CN109193782A - 清洁能源联网控制系统 - Google Patents

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李涛
陈健
王珂
许苑
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徐辉
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Abstract

本发明涉及一种清洁能源联网控制系统，其包括能源转化子系统和电网管理子系统；能源转化子系统用于将清洁能源转化为电能，并将电能输送至电网管理子系统；电网管理子系统用于将电能输送至至少一个负荷终端，以及，采集电网管理子系统的故障信息并向能源转化子系统发送故障信息；能源转化子系统还用于根据故障信息及能源转化子系统的能源转化参数，调整能源转化子系统的工作状态。上述清洁能源联网控制系统，能够实时监控清洁能源的转化参数及电网管理子系统的故障信息，并据此调整能源转化子系统的工作状态，从而提升清洁能源的供电稳定性，实现将清洁能源大规模并入电网。

Description

清洁能源联网控制系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种清洁能源联网控制系统。
背景技术
目前全球能源消费主要依赖于煤炭、石油、天然气等不可再生的化石能源，化石能源的燃烧产生大量温室气体，对地球生态环境造成严重破坏，人类可持续发展面临巨大威胁。
与普通化石能源不同的是，清洁能源常可再生，或者符合一定的排放标准，能够清洁、高效、系统化地应用。随着全球能源紧张、气候变化莫测、环境污染等问题的加剧，发展清洁能源将成为全球性的研究课题。发展清洁能源不仅能够改善能源结构、还能从根本上解决能源总量、使用要求和生态环境质量之间的矛盾。
然而，目前清洁能源的生成具有不稳定性，如果大规模并入电网，可能会影响供电系统的稳定性，因此现阶段难以扩大清洁能源的适用范围，无法将清洁能源大规模并入电网建设。
发明内容
基于此，有必要提供一种清洁能源联网控制系统，能够实时监控清洁能源的生成状态，实现将清洁能源大规模并入电网。
在一个实施例中，提供一种清洁能源联网控制系统，其包括能源转化子系统和电网管理子系统，电网管理子系统与能源转化子系统连接，电网管理子系统还用于连接至少一个负荷终端；能源转化子系统用于将清洁能源转化为电能，并将电能输送至电网管理子系统；电网管理子系统用于将电能输送至至少一个负荷终端，以及，采集电网管理子系统的故障信息并向能源转化子系统发送故障信息；能源转化子系统还用于根据故障信息及能源转化子系统的能源转化参数，调整能源转化子系统的工作状态。
上述清洁能源联网控制系统，能够实时监控清洁能源的转化参数及电网管理子系统的故障信息，并据此调整能源转化子系统的工作状态，从而提升清洁能源的供电稳定性，实现将清洁能源大规模并入电网。
在其中一个实施例中，能源转化子系统包括输电装置、清洁能源发电装置和联网控制装置，其中输电装置分别与清洁能源发电装置和联网控制装置连接，输电装置和联网控制装置还分别与电网管理子系统连接；清洁能源发电装置用于将清洁能源转化为电能；输电装置用于将清洁能源发电装置产生的电能传输至电网管理子系统；联网控制装置用于接收电网管理子系统发送的故障信息，并根据故障信息及能源转化子系统的能源转化参数，调整能源转化子系统的工作状态。
在其中一个实施例中，联网控制装置包括数据接入单元、数据采集单元、数据检测单元、数据处理单元和控制单元，数据接入单元、数据采集单元、数据检测单元和控制单元分别与数据处理单元连接；数据接入单元还与电网管理子系统连接，用于接收电网管理子系统发送的故障信息，并将故障信息发送至数据处理单元；数据采集单元还与清洁能源发电装置连接，用于监测清洁能源发电装置的能源转化参数，并将能源转化参数发送至数据处理单元；数据检测单元用于监测联网控制装置的运行参数，并将运行参数发送至数据处理单元；数据处理单元用于对故障信息、运行参数和能源转化参数进行处理，并向控制单元发送处理后的数据；控制单元用于根据处理后的数据调整能源转化子系统的工作状态。
在其中一个实施例中，控制单元用于当接收到故障信息时，或者当运行参数及能源转化参数的变化率达到预设阈值时，控制能源转化子系统停止运行。
在其中一个实施例中，电网管理子系统包括自动控制装置和通信电力线，通信电力线分别与自动控制装置和能源转化子系统连接；自动控制装置用于监测电网管理子系统的故障信息；通信电力线用于将故障信息发送至能源转化子系统；通信电力线还用于连接至少一个负荷终端并将能源转化子系统产生的电能输送至至少一个负荷终端。
在其中一个实施例中，自动控制装置包括：故障管理单元，与通信电力线连接，用于监测电网管理子系统的故障信息，并根据故障信息进行故障统计、故障分析及故障处理。
