A(i)=|X(i)-Y(i)|;
获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ:
其中N为逐时输出功率总个数,例如一年可为8760,i表示其中一个时刻;
根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,其中C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数。以90%和95%的保证概率值为例,以正态分布考虑,分别获得保证给定输出值90%和95%概率值的储能容量为:
C(90)=M+1.282σ,
C(95)=M+1.645σ;
根据储能的最小单元容量,获得需要的储能单元个数k:
以90%的保证概率值为例,
其中,u为储能的最小单元容量,将k向上取整后(如108.4,向上取整后为109)得到最终的实际储能单元个数。
本方案虽然以风力发电***为依据来控制光伏组件和储能单元的连接和/或断开,但也可以例如以光伏发电***为依据,先确定光伏容量,然后进行线性规划获得风电装机容量,以此控制风电机组以及储能单元的连接和/或断开,具体的控制手段与上文类似,这里不再赘述。
因此,本方案能精确到1台风电机组、1块光伏板、以及1个储能单元。相对于现有技术提高了精确度,并能做到对整个风光储***的实时、自动化控制。
应注意,本发明所提出的具体实施方式及应用领域仅为说明的目的,并不作为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员可对本发明的具体实施方式进行修改以满足实际需要。
Claims (18)
1.一种风光储综合控制***,其特征在于,所述***包括:
风电***控制设备,用于获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数,以此获得风电场的逐时功率输出;
光电***控制设备,用于获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出;其中,所述风电机组台数和光伏组件个数中的一个为变量,另一个为确定值;
综合服务器,通过网络设备连接至风电***控制设备和光电***控制设备,用于获取所述风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出,以此获得所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比,其中
所述风电***控制设备包括功率表,所述功率表用于感测风电场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,所述风电***控制设备用于向综合服务器发送风电场的逐时功率输出;所述综合服务器用于获取所述风电场的逐时功率输出后,向光电***控制设备发送获取光伏场逐时功率输出的请求,并在获取了光伏场的逐时功率输出后,获得最佳配比的光伏组件个数;
所述光电***控制设备包括功率表,所述功率表用于感测光伏场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,所述光电***控制设备用于向综合服务器发送光伏场的逐时功率输出;所述综合服务器用于获取所述光伏场的逐时功率输出后,向风电***控制设备发送获取风电场逐时功率输出的请求,并在获取了风电场的逐时功率输出后,获得最佳配比的风电机组台数。
2.根据权利要求1所述的风光储综合控制***,其特征在于:
当风电机组台数为变量,光伏组件个数为确定值时,所述综合服务器还用于将获得的风电机组台数发送至风电***控制设备,所述风电***控制设备用于根据所述风电机组台数控制风电***中风电机组的连接和/或断开;
当风电机组台数为确定值,光伏组件个数为变量时,所述综合服务器还用于将获得的光伏组件个数发送至光电***控制设备,所述光电***控制设备用于根据所述光伏组件个数控制光电***中光伏组件的连接和/或断开。
3.根据权利要求2所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述风电***控制设备和光电***控制设备分别具有显示器,分别用于显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。
4.根据权利要求2所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述风光储综合控制***还包括储能***控制设备,所述储能***控制设备与综合服务 器通过网络设备相连。
5.根据权利要求4所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述储能***控制设备用于向综合服务器提供电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求,所述储能***控制设备还用于向综合服务器提供需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量;
所述综合服务器用于根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获得风光逐时总输出功率,并接收所述电网实际用电负荷曲线或需要平滑功率输出的请求,所述需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量,以此获得最佳配比的储能单元个数。
6.根据权利要求5所述的风光储综合控制***,其特征在于:
综合服务器还用于将最佳配比的储能单元个数发送给储能***控制设备;
所述储能***控制设备用于根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。
7.根据权利要求6所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述储能***控制设备还包括用于显示需要增加和/或减少的储能单元个数的显示器。
8.根据权利要求4所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述风电***控制设备、光电***控制设备、储能***控制设备为小型工业控制计算机、专用计算机或个人计算机;所述综合服务器为大型服务器计算机;所述网络设备为网络交换机或路由器。
9.根据权利要求1所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述综合服务器具体用于根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,通过线性规划法或牛顿迭代法,确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数:
首先得到风光逐时总输出功率:
