CN108374747B - 一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，该方法包括：（1）通过环境检测单元检测环境因素；（2）根据电网电力不平衡的情况，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态；（3）根据所述运行状态以及所述环境因素，调配新能源发电系统的运行状态，以配合控制抽水蓄能机组根据发电运行状态或抽水运行状态安全、稳定的运行。本发明提供的调配新能源发电系统给抽水蓄能机组，通过监测环境因素控制新能源发电系统以及监测抽水蓄能机组、上、下水库的情况来实现机组与调度之间的互动，不仅仅接受调度的指令，同时还实现紧急自控制，进而能够实时实现自身的稳定，避免耽误调整时机。

Description

一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法

技术领域

本发明涉及一种新能源技术领域，尤其是一种能够使得新能源配合抽水蓄能机组实现安稳运行的控制方法。

背景技术

抽水蓄能机组与普通发电机组不同，它除了可以作为电源进行出力，还可以作为负载来存储电力，而且抽水蓄能机组的稳定运行需要依靠发电机和水轮机二者的协调动作。因此，相对于普通发电机组而言，抽水蓄能机组的运行工况较为复杂，需要考虑抽水蓄能机组的出力情况，即发电机的运行情况，以及水力操纵情况，即水轮机的运行情况，此外还需要考虑水库的情况。

现有抽水蓄能机组的控制方式较为简单，没有全面综合的考虑制约抽水蓄能机组安全、稳定运行的各个方面，同时没有考虑结合新能源的优势进行充分利用能源，导致在调度命令与实际操作之间存在较大的分歧，例如在调度下发发电的指令时机组已经无法再发出电力，使得指令无效，并且耽误了调整电网平衡的时机。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供了一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，通过监测抽水蓄能机组、上、下水库的情况来实现机组与调度之间的互动，不仅仅接受调度的指令，同时还实现紧急自控制，进而能够实时实现自身的稳定，避免耽误调整时机。

为了达到上述目的，本发明提出了一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，包括环境检测单元，该方法包括：

（1）通过环境检测单元检测环境因素，所述环境因素包括光照强度、风力大小；所述新能源发电系统包括光伏发电系统和风力发电系统；

（2） 根据电网电力不平衡的情况，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态；所述运行状态包括发电运行状态和抽水运行状态；

（3）根据所述运行状态以及所述环境因素，调配新能源发电系统的运行状态，以配合控制抽水蓄能机组根据发电运行状态或抽水运行状态安全、稳定的运行。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（2）包括：当电网中电源出力小于负荷需求时，计算新能源发电量与电网中电源出力之和是否小于负荷需求，如果是，则判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为发电运行状态，如果否，则投入新能源系统配合电网电源输出电力；当电网中电源出力大于负荷需求时，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为抽水运行状态，调配新能源发电系统进行抽水蓄能。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（3）包括：

当抽水蓄能机组处于发电运行状态时，执行以下步骤：

1）在预定时间检测上、下水库水位及库容并将检测结果发送至调度；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库存水量计算出上、下水库的可调发电水量；

判断下水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致在泄洪闸门关闭的情况下，下水库不能完全容纳上水库所有发电水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

3）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可调发电存水量，实时获取发电运行机组在当前负荷水平下的允许运行时间，并将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

4）在机组发电运行期间实时检测上水库水位，当上水库水位降低至低水位一级报警位置时，通知调度已经开始使用紧急备用库容，同时监测发电运行机组的分布情况，避免发电运行机组过于集中在某一位置，从而引起上水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；在一定机组负荷情况下，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

当上水库水位降低至低水位二级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电运行机组运行时间，并将该时间发送给调度同时请求调度安排停机，并检查上、下水库水面情况；

当上水库水位降低至低水位三级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于发电运行的机组停止运行；

当上水库水位降低至死水位时，立即禁止所有发电机组运行；

5）在下水库泄洪闸门关闭情况下，当下水库水位上升至高水位一级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电机组运行时间，并将该时间发送给调度以及相关人员，同时检测发电运行机组的分布情况，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）在下水库泄洪闸门开启期间，当下水库水位上升至接近泄洪水位时，根据当时发电总负荷估算开始泄洪的时间，将该时间发送给相关人员；当下水库水位上升至泄洪水位时，立即监测下水库泄洪情况，并将情况发送给相关人员。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（3）中所述调配新能源发电系统进行抽水蓄能具体包括：根据的检测环境因素，控制光伏发电系统和风力发电系统进行发电，求取电网中电源出力与负荷需求的差值，计算所述光伏发电系统和风力发电系统匹配环境因素的最大发电量，将所述差值与所述最大发电量求和，将所述和输送到所述抽水蓄能机进行抽水蓄能。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，

