一种用于储能系统的优化调度方法与系统与流程

allin2025-04-11  22


本发明涉及光伏发电,具体涉及一种用于储能系统的优化调度方法与系统。


背景技术:

1、光伏发电站是一种利用太阳能光伏电池板将太阳光能转化为电量的设施。光伏发电站在全球范围内得到了迅速发展,成为清洁能源的重要组成部分。下面是关于光伏发电站的几个方面的介绍:原理:光伏发电站的工作原理是基于光电效应。太阳能光伏电池板吸收太阳光线后,产生电子空穴对,并在电池内部进行电子空穴对的分离与复合。在这个过程中,会产生微弱的电流,经过电力转换装置(如逆变器)的处理,就可以输出清洁的电量。结构组成:光伏发电站主要由以下几部分组成:地面或屋顶的太阳能光伏电池板:用于接收和转化太阳光能。电力转换装置:如逆变器,将直流电转换为交流电。控制系统:监测和控制光伏发电站的运行,包括最大功率点跟踪(mppt)等功能。支架和安装系统:用于固定和安装光伏组件,以及连接至电网的线路。监控系统:实时监测和控制光伏发电站的运行状态,以及收集和分析相关数据。类型:根据光伏组件安装方式的不同,光伏发电站可分为地面光伏发电站和屋顶光伏发电站。规模:光伏发电站的规模可以从小到大,常见的有大型地面光伏发电站、中型屋顶光伏发电站和小型分布式光伏发电站等。优势:光伏发电站在很多方面具有明显的优势,如环保、可再生、节省化石燃料等。随着技术的不断进步,光伏发电站的成本也在逐渐降低,使其越来越受到重视。总之,光伏发电站作为一种清洁能源设施,具有广阔的发展前景。

2、现有的中小型光伏发电站基本上是电量自供自销,是基于满足自身的情况下将富余的电量并入电网,但是现有的判断形式都是以当前的发电和用电情况进行判定,并不能进行预测,更不能对调度的合理化配置。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供一种用于储能系统的优化调度方法,用于对光伏发电站的能量存储管理的优化调度,尤其适用于那种中小型规模的光伏发电站,该中小型规模的光伏发电站具有自主的能量存贮系统和用电体系,包括如下步骤:

2、s1:对光伏发电站发电功率进行预测,计算一个预设的预算时间段b内的预测发电功率qi’,其中i为光伏发电功率的计算周期;

3、s2:对光伏发电站的用电功率进行预测,计算获得预设的预算时间段b内的预测用电功率qi’;

4、s3:根据预测发电功率qi’和预测用电功率qi’构建预测发电功率曲线和用电功率曲线,并植入到一个平面坐标系中,然后标记两条曲线的交点,并对发电功率小于用电功率的部分定义为亏空区域,计算获得亏空电量q’;

5、s4:判断当前的实际发电功率qij是否小于实际用电功率qij,j为该计算周期内时间点的编号,如果否,则执行s5,如果是,则执行s6;

6、s5:直接通过光伏发电站对用电器进行供电;然后判断储能系统内部的有效电量是否大于亏空电量q’,如果是,则执行s7,如果否,则执行s8;

7、s6:通过外部电网供电或光伏发电站和外部电网协同供电;

8、s7:对储能系统不进行充电;

9、s8:将富余的电量对储能系统进行充电。亏空电量q’是发电功率qi小于用电功率qi时所需要提供的补充电量。

10、优选的:预测发电功率qi’获得方法包括:计算时间点的预测发电功率,其中i为光伏发电功率计算周期,j为该计算周期内时间点的编号,qij’为计算周期i时间点j的预算发电功率,qi-1j为计算周期i-1时间点j的发电功率;δqij’为计算周期i时间点j的预算发电功率与计算周期i-1时间点j的发电功率之间的预算差值;通过将预设的预算时间段b内各个时间点预测发电功率数值进行计算统计,获得预设的预算时间段内的预测发电功率qi’。

