CN104158210A - 一种太阳能发电并网控制通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能发电并网控制通信方法，在并网状态下实现下级电网状态与上级电网调度指令间的有效通信，通信参数以功率为主，包括各单元的功率极限值、平均值、偏差值、修正值等的处理和交换，并通过光纤以太网络，采用TCP/IP协议与地区电网调度等上级电网系统实现通信互联。本发明实现了太阳能电网在并网时能按上位调度指令进行通信反馈的要求，使其相对于上级电网体现出可控性，间接地解决此类分布式电网间歇性、不受控等问题，有利于提高整个电网对微型电力系统间歇性能源的吸纳能力。

Description

一种太阳能发电并网控制通信方法

技术领域

本发明涉及一种电网控制通信方法，尤其涉及一种太阳能发电并网控制通信方法。

背景技术

太阳能电网一般由光伏发电单元、储能装置、配电控制系统、负荷和电力电子接口等构成，属于微型电力系统。该系统既可以独立自主运行，向内部负荷供电，也可以并网运行，向上级电网供出多余的电力或由电网补充自身发电量的不足。

申请号为201110057738.8的发明专利公开了一种基于FPGA的太阳能光伏并网逆变控制系统,它能够控制户用光伏逆变系统实现并网发电,预测系统发电功率,实现与电网调度中心之间的实时通信。该系统包括信号检测电路、控制电路、通信电路、并网电路和驱动电路。信号检测电路、通信电路、并网电路以及驱动电路分别与控制电路连接,并在控制电路控制下协调工作。该系统利用基于BP神经网络的功率预测算法,来预测户用光伏逆变系统的发电功率,并将预测结果实时发送给电网调度中心。电网调度中心可以根据预测结果合理安排光伏发电和常规电源的运行方式,减少户用光伏发电装置接入不当对电网的不利影响,增强光伏发电的可调度性。

申请号为201320115454.4的实用新型专利公开了一种太阳能光伏微网发电系统，所述系统由依次相连的太阳能电池板、微网变流器、蓄电池充放电设备、蓄电池组及蓄电池管理系统组成，所述微网变流器与配电柜相连，所述配电柜分别与负载及公共电网相连；所述配电柜设有测量控制单元，所述测量控制单元通过无线通信模块经过无线通信网络与监控主站相连，优点在于结合了并网型光伏发电技术和离网光伏发电技术的优点，解决了当前中小功率太阳能光伏发电的成本高、效率低的问题，而且还能够实时监控周围环境及设备运行参数，并可通过无线网络实现远程监控，监控准确率高，速度快。

但太阳能电网自身存在间歇性、不受控等问题，尤其是在并网控制中缺乏一种与上级电网互联反馈的有效通信手段。虽然申请号为201210581280.0的发明专利公开了一种带通信功能的太阳能光伏发电监测系统，属于太阳能光伏发电监测系统技术领域，由数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、故障报警模块、数据显示模块、通信模块组成。其中，数据采集模块可采集并网点的电表的数据、并网逆变器的数据、环境数据；通信模块包括有线通信模块、无线通信模块。但是其通信过程是针对系统本身而言，并没有形成一个完整的、可以按上位电网调度指令进行通信反馈的系统要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能发电并网控制通信方法，用以实现太阳能电网在并网时能按上位调度指令进行通信反馈的要求。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种太阳能发电并网控制通信方法,包括如下步骤：

1)      设定采样周期T，对T时间内太阳能电网的电量参数进行统计；

2)      根据电量参数计算平均功率参数，并确定太阳能电网并网功率极限值；

3)      通过太阳能电网管理软件将功率极限值上传给上位电网调度系统；

4)      上位电网收到信号后，结合电网统一运行要求得出交换功率值，并将指令信号周期性下发到太阳能电网管理系统，发送周期设为T ^’ ；

5)      太阳能电网收到交换功率指令后，计算得出功率总偏差值，并根据各元件的功率-成本费用函数计算各元件的功率修正值；

6)      将各修正值分别传输到各元件控制模块中，对当前功率进行调节，效果通过步骤1)中T周期电量采样显现出来。

所述电量参数包括T周期内太阳能电网的光伏发电量、负载用电量、储能元件的允许充电量、允许放电量和电网最大发电功率, 所述功率总偏差值为平均发电功率、负荷功率、交换功率的差值，所述交换功率取向电网输出为正，从电网接收为负。