当抽水蓄能机组处于抽水运行状态时，执行以下步骤：

1）在另一预定时间基于遥测上、下水库水位资料计算出上水库有效库容；判断上水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致不能完全容纳下水库所有抽水水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可抽水量，实时获取抽水机组的允许运行时间，并实时将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

3）预测抽水允许运行时间内所述光照强度和风力大小，计算新能源系统在允许运行时间内可发电量，并实时将该允许运行时间内的可发电量发送至调度以及相关人员；所述调度以及相关人员根据所述可发电量，确定从电网中所需的电力，控制新能源与电网一起配合给蓄能机组；

4）在机组水泵运行期间实时检测下水库水位，当下水库水位降至另一低水位一级报警位置时，计算允许运行时间，并将该时间发送给调度，请求调度尽快安排停机，同时监测抽水机组的分布情况，避免抽水机组过于集中在某一位置，从而引水起下水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；

当下水库水位降低至另一低水位二级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于抽水的机组停止运行；

当下水库水位降低至死水位时，立即禁止所有抽水运行的机组；

5）当上水库水位上升至接近溢满全厂停机位置时，计算当时抽水机组数量下运行至最高水位的时间，并将该时间发送至调度和相关人员，当可用抽水水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）周期性的将SCADA系统显示的水位与水工观测网数据进行对比，当二者存在误差时，通知相关人员实地检查，防止上水库泄洪道漏水；

7）当上水库水位上升至溢满全厂停机位置时，禁止机组抽水运行。

本发明提供的调配新能源发电系统给抽水蓄能机组，通过监测环境因素控制新能源发电系统以及监测抽水蓄能机组、上、下水库的情况来实现机组与调度之间的互动，不仅仅接受调度的指令，同时还实现紧急自控制，进而能够实时实现自身的稳定，避免耽误调整时机。通过电网、新能源发电系统、蓄能储能进行配合，实现能源之间的充分利用，节约了能源，同时充分考虑能源之间的调度，确保蓄能的安全进行。

附图说明

图1是调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法示意图。

具体实施方式

如图1所示，为调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法示意图，包括环境检测单元，该方法包括：

（1）通过环境检测单元检测环境因素，所述环境因素包括光照强度、风力大小；所述新能源发电系统包括光伏发电系统和风力发电系统；

（2） 根据电网电力不平衡的情况，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态；所述运行状态包括发电运行状态和抽水运行状态；

（3）根据所述运行状态以及所述环境因素，调配新能源发电系统的运行状态，以配合控制抽水蓄能机组根据发电运行状态或抽水运行状态安全、稳定的运行。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（2）包括：当电网中电源出力小于负荷需求时，计算新能源发电量与电网中电源出力之和是否小于负荷需求，如果是，则判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为发电运行状态，如果否，则投入新能源系统配合电网电源输出电力；当电网中电源出力大于负荷需求时，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为抽水运行状态，调配新能源发电系统进行抽水蓄能。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（3）包括：

当抽水蓄能机组处于发电运行状态时，执行以下步骤：

1）在预定时间检测上、下水库水位及库容并将检测结果发送至调度；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库存水量计算出上、下水库的可调发电水量；

判断下水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致在泄洪闸门关闭的情况下，下水库不能完全容纳上水库所有发电水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

3）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可调发电存水量，实时获取发电运行机组在当前负荷水平下的允许运行时间，并将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

4）在机组发电运行期间实时检测上水库水位，当上水库水位降低至低水位一级报警位置时，通知调度已经开始使用紧急备用库容，同时监测发电运行机组的分布情况，避免发电运行机组过于集中在某一位置，从而引起上水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；在一定机组负荷情况下，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

当上水库水位降低至低水位二级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电运行机组运行时间，并将该时间发送给调度同时请求调度安排停机，并检查上、下水库水面情况；