在其中一个实施例中，自动控制装置还包括：客户服务单元，与通信电力线连接，用于根据故障统计数据、故障分析数据及故障处理数据答复故障问题。
在其中一个实施例中，自动控制装置还包括：电量统计单元，与通信电力线连接，用于连接至少一个负荷终端，并统计每一负荷终端消耗的电量。
在其中一个实施例中，电网管理子系统还包括联网保护装置，用于过滤网络病毒。
在其中一个实施例中，清洁能源联网控制系统还包括传感器，传感器分别连接能源转化子系统和电网管理子系统。
附图说明
图1为本发明一实施例的清洁能源联网控制系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的清洁能源联网控制系统的结构示意图；
图3为本发明一实施例的能源转化子系统的结构示意图；
图4为本发明一实施例的联网控制装置的结构示意图；
图5为本发明一实施例的电网管理子系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在一个实施例中，提供一种清洁能源联网控制系统，其包括能源转化子系统和电网管理子系统，电网管理子系统与能源转化子系统连接，电网管理子系统还用于连接至少一个负荷终端；能源转化子系统用于将清洁能源转化为电能，并将电能输送至电网管理子系统；电网管理子系统用于将电能输送至至少一个负荷终端，以及，采集电网管理子系统的故障信息并向能源转化子系统发送故障信息；能源转化子系统还用于根据故障信息及能源转化子系统的能源转化参数，调整能源转化子系统的工作状态。
在一个实施例中，如图1所示，提供一种清洁能源联网控制系统100，该清洁能源联网控制系统100包括互相连接的能源转化子系统10和电网管理子系统30。此外，电网管理子系统30还与至少一个负荷终端40连接。
能源转化子系统10用于将清洁能源转化为电能，并将电能输送至电网管理子系统30。电网管理子系统30用于将电能输送至至少一个负荷终端40，以及采集电网管理子系统30的故障信息并向能源转化子系统10发送故障信息；能源转化子系统10还用于根据故障信息及能源转化子系统的能源转化参数，调整能源转化子系统10的工作状态。
其中，调整能源转化子系统10的工作状态包括：将能源转化子系统10的工作状态由运行状态调整为停止运行状态；或者，将能源转化子系统10的工作状态由停止运行状态调整为运行状态。例如，当电网管理子系统30发生故障时，和/或，当能源转化子系统的能源转化参数不稳定时，将能源转化子系统10的工作状态由运行状态调整为停止运行状态。又如，当接收到电网管理子系统30的故障信息时，或者当能源转化参数的变化率达到预设阈值时，控制能源转化子系统停止运行。当一定时间段内未接收到电网管理子系统30的故障信息时，或者当能源转化参数的变化率小于预设阈值时，控制能源转化子系统开始运行。
在一个实施例中，能源转化子系统10通过导线与电网管理子系统30连接，从而通过导线将产生的电能传输至电网管理子系统30。电网管理子系统30通过导线与至少一个负荷终端40连接，从而将电能传输到至少一个负荷终端40。
上述清洁能源联网控制系统，能够实时监控清洁能源的转化参数及电网管理子系统的故障信息，并据此调整能源转化子系统的工作状态，从而提升清洁能源的供电稳定性，实现将清洁能源大规模并入电网。
在一个实施例中，如图2所示，上述清洁能源联网控制系统100还包括传感器20，传感器20分别与能源转化子系统10和电网管理子系统30相连接。通过传感器20实时监测能源转化子系统10的能源转化参数和电网管理子系统30的电气参数。其中，传感器20可选用智能电网高级传感器。
在一个实施例中，如图3所示，能源转化子系统10包括输电装置110、清洁能源发电装置120和联网控制装置130，其中输电装置110分别与清洁能源发电装置120和联网控制装置130连接，输电装置110和联网控制装置130还分别与电网管理子系统30连接。
其中，清洁能源发电装置120用于将清洁能源转化为电能；输电装置110用于将清洁能源发电装置120产生的电能传输至电网管理子系统30；联网控制装置130用于接收电网管理子系统30发送的故障信息，并根据故障信息及能源转化子系统10的能源转化参数，调整能源转化子系统10的工作状态。这样，能够实时监控清洁能源的转化参数及电网管理子系统的故障信息，并据此调整能源转化子系统的工作状态，从而提升清洁能源的供电稳定性。
在一个实施例中，输电装置110为输电塔，清洁能源发电装置120为清洁能源发电塔，电网管理子系统30和清洁能源发电塔120分别通过导线与输电塔110连接。
在一个实施例中，如图4所示，联网控制装置130包括数据接入单元131、数据采集单元132、数据检测单元133、数据处理单元134和控制单元135，数据接入单元131、数据采集单元132、数据检测单元133和控制单元135分别与数据处理单元134连接。
