CN109510202A - 一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了能源管理技术领域的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，包括电网、光伏发电单元、风力发电单元、功率调节器、储电单元、监控调度模块、经济调度数学模块和供电设备，光伏发电单元和风力发电单元通过功率调节器接入在电网上，功率调节器电性输出储电单元，电网、功率调节器和储电单元通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接，监控调度模块通过传输数据的数据总线连接经济调度数学模型，电网通过驱动组件连接供电设备，使用风能和太阳能能够减轻电网负荷，降低了充电成本，电池管理系统BMS管理储电单元，对用电高峰时平衡电网负荷，减小电网冲击优势明显，经济调度数学模型，提高系统的运行效率，实现经济运行。
Description
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，具体为一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统。
背景技术
随着全球资源的逐渐稀缺、环境压力的不断增大，电力市场化进程的不断深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，电力行业正面临着前所未有的挑战和机遇，建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统已经成为全球电力行业的共同目标。
大量的电力企业正在开展建设时间，内容覆盖发电、输电、配电盒售电等环节，这些电力企业通过促进技术于具体业务的有效结合，使得电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，从而最终达到提高运营绩效的目标，目前，已有的电网技术应用主要是在用电和配电的领域，在用电系统中，目前国内家庭用电，大多采用国家电网直接供给，如在白天用电高峰，大量的家庭需要用电，这就会对电网造成影响，同时依赖于电网供电，一旦电网出现故障，便无法继续满足家庭用电服务。另外家庭用电需要瞬时强大的功率电力，常规电网也是基本无法满足，而要建专用充电网络，发明这涉及整个国家电网改造，国家电网大改造不是小事，耗资巨大。
基于此，本发明设计了一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，包括电网、光伏发电单元、风力发电单元、功率调节器、储电单元、监控调度模块、经济调度数学模块和供电设备；
所述光伏发电单元和风力发电单元通过功率调节器接入在电网上，所述功率调节器电性输出储电单元，所述电网、功率调节器和储电单元通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接，监控调度模块通过传输数据的数据总线连接经济调度数学模型，所述所述电网通过驱动组件连接供电设备。
优选的，所述储电单元包括储能电池组和换电电池组，所述储能电池组和换电电池组设有对应的电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接。
优选的，所述传输数据的数据总线采用DataBUS数据总线。
优选的，所述监控调度模块还包括数据采集模块、数据分析模块，模型建立模块和模型优化模块。
优选的，所述功率调节器包括通过数据总线连接的逆变器和并网装置，所述逆变器、充放电控制模块和储电单元通过数据总线连接。
优选的，所述功率调节器还包括防高压逆流电路、直流负载和交流负载。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够充分利用再生能源，使用风能和太阳能为主要能量来源，干净、无污染；使用风能和太阳能能够减轻电网负荷，降低了充电成本；通过电池管理系统BMS管理储电单元，对用电高峰时平衡电网负荷，减小电网冲击优势明显，降低电网故障影响；利用经济调度数学模型，在平衡电网负荷的前提下，综合考虑阶梯电价，电池循环寿命， 太阳能风能最大功率跟踪，提高系统的运行效率，实现经济运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明功率调节器原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，包括电网、光伏发电单元、风力发电单元、功率调节器、储电单元、监控调度模块、经济调度数学模块和供电设备，所述光伏发电单元和风力发电单元通过功率调节器接入在电网上，所述功率调节器电性输出储电单元，所述电网、功率调节器和储电单元通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接，监控调度模块通过传输数据的数据总线连接经济调度数学模型，所述所述电网通过驱动组件连接供电设备。
其中，所述储电单元包括储能电池组和换电电池组，所述储能电池组和换电电池组设有对应的电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接，电池管理系统BMS兼具电池物理参数实时监测，电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理功能，能够对储电单元进行很好的管理。
其中，所述传输数据的数据总线采用DataBUS数据总线。
其中，所述监控调度模块还包括数据采集模块、数据分析模块，模型建立模块和模型优化模块，通过对供电设备的运行状况进行实时监测，采集、分析相关数据，并提供模型建立模块建立经济调度数学模型，并通过模型优化模块进行优化；
建立经济调度数学模型具体利用改进型粒子群优化算法，对标准的粒子群算法在搜寻最优解的过程进行改进，加强了种群中粒子之间的信息共享，优化迭代进程，大大提高算法的精确度以及算法的收敛能力，利用经济调度数学模型，在平衡电网负荷的前提下，综合考虑阶梯电价，电池循环寿命， 太阳能风能最大功率跟踪，提高系统的运行效率，实现经济运行。
其中，所述功率调节器包括通过数据总线连接的逆变器和并网装置，所述逆变器、充放电控制模块和储电单元通过数据总线连接，逆变器用于将光伏发电单元和风力发电单元产生的直流电变成交流电，使转换后端 交流电的电压、频率一致，充放电控制模块用于便民储电单元的过充和深度放电，并网装置可以自动检测出电网或者供电设备的事故发生，迅速将逆变器与电网分离。
其中，所述功率调节器还包括防高压逆流电路、直流负载和交流负载，可将光伏发电单元和风力发电单元产生的直流电变成交流电传输进行有效保护和检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：包括电网、光伏发电单元、风力发电单元、功率调节器、储电单元、监控调度模块、经济调度数学模块和供电设备；
所述光伏发电单元和风力发电单元通过功率调节器接入在电网上，所述功率调节器电性输出储电单元，所述电网、功率调节器和储电单元通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接，监控调度模块通过传输数据的数据总线连接经济调度数学模型，所述所述电网通过驱动组件连接供电设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：所述储电单元包括储能电池组和换电电池组，所述储能电池组和换电电池组设有对应的电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS通过传输数据的数据总线与监控调度模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：所述传输数据的数据总线采用DataBUS数据总线。
4.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：所述监控调度模块还包括数据采集模块、数据分析模块，模型建立模块和模型优化模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：所述功率调节器包括通过数据总线连接的逆变器和并网装置，所述逆变器、充放电控制模块和储电单元通过数据总线连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于数学模型的区域电网的能源管理系统，其特征在于：所述功率调节器还包括防高压逆流电路、直流负载和交流负载。
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