P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),
其中P(i)为所述风光逐时总输出功率;Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Pwt(i)或Ppv(i)中分别包含表示风电机组台数或光伏组件个数的变量n,其中n为整数,且n≥1;
然后得到风光逐时总输出功率的标准差S:
其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;
获得当标准差S最小时对应的风电机组台数或光伏组件个数n。
10.根据权利要求5所述的风光储综合控制***,其特征在于:
所述综合服务器具体用于:
当接收到电网实际用电负荷曲线时,获得该曲线的时间序列;或者当接收到需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率进行平滑处理,得到平滑后的值;
获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):
A(i)=|P(i)-Y(i)|;
其中P(i)为所述风光逐时总输出功率;Y(i)表示当接收到电网实际用电负荷曲线时,获得的该曲线的时间序列;或者Y(i)表示当接收到需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率进行平滑处理后得到的平滑后的值;
获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ:
其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;
根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数;
根据储能的最小单元容量u,获得需要的储能单元个数k:
将k向上取整后得到最终的实际储能单元个数。
11.一种风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取风电机组功率曲线、完整一年的逐时风速和风向数据、风电机组位置坐标、数字化地形图、以及风电机组台数,以此获得风电场的逐时功率输出;
获取光伏组件功率特性曲线、完整一年的逐时太阳总辐射数据、光伏组件最佳倾角、以及光伏组件个数,以此获得光伏场的逐时功率输出;其中,所述风电机组台数和光伏组件个数 中的一个为变量,另一个为确定值;
根据风电场的逐时功率输出和光伏场的逐时功率输出,获得风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比,其中
感测风电场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,首先获取风电场的逐时功率输出,其中风电机组台数为确定值,然后获取光伏场的逐时功率输出,其中光伏组件个数为变量,根据风电场和光伏场的逐时功率输出获得最佳配比的光伏组件个数;
感测光伏场输出功率的变化,当变化超过预定阈值时,首先获取光伏场的逐时功率输出,其中光伏组件个数为确定值,然后获取风电场的逐时功率输出,其中风电机组台数为变量,根据风电场和光伏场的逐时功率输出获得最佳配比的风电机组台数。
12.根据权利要求11所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
当风电机组台数为变量,光伏组件个数为确定值时,根据获得的风电机组台数控制风电***中风电机组的连接和/或断开;
当风电机组台数为确定值,光伏组件个数为变量时,根据获得的光伏组件个数控制光电***中光伏组件的连接和/或断开。
13.根据权利要求12所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
显示需要增加和/或减少的风电机组台数和光伏组件个数。
14.根据权利要求12所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取电网实际用电负荷曲线或提出需要平滑功率输出的请求、获取需要保证的输出曲线平滑的概率值以及储能的最小单元容量、根据获得的所述风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比获取风光逐时总输出功率,据此获得最佳配比的储能单元个数。
15.根据权利要求14所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述最佳配比的储能单元个数控制储能单元的连接和/或断开。
16.根据权利要求15所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
显示需要增加和/或减少的储能单元个数。
17.根据权利要求11所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述获得风电机组台数和光伏组件个数的最佳配比包括根据风电场的逐时功率输出以及光伏场的逐时功率输出,通过线性规划法或牛顿迭代法,确定最佳配比的风电机组台数和光伏组件个数,其中:
首先得到风光逐时总输出功率:
P(i)=Pwt(i)+Ppv(i),
其中P(i)为所述风光逐时总输出功率;Pwt(i)为风电场的逐时功率输出;Ppv(i)为光伏场的逐时功率输出;Pwt(i)或Ppv(i)中分别包含表示风电机组台数或光伏组件个数的变量n,其中 n为整数,且n≥1;
然后得到风光逐时总输出功率的标准差S:
其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;
获得当标准差S最小时对应的风电机组台数或光伏组件个数n。
18.根据权利要求14所述的风光储综合控制方法,其特征在于,所述获得最佳配比的储能单元个数包括:
当获取电网实际用电负荷曲线时,获得该曲线的时间序列;或者当提出需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率进行平滑处理,得到平滑后的值;
获得需要储能装置进行调节的波峰或波谷值A(i):
A(i)=|P(i)-Y(i)|;
其中P(i)为所述风光逐时总输出功率;Y(i)表示当获取电网实际用电负荷曲线时,获得的该曲线的时间序列;或者Y(i)表示当提出需要平滑功率输出的请求时,将风光逐时总输出功率进行平滑处理后得到的平滑后的值;
获得时间序列A(i)的平均值M和标准差σ:
其中N为逐时输出功率总个数,i表示其中一个时刻;
根据需要保证的概率值,获得需要的理论储能容量C,C=M+ασ,其中α为与概率值对应的预设系数;
根据储能的最小单元容量u,获得需要的储能单元个数k:
将k向上取整后得到最终的实际储能单元个数。
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