所述电网间数据传输通过光纤以太网络，采用TCP/IP 协议。

本发明通过传输与反馈的模式，使太阳能电网在并网时相对于上级电网体现出可控性，间接地解决此类分布式电网间歇性、不受控等问题，有利于提高整个电网对微型电力系统间歇性能源的吸纳能力，具有良好的应用和发展前景。

附图说明

图1是本发明组成结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种太阳能发电并网控制通信方法,包括如下步骤：

1)      设定采样周期T，对T时间内太阳能电网的电量参数进行统计；

设采样周期为4小时，则采样数据包括4小时中太阳能电网的光伏发电量E₁、负载用电量E₂、储能元件的允许充电量E₃、允许放电量E₄和电网最大发电功率P₀。

2)      根据电量参数计算平均功率参数，并确定太阳能电网并网功率极限值；

    周期用电量与时间的比值即为平均功率，则4小时内平均功率参数为光伏发电参数P₁=E₁/4、负载用电功率P₂=E₂/4、储能元件的允许充电功率P₃=E₃/4、储能元件的允许放电功率P₄=E₄/4，并网功率极限值需分别计算极大值与极小值，以确定上位电网的调节范围，则极大值P_MAX=K₁*(P₁-P₂+P₃+P₀),极小值P_MIN=K₂*(P₁-P₂-P₄)，其中K₁、K₂为与电网额定承载能力相关的系数。

3)      通过太阳能电网管理软件将功率极限值上传给上位电网调度系统；

待上传数据采用TCP/IP 协议，通过光纤以太网络传输至上位电网，随后的数据下发过程也利用此方式，从而实现数据的互联交换。

4)      上位电网收到信号后，结合电网统一运行要求得出交换功率值，并将指令信号周期性下发到太阳能电网管理系统，发送周期设为T ^’ ；

上位电网收到并网功率数据后，将数据作为参变量投入电网整体运行要求中，根据整体电网运行的不同时段以及不同负荷量，得出与下位电网的交换功率值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为1小时或2小时。

5)      太阳能电网收到交换功率指令后，计算得出功率总偏差值，并根据各元件的功率-成本费用函数计算各元件的功率修正值；

功率总偏差值P ^’ 为平均发电功率P₁、负荷功率P₂、交换功率P_C的差值，交换功率PC取向电网输出为正，从电网接收为负，即P ^’ =P₁-P₂+P_C。

太阳能电网发电元件、负载元件与储能元件均有与其额定值对应的功率-成本费用分配折线函数，设函数分别为F₁、F₂、F₃，则P ^’ =F₁*P₁ ^’ + F₂*P₂ ^’ + F₃*P₃ ^’ , P₁ ^’ 、 P₂ ^’ 、 P₃ ^’ 为各元件的功率修正值，软件在满足功率偏差补正的前提下，根据成本费用的最优配比原则，确定各元件功率修正值，从而得出功率修正方案。 

6)      将各修正值分别传输到各元件控制模块中，对当前功率进行调节，效果通过步骤1)中T周期电量采样显现出来。

本发明通过传输与反馈的模式，使太阳能电网在并网时相对于上级电网体现出可控性，间接地解决此类分布式电网间歇性、不受控等问题，有利于提高整个电网对微型电力系统间歇性能源的吸纳能力，具有良好的应用和发展前景。

Claims (3)

1.一种太阳能发电并网控制通信方法, 其特征在于：它包括如下步骤：  

1）设定采样周期T，对T时间内太阳能电网的电量参数进行统计；

2）根据电量参数计算平均功率参数，并确定太阳能电网并网功率极限值；

3）通过太阳能电网管理软件将功率极限值上传给上位电网调度系统；

4）上位电网收到信号后，结合电网统一运行要求得出交换功率值，并将指令信号周期性下发到太阳能电网管理系统，发送周期设为T ^’ ；

5）太阳能电网收到交换功率指令后，计算得出功率总偏差值，并根据各元件的功率-成本费用函数计算各元件的功率修正值；

6）将各修正值分别传输到各元件控制模块中，对当前功率进行调节，效果通过步骤1)中T周期电量采样显现出来。

2.如权利要求1所述的太阳能发电并网控制通信方法，其特征在于：所述电量参数包括T周期内太阳能电网的光伏发电量、负载用电量、储能元件的允许充电量、允许放电量和电网最大发电功率, 所述功率总偏差值为平均发电功率、负荷功率、交换功率的差值，所述交换功率取向电网输出为正，从电网接收为负。

3.如权利要求1所述的太阳能发电并网控制通信方法，其特征在于：所述电网间数据传输通过光纤以太网络，采用TCP/IP 协议。