当上水库水位降低至低水位三级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于发电运行的机组停止运行；

当上水库水位降低至死水位时，立即禁止所有发电机组运行；

5）在下水库泄洪闸门关闭情况下，当下水库水位上升至高水位一级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电机组运行时间，并将该时间发送给调度以及相关人员，同时检测发电运行机组的分布情况，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）在下水库泄洪闸门开启期间，当下水库水位上升至接近泄洪水位时，根据当时发电总负荷估算开始泄洪的时间，将该时间发送给相关人员；当下水库水位上升至泄洪水位时，立即监测下水库泄洪情况，并将情况发送给相关人员。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，所述步骤（3）中所述调配新能源发电系统进行抽水蓄能具体包括：根据的检测环境因素，控制光伏发电系统和风力发电系统进行发电，求取电网中电源出力与负荷需求的差值，计算所述光伏发电系统和风力发电系统匹配环境因素的最大发电量，将所述差值与所述最大发电量求和，将所述和输送到所述抽水蓄能机进行抽水蓄能。

所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，

当抽水蓄能机组处于抽水运行状态时，执行以下步骤：

1）在另一预定时间基于遥测上、下水库水位资料计算出上水库有效库容；判断上水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致不能完全容纳下水库所有抽水水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可抽水量，实时获取抽水机组的允许运行时间，并实时将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

3）预测抽水允许运行时间内所述光照强度和风力大小，计算新能源系统在允许运行时间内可发电量，并实时将该允许运行时间内的可发电量发送至调度以及相关人员；所述调度以及相关人员根据所述可发电量，确定从电网中所需的电力，控制新能源与电网一起配合给蓄能机组；

4）在机组水泵运行期间实时检测下水库水位，当下水库水位降至另一低水位一级报警位置时，计算允许运行时间，并将该时间发送给调度，请求调度尽快安排停机，同时监测抽水机组的分布情况，避免抽水机组过于集中在某一位置，从而引水起下水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；

当下水库水位降低至另一低水位二级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于抽水的机组停止运行；

当下水库水位降低至死水位时，立即禁止所有抽水运行的机组；

5）当上水库水位上升至接近溢满全厂停机位置时，计算当时抽水机组数量下运行至最高水位的时间，并将该时间发送至调度和相关人员，当可用抽水水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）周期性的将SCADA系统显示的水位与水工观测网数据进行对比，当二者存在误差时，通知相关人员实地检查，防止上水库泄洪道漏水；

7）当上水库水位上升至溢满全厂停机位置时，禁止机组抽水运行。

本发明提供的调配新能源发电系统给抽水蓄能机组，通过监测环境因素控制新能源发电系统以及监测抽水蓄能机组、上、下水库的情况来实现机组与调度之间的互动，不仅仅接受调度的指令，同时还实现紧急自控制，进而能够实时实现自身的稳定，避免耽误调整时机。通过电网、新能源发电系统、蓄能储能进行配合，实现能源之间的充分利用，节约了能源，同时充分考虑能源之间的调度，确保蓄能的安全进行。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，包括环境检测单元，其特征在于，该方法包括：

步骤（1）通过环境检测单元检测环境因素，所述环境因素包括光照强度、风力大小；所述新能源发电系统包括光伏发电系统和风力发电系统；

步骤（2）根据电网电力不平衡的情况，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态；所述运行状态包括发电运行状态和抽水运行状态；

步骤（3）根据所述运行状态以及所述环境因素，调配新能源发电系统的运行状态，以配合控制抽水蓄能机组根据发电运行状态或抽水运行状态安全、稳定的运行；所述步骤（3）包括：

当抽水蓄能机组处于发电运行状态时，执行以下步骤：

1）在预定时间检测上、下水库水位及库容并将检测结果发送至调度中心；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库存水量计算出上、下水库的可调发电水量；

判断下水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致在泄洪闸门关闭的情况下，下水库不能完全容纳上水库所有发电水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

3）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可调发电存水量，实时获取发电运行机组在当前负荷水平下的允许运行时间，并将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

4）在机组发电运行期间实时检测上水库水位，当上水库水位降低至低水位一级报警位置时，通知调度已经开始使用紧急备用库容，同时监测发电运行机组的分布情况，避免发电运行机组过于集中在某一位置，从而引起上水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；在一定机组负荷情况下，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

