CN111244986A - 一种综合能源储能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综合能源储能控制系统，包括物理发电系统、储能系统、配电网、感知模块、信息处理模块和控制模块，控制模块包括输入端采集端口、外接控制开关端口、储能系统连接端口和配电网调度操控端口；物理发电系统的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，感知模块的输入端与配电网的输出端电性连接，感知模块的输出端与信息处理模块的输入端电性连接，信息处理模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，控制模块的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接。本发明通过设置的物理发电系统、储能系统、配电网和控制模块，解决了可再生新能源发电并网过程中，受外界因素影响造成间隙性和不稳定性，极大地妨碍了能量的传输的问题。
Description
技术领域
本发明涉及能源控制相关系统技术领域，具体为一种综合能源储能控制系统。
背景技术
随着科技的发展，可再生的新能源(如太阳能、风能和潮汐能等)将逐渐取代那些消耗性能源，而且作为新能源应用中一个重要环节的储能系统，已经为人们所日益重视。现有的技术在运行过程中会发现，多种能源系统虽然都具备将其逆变后并网发电的可能性，但是，由于其具有的间隙性和不稳定性，极大地妨碍了能量的传输。例如，太阳能发电，当光照量小于一定量值的时候，并网发电就不具有可操作性，而当光照量达到额定功率数值，光电系统能依照额定功率输出的时候，此时，又必须满足电网正有补充功率能量的需求。由于各种状态条件必须具有互相的匹配特征，因此，在现有设备的运行过程中会极大地影响其效率的发挥。太阳能并网发电、潮汐能并网发电以及其它间隙性能源种类的并网过程中，都遇到了诸如此类的问题和瓶颈。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种综合能源储能控制系统，解决了可再生新能源发电并网过程中，受外界因素影响造成间隙性和不稳定性，极大地妨碍了能量的传输的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种综合能源储能控制系统，包括物理发电系统、储能系统、配电网、感知模块、信息处理模块和控制模块，所述的控制模块包括输入端采集端口、外接控制开关端口、储能系统连接端口和配电网调度操控端口；所述的物理发电系统的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，所述的感知模块的输入端与配电网的输出端电性连接，所述的感知模块的输出端与信息处理模块的输入端电性连接，所述的信息处理模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，所述控制模块的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，且储能系统的输出端与配电网的输入端电性连接。
进一步地，物理发电系统包括传统火力发电系统、风力发电系统、光能发电系统和水力发电系统，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口电性连接，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口之间均串联有断路开关。
进一步地，所述储能系统包括储能电池组、超级电容组和耦合器，所述的储能电池组提供耦合器与超级电容组电性连接，所述的储能电池组的输出端与配电网的输出端电性连接，并且储能电池组的输出端与配电网的输入端之间串联有断路开关。
进一步地，所述的感知模块包括电压检测芯片和电流检测芯片，并将监测到的电压以及电流数据通过电信号的方式传输到信息处理模块上，所述的信号处理器采用DSP数字处理器。
进一步地，所述的控制模块由DSP芯片和FPGA芯片组成，其中FPGA芯片由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成。
进一步地，所述的配电网对应物理发电系统和储能系统均设置对应的连接端口，并且对应连接端口之间串联的短路开关的输入端均与控制模块的输出端电性连接。
本发明具备以下有益效果：
本发明，通过设置的物理发电系统、储能系统、配电网、感知模块、信息处理模块和控制模块，将综合能源储能控制系统进行综合管理和调度，调节不同能源组的输入，将间隙性能源存储至储能系统中，然后将储能系统中的能源转换为稳定的、可供配电网调配的稳定电能源，在配电网更换输入电能种类过程中有需求的时候，即可以通过控制系统实现调配，以适合需求的功率进行能量传输，有效地避免不稳定电能的能源损耗，使得整个配电网始终可以得到稳定电能的供给，解决了可再生新能源发电并网过程中，受外界因素影响造成间隙性和不稳定性，极大地妨碍了能量的传输的问题。
附图说明