其中，数据接入单元131还与电网管理子系统30连接，用于接收电网管理子系统30发送的故障信息，并将故障信息发送至数据处理单元134。数据采集单元132还与清洁能源发电装置120连接，用于监测清洁能源发电装置120的能源转化参数，并将能源转化参数发送至数据处理单元。数据检测单元133用于监测联网控制装置130的运行参数，并将运行参数发送至数据处理单元134。数据处理单元134用于对故障信息、运行参数和能源转化参数进行处理，并向控制单元135发送处理后的数据。控制单元135用于根据处理后的数据调整能源转化子系统10的工作状态。其中，数据处理单元134可在对故障信息、运行参数和能源转化参数进行本地大数据分析处理。
这样，不仅能根据能源转化子系统10的能源转化参数和电网管理子系统的故障信息，还能结合能源转化子系统的联网控制装置的运行参数对能源转化子系统的工作状态进行调整，进一步提升清洁能源供电的稳定性。
在一个实施例中，为方便对清洁能源发电装置120的工作状况进行实时监测，数据采集单元132设置于清洁能源发电装置120的内部。类似地，为方便对联网控制装置130的能源转化参数进行实时监测，数据检测单元133设置于联网控制装置130内部。
在一个实施例中，控制单元135用于当接收到故障信息时，或者当运行参数及能源转化参数的变化率达到预设阈值时，控制能源转化子系统10停止运行。这样能够在能源转化参数不稳定、联网控制装置的运行参数不稳定或者电网管理子系统30出现故障时，联网控制装置130控制清洁能源发电装置120停止工作，防止因清洁能源的不稳定性造成大型损失。
在一个实施例中，如图5所示，电网管理子系统30包括自动控制装置310和通信电力线320，通信电力线320分别与自动控制装置310和能源转化子系统10连接。例如，通信电力线320与能源转化子系统10中的联网控制装置130连接。又如，通信电力线320与联网控制装置130中的数据接入单元131连接。
其中，自动控制装置310用于监测电网管理子系统30的故障信息；通信电力线320用于将故障信息发送至能源转化子系统10。具体地，通信电力线320将故障信息发送至能源转化子系统10中的联网控制装置130，使联网控制装置130根据故障信息及能源转化子系统10的能源转化参数，调整能源转化子系统10的工作状态。通信电力线320还用于连接至少一个负荷终端40，并将能源转化子系统10产生的电能输送到至少一个负荷终端40。
在一个实施例中，电网管理子系统30还包括联网保护装置，用于过滤网络病毒，从而阻止网络病毒入侵。其中，联网保护装置可以是安装在自动控制装置310上的互联网保护装置，如防火墙。这样，在自动控制装置310工作时，可通过联网保护装置防止病毒入侵，保证自动控制装置310及电网管理子系统30的正常运行。
在一个实施例中，自动控制装置310包括故障管理单元，故障管理单元与通信电力线320连接，用于监测电网管理子系统的故障信息，并根据故障信息进行故障统计、故障分析及故障处理。本实施例不仅根据电网管理子系统的故障信息调整能源转化子系统的工作状态，还对故障进行处理，进一步提升清洁能源供电的稳定性和可靠性。通过对故障信息进行统计及分析，能够提升故障处理的效率。
在一个实施例中，自动控制装置310还包括客户服务单元，客户服务单元与通信电力线320连接，用于根据故障统计数据、故障分析数据及故障处理数据答复故障问题。其中，客户服务单元安装在自动控制装置内部，可根据故障统计数据、故障分析数据及故障处理数据，自动答复或者用户所提出的关于故障的问题。
在一个实施例中，自动控制装置310还包括电量统计单元，电量统计单元与通信电力线320连接，用于连接至少一个负荷终端40，并统计每一负荷终端消耗的电量。进一步地，电量统计单元可对每个负荷终端所消耗的电量进行分类统计。这样，能够分析各负荷终端的电量消耗情况，从而对各负荷终端按需分配电量，还可对负荷终端进行计费。
在一个实施例中，由能源转化子系统10产生的电能通过电网管理子系统30传导至负荷终端40。在电能传导过程中，能源转化子系统10中的联网控制装置130对能源转化子系统10内部进行实时监测，同时电网管理子系统30中的自动控制装置310对电网管理子系统30内部进行实时检测。当能源转化子系统10或电网管理子系统30出现故障时，可通过联网控制装置130的控制单元135控制清洁能源发电装置120停止工作，避免出现大型损失。