11、优选的:所述δqij’数值计算方法包括:构建一个平面坐标系,横坐标是一个计算周期内的各个时间点t,纵坐标是发电功率q;然后获得qi-1j所属计算周期内的实际发电功率曲线和预测发电功率曲线,检测获得当前时间点的实际发电功率曲线和计算获得预测发电功率曲线,则计算获得预算差值,获得接下来j时间点的预测发电功率。

12、优选的:所述的预测用电功率qi’的计算方法包括:构建一个平面坐标系,所述的平面坐标系横坐标是计算周期内的各个时间点,纵坐标为用电功率q,提前构建一个用电计划表,其中包括各个时间点的用电设备、功率pm和损耗pm’,然后计算各个时间点的预测用电功率,其中m为各个电器种类的编号,m为电器种类的总数量,m=1,2┈m;k为计算时间点使用电器的种类编号;γ为电路调整系数,sk为当前使用电器种类的使用数量;并将预测用电功率qi’对应的植入到坐标系内获得用电功率曲线。

13、优选的:光伏发电功率计算周期是年、旬、周或者日中的一种。

14、优选的:光伏发电功率计算周期是日。

15、优选的:亏空电量q’是预测发电功率qi’小于预测用电功率qi’时所需要提供的补充电量,其计算方法包括:将预测发电功率曲线和用电功率曲线植入到一个平面坐标系中,然后标记两条曲线的交点,并对发电功率小于用电功率的部分定义为亏空区域,则亏空电量,其中l为亏空区域的编号,l为亏空区域的总数量,cl为编号为l亏空区域起点,dl为编号为l亏空区域终点,q用电功率曲线纵坐标数值,q为预测发电功率曲线纵坐标数值。

16、优选的:预测发电功率曲线的构建方法包括:构建一个平面坐标系,所述的平面坐标系横坐标是计算周期内的各个时间点,纵坐标为预测发电功率,将预设的预算时间段b内各个时间点对应的预测发电功率qij’植入到坐标系内,并依次连接构建预测发电功率曲线。

17、本发明还提供一种用于储能系统的优化调度系统,用于储能系统的优化调度系统包括:

18、外界的环境因素获取模块,其用于获取外界的环境因素对应的影响值;

19、发电功率预测模块,其用于根据外界的环境因素对应的影响值预测获得预测发电功率qi,其中i为光伏发电功率计算周期;

20、用电功率进行预测模块,其用于计算获得预设的预算时间段内的预测用电功率qi’;根据预测发电功率qi’和预测用电功率qi’构建预测发电功率曲线和用电功率曲线,并植入到一个平面坐标系中,然后标记两条曲线的交点,并对发电功率小于用电功率的部分定义为亏空区域,计算获得亏空电量q’;

21、储能系统调度模块,其用于控制并判断当前的实际发电功率qij是否小于实际用电功率qij,如果否,则直接通过光伏发电站对用电器进行供电,对光伏发电直接运用;如果是,则通过外部电网和/或光伏发电站供电;判断储能系统内部的有效电量是否大于亏空电量q’,如果是,则对储能系统不进行充电;如果否,则将富余电量对储能系统进行充电。

22、优选的:外界的环境因素可以包括温度因素、光照强度因素、照射角度和灰尘覆盖率因素等,这些是每天甚至每时都在发生改变的,但是可以根据外部环境的检测获得,温度因素影响值可以通过天气预报获得还可以通过实际检测获得实时数据。光照强度影响值可以通过天气预报获得,当然也可以直接检测获得。照射角度影响值可以根据当地的太阳照射角度和太阳能板的安装角度进行计算。灰尘覆盖率因素影响值可以根据检测单位面积内灰尘数量获得,可以对单位面积内灰尘计数。

23、优选的:预测发电功率曲线发电功率,其中n为外界的环境因素的编号,n为外界的环境因素的总数,n=1,2,┈,n;ɑn为编号为n的外界的环境因素对应的影响值。s为光伏发电站的光伏板有效面积,可以通过光伏板的单位面积和数量计算。β为自身的性能因素值,可以通过设备参数或者计算获得。