当上水库水位降低至低水位二级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电运行机组运行时间，并将该时间发送给调度同时请求调度安排停机，并检查上、下水库水面情况；

当上水库水位降低至低水位三级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于发电运行的机组停止运行；

当上水库水位降低至死水位时，立即禁止所有发电机组运行；

5）在下水库泄洪闸门关闭情况下，当下水库水位上升至高水位一级报警位置时，计算在当时发电总负荷下，剩余的发电机组运行时间，并将该时间发送给调度以及相关人员，同时检测发电运行机组的分布情况，当可用发电水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）在下水库泄洪闸门开启期间，当下水库水位上升至接近泄洪水位时，根据当时发电总负荷估算开始泄洪的时间，将该时间发送给相关人员；当下水库水位上升至泄洪水位时，立即监测下水库泄洪情况，并将情况发送给相关人员；调配新能源发电系统给抽水蓄能机组，通过监测环境因素控制新能源发电系统以及监测抽水蓄能机组、上、下水库的情况来实现机组与调度之间的互动，不仅仅接受调度的指令，同时还实现紧急自控制，进而能够实时实现自身的稳定，避免耽误调整时机；通过电网、新能源发电系统、蓄能储能进行配合，实现能源之间的充分利用，节约了能源，同时充分考虑能源之间的调度，确保蓄能的安全进行；所述步骤（2）包括：当电网中电源出力小于负荷需求时，计算新能源发电量与电网中电源出力之和是否小于负荷需求，如果是，则判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为发电运行状态，如果否，则投入新能源系统配合电网电源输出电力；当电网中电源出力大于负荷需求时，判断抽水蓄能机组应当进行的运行状态为抽水运行状态，调配新能源发电系统进行抽水蓄能；所述步骤（2）中所述调配新能源发电系统进行抽水蓄能具体包括：根据的检测环境因素，控制光伏发电系统和风力发电系统进行发电，求取电网中电源出力与负荷需求的差值，计算所述光伏发电系统和风力发电系统匹配环境因素的最大发电量，将所述差值与所述最大发电量求和，将所述差值与所述最大发电量的和输送到所述抽水蓄能机进行抽水蓄能。

2.根据权利要求1所述的调配新能源发电系统的抽水蓄能控制方法，其特征在于，

当抽水蓄能机组处于抽水运行状态时，执行以下步骤：

1）在另一预定时间基于遥测上、下水库水位资料计算出上水库有效库容；判断上水库是否因为天然来水而被占去部分库容，导致不能完全容纳下水库所有抽水水量，如果是则应立即报警进而通知相关人员进行处理，并向调度发送报警信息；

2）基于水工观测数据库，根据上、下水库水位变化计算出可抽水量，实时获取抽水机组的允许运行时间，并实时将该允许运行时间发送至调度以及相关人员；

3）预测抽水允许运行时间内所述光照强度和风力大小，计算新能源系统在允许运行时间内可发电量，并实时将该允许运行时间内的可发电量发送至调度以及相关人员；所述调度以及相关人员根据所述可发电量，确定从电网中所需的电力，控制新能源与电网一起配合给蓄能机组；

4）在机组水泵运行期间实时检测下水库水位，当下水库水位降至另一低水位一级报警位置时，计算允许运行时间，并将该时间发送给调度，请求调度尽快安排停机，同时监测抽水机组的分布情况，避免抽水机组过于集中在某一位置，从而引水起下水库进水口出现漩涡，最终影响机组及水工建筑物的安全；

当下水库水位降低至另一低水位二级报警位置时，通知调度尽快使得所有处于抽水的机组停止运行；

当下水库水位降低至死水位时，立即禁止所有抽水运行的机组；

5）当上水库水位上升至接近溢满全厂停机位置时，计算当时抽水机组数量下运行至最高水位的时间，并将该时间发送至调度和相关人员，当可用抽水水量每降低50万方时向调度及相关人员发送报警消息；

6）周期性的将SCADA系统显示的水位与水工观测网数据进行对比，当二者存在误差时，通知相关人员实地检查，防止上水库泄洪道漏水；

7）当上水库水位上升至溢满全厂停机位置时，禁止机组抽水运行。

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