本发明利用智能电网的高级传感技术、通信技术和自动控制技术，在智能电网建设的同时融入清洁能源，对清洁能源不稳定的状态进行监控，从而实现清洁能源稳定发展目标，增大可再生能源利用率。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种清洁能源联网控制系统，其特征在于，包括能源转化子系统和电网管理子系统，所述电网管理子系统与所述能源转化子系统连接，所述电网管理子系统还用于连接至少一个负荷终端；
所述能源转化子系统用于将清洁能源转化为电能，并将所述电能输送至所述电网管理子系统；
所述电网管理子系统用于将所述电能输送至所述至少一个负荷终端，以及，采集所述电网管理子系统的故障信息并向所述能源转化子系统发送所述故障信息；
所述能源转化子系统还用于根据所述故障信息及所述能源转化子系统的能源转化参数，调整所述能源转化子系统的工作状态。
2.根据权利要求1所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述能源转化子系统包括输电装置、清洁能源发电装置和联网控制装置，其中所述输电装置分别与所述清洁能源发电装置和所述联网控制装置连接，所述输电装置和所述联网控制装置还分别与所述电网管理子系统连接；
所述清洁能源发电装置用于将清洁能源转化为电能；
所述输电装置用于将所述清洁能源发电装置产生的电能传输至所述电网管理子系统；
所述联网控制装置用于接收所述电网管理子系统发送的故障信息，并根据所述故障信息及所述能源转化子系统的能源转化参数，调整所述能源转化子系统的工作状态。
3.根据权利要求2所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述联网控制装置包括数据接入单元、数据采集单元、数据检测单元、数据处理单元和控制单元，所述数据接入单元、所述数据采集单元、所述数据检测单元和所述控制单元分别与所述数据处理单元连接；
所述数据接入单元还与所述电网管理子系统连接，用于接收所述电网管理子系统发送的故障信息，并将所述故障信息发送至所述数据处理单元；
所述数据采集单元还与所述清洁能源发电装置连接，用于监测所述清洁能源发电装置的能源转化参数，并将所述能源转化参数发送至所述数据处理单元；
所述数据检测单元用于监测所述联网控制装置的运行参数，并将所述运行参数发送至所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于对所述故障信息、所述运行参数和所述能源转化参数进行处理，并向所述控制单元发送处理后的数据；
所述控制单元用于根据所述处理后的数据调整所述能源转化子系统的工作状态。
4.根据权利要求3所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述控制单元用于当接收到所述故障信息时，或者当所述运行参数及所述能源转化参数的变化率达到预设阈值时，控制所述能源转化子系统停止运行。
5.根据权利要求1所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述电网管理子系统包括自动控制装置和通信电力线，所述通信电力线分别与所述自动控制装置和所述能源转化子系统连接；
所述自动控制装置用于监测所述电网管理子系统的故障信息；
所述通信电力线用于将所述故障信息发送至所述能源转化子系统；
所述通信电力线还用于连接至少一个负荷终端并将所述能源转化子系统产生的电能输送至所述至少一个负荷终端。
6.根据权利要求5所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述自动控制装置包括：
故障管理单元，与所述通信电力线连接，用于监测所述电网管理子系统的故障信息，并根据所述故障信息进行故障统计、故障分析及故障处理。
7.根据权利要求6所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述自动控制装置还包括：
客户服务单元，与所述通信电力线连接，用于根据故障统计数据、故障分析数据及故障处理数据答复故障问题。
8.根据权利要求6所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述自动控制装置还包括：
电量统计单元，与所述通信电力线连接，用于连接所述至少一个负荷终端，并统计每一所述负荷终端消耗的电量。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，
所述电网管理子系统还包括联网保护装置，用于过滤网络病毒。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的清洁能源联网控制系统，其特征在于，所述清洁能源联网控制系统还包括传感器，所述传感器分别连接所述能源转化子系统和所述电网管理子系统。
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