24、优选的:自身的性能因素值β计算获得方法可以包括对于一个已知时间点光伏发电站发电功率qij和预测有效比例ε,则我们可以计算获得。

25、本发明的技术效果和优点:本发明可以持续进行实时的判定,可以最大程度的保证光伏发电站发电的自供自销,避免了电量在传输时损耗,同时还能够以自身周期进行预测,不会只判断当前发电功率和用电情况进行运算,可以将电功率的使用进行提前调度,避免紧急情况的出现,同时因为能够提前规划,避免的充放电的次数,可以大大的保护储能系统,延长其使用寿命。


技术特征:

1.一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,预测发电功率qi’获得方法包括:计算时间点的预测发电功率,其中qij’为计算周期i时间点j的预算发电功率,qi-1j为计算周期i-1时间点j的发电功率;δqij’为计算周期i时间点j的预算发电功率与计算周期i-1时间点j的发电功率之间的预算差值;通过将预设的预算时间段b内各个时间点预测发电功率数值进行计算统计,获得预设的预算时间段内的预测发电功率qi’。

3.根据权利要求2所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,所述预算差值δqij’数值计算方法包括:构建一个平面坐标系,横坐标是计算周期内的各个时间点t,纵坐标是发电功率q;然后获得qi-1j所属计算周期内的实际发电功率曲线和预测发电功率曲线,检测获得当前时间点的实际发电功率曲线和计算获得预测发电功率曲线,则计算获得预算差值。

4.根据权利要求1所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,所述的预测用电功率qi’的计算方法包括:构建一个平面坐标系,所述的平面坐标系横坐标是计算周期内的各个时间点,纵坐标为用电功率q,提前构建一个用电计划表,其中包括各个时间点的用电设备、功率pm和损耗pm’,然后计算各个时间点的预测用电功率,其中m为各个电器种类的编号,m为电器种类的总数量,m=1,2,┈,m;k为计算时间点使用电器的种类编号;γ为电路调整系数,sk为当前使用电器种类的使用数量;并将预测用电功率qi’对应的植入到坐标系内获得用电功率曲线。

5.根据权利要求1所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,光伏发电功率的计算周期是年、旬、周或者日中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,光伏发电功率的计算周期是日。

7.根据权利要求4所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,亏空电量,其中l为亏空区域的编号,l为亏空区域的总数量,cl为编号为l亏空区域起点,dl为编号为l亏空区域终点,q用电功率曲线纵坐标数值,q为预测发电功率曲线纵坐标数值。

8.根据权利要求7所述的一种用于储能系统的优化调度方法,其特征在于,预测发电功率曲线的构建方法包括:构建一个平面坐标系,所述的平面坐标系横坐标是计算周期内的各个时间点,纵坐标为预测发电功率,将预设的预算时间段b内各个时间点对应的预测发电功率qij’植入到坐标系内,并依次连接构建预测发电功率曲线。

9.一种用于储能系统的优化调度系统,其特征在于,用于储能系统的优化调度系统包括:


技术总结
本发明涉及光伏发电技术领域,具体涉及一种用于储能系统的优化调度方法与系统。其技术方案包括:对光伏发电站发电功率进行预测,计算一个预设的预算时间段内的预测发电功率;对光伏发电站的用电功率进行预测,计算获得预设的预算时间段内的用电功率;判断当前的实际发电功率是否小于实际用电功率,如果是,则通过外部电网供电;如果否,则直接通过光伏发电站对用电器进行供电;然后判断储能系统内部的有效电量是否大于亏空电量,如果是,则对储能系统不进行充电,如果否,则将富余电量对储能系统进行充电。本发明能够以自身周期进行预测,可以最大程度的保证光伏发电站发电的自供自销,避免了电量在传输时损耗。

技术研发人员:姚茂法,王江城,叶东权
受保护的技术使用者:法罗电力(浙江)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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