图1为控制系统流程示意图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开有”、“一侧”、“下”、“高度”、“沿环形方向”、“同心布置”、“交替连接”、“内”、“周侧”、“外侧”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1所示，本发明提供的一种实施例；一种综合能源储能控制系统，包括物理发电系统、储能系统、配电网、感知模块、信息处理模块和控制模块，控制模块包括输入端采集端口、外接控制开关端口、储能系统连接端口和配电网调度操控端口，多种端口的设置便于控制模块与整个储能控制系统中的各个部分连接到一起，进而用于收集电压以及电流的信息，并同时用接收到的信息来控制整个系统协调运行，进而保证可以做到配电网稳定的为外界的用电端输入稳定的电能，物理发电系统的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，便于在发电系统中多种发电产生的电能中选择一种当前稳定的供给配电网试用，其它的电能则传输到储能系统中存储起来，进而保证配电网上输出电能的稳定，同时将其它发电的电能储存起来，避免电能的浪费，感知模块的输入端与配电网的输出端电性连接，感知模块的输出端与信息处理模块的输入端电性连接，信息处理模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，控制模块的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，便于利用感知模块来监测配电网上输出电能的电流以及电压信息，并利用信号处理模块处理监测的信号后传输到控制模块上，进而控制模块利用接收的信息来控制协调物理发电系统向配电网输送稳定的电能，不稳定的则输送到储能系统中储存起来，且储能系统的输出端与配电网的输入端电性连接，便于储能系统在配电网更换输入电能的种类间歇中向配电网输送电能，保证配电网不间歇的稳定输出电能。
其中，物理发电系统包括传统火力发电系统、风力发电系统、光能发电系统和水力发电系统，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口电性连接，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口之间均串联有断路开关，断路开关的设置方便控制模块控制，利用断路开关的开合来控制物理发电系统向配电网输入电能的种类，便于向配电网输送稳定的电能源。
其中，储能系统包括储能电池组、超级电容组和耦合器，储能电池组提供耦合器与超级电容组电性连接，在超级电容组和耦合器的作用下便于将外界不稳定的电能转换成稳定的电能输入到储能电池组中储存起来，储能电池组的输出端与配电网的输出端电性连接，并且储能电池组的输出端与配电网的输入端之间串联有断路开关，便于将储能电池组中储存的电能输送到配电网上，利用断路开关来控制储能电池组是否向配电网输电。
其中，感知模块包括电压检测芯片和电流检测芯片，并将监测到的电压以及电流数据通过电信号的方式传输到信息处理模块上，信号处理器采用DSP数字处理器，便于监测处配电网上输出电能的电压以及电流的信息，并将其传输到信号处理器中处理转换成符合控制模块的信号，进而便于控制模块来控制整个控制系统运行。
其中，控制模块由DSP芯片和FPGA芯片组成，其中FPGA芯片由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，集端口将采集到的各个输入端口的瞬时能量提交给DSP芯片和FPGA芯片中，进而经过算法来调度能源的输入，从而控制各个部位断路开关的开合，对整个储能控制系统进行协调。
其中，配电网对应物理发电系统和储能系统均设置对应的连接端口，并且对应连接端口之间串联的短路开关的输入端均与控制模块的输出端电性连接，方便配电网和物理发电系统以及储能系统之间不同电能的切换协调操作，做到配电网上电能始终处于稳定状态。
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)
1.一种综合能源储能控制系统，包括物理发电系统、储能系统、配电网、感知模块、信息处理模块和控制模块，其特征在于：所述的控制模块包括输入端采集端口、外接控制开关端口、储能系统连接端口和配电网调度操控端口；所述的物理发电系统的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，所述的感知模块的输入端与配电网的输出端电性连接，所述的感知模块的输出端与信息处理模块的输入端电性连接，所述的信息处理模块的输出端与控制器模块的输入端电性连接，所述控制模块的输出端与配电网和储能系统的输入端电性连接，且储能系统的输出端与配电网的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种综合能源储能控制系统，其特征在于：所述物理发电系统包括传统火力发电系统、风力发电系统、光能发电系统和水力发电系统，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口电性连接，并且各个发电系统的输出端口均与配电网和储能系统上对应的输入端口之间均串联有断路开关。
3.根据权利要求1所述的一种综合能源储能控制系统，其特征在于：所述储能系统包括储能电池组、超级电容组和耦合器，所述的储能电池组提供耦合器与超级电容组电性连接，所述的储能电池组的输出端与配电网的输出端电性连接，并且储能电池组的输出端与配电网的输入端之间串联有断路开关。
4.根据权利要求1所述的一种综合能源储能控制系统，其特征在于：所述的感知模块包括电压检测芯片和电流检测芯片，并将监测到的电压以及电流数据通过电信号的方式传输到信息处理模块上，所述的信号处理器采用DSP数字处理器。
5.根据权利要求1所述的一种综合能源储能控制系统，其特征在于：所述的控制模块由DSP芯片和FPGA芯片组成，其中FPGA芯片由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成。
6.根据权利要求1所述的一种综合能源储能控制系统，其特征在于：所述的配电网对应物理发电系统和储能系统均设置对应的连接端口，并且对应连接端口之间串联的短路开关的输入端均与控制模块的输出端电性连接。
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