CN116488350B - 一种分布式新能源群控群调系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式新能源群控群调系统及方法，系统包括基于大数据的综合管理服务器、通讯网络、主控制器、协同控制器，其中基于大数据的综合管理服务器通过通讯网络分别与主控制器、协同控制器建立数据连接，同时各协同控制器分别与主控制器间通过配电网电气连接。其控制方法包括能源群系统设置及协同控制等两个步骤。本发明一方面可有效提高新能源系统控制及运行状态监控作业的精度；另一方面看充分发挥新能源供电系统运行效率，克服新能源供电系统运行时存在的受自然化境和设备缺陷出现的供电量波动缺陷，从而有效的保证新能源发电系统供能的稳定性和连续性。

Description

一种分布式新能源群控群调系统及方法
技术领域
本发明涉及一种分布式新能源群控群调系统，属新能源设备技术领域。
背景技术
随着基于风力发电、光伏发电、水力发电等发电系统的新能源系统的应用中，当前的调度系统虽然可以满足新能源发电系统管理调度作业的需要，但是由于当前缺乏针对新能源发电系统的管理调度系统，因此所控制的管理调度作业系统往往均采用基于传统能源发电调度管理系统，虽然一定程度上满足了系能源发电系统进行管控调度的需要，但在控制中发现，当前所控制的传统管控系统，一方面存在系统调整拓展能力差，远程书通讯能力及调度能力较差的问题，从而导致当前新能源系统运行时，往往需要工作人员进行大量的现场操作，从而增加了工作成本和劳动强度，同时也降低了工作效率；另一方面在运行中，往往无法有效针对新能源发电系统运行中易收到自然环境因素干扰而导致的发电量不稳的缺陷，从而导致当前新能源发电系统在并网发电供电时，往往均不同程度存在发电稳定性、连续性稳定性差，供电质量差的缺陷。
因此，基于上述现有技术中存在缺陷，对现有的问题予以研究改良，提供了分布式新能源群控群调系统，旨在通过该设备，解决一些现存的装备问题。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供分布式新能源群控群调系统及方法，该发明集成化和模块化程度高，系统拓展能力强，通用性好，可有效的满足多种新能源发电系统配套运行的需要，一方面可有效提高新能源系统控制及运行状态监控作业的精度，并有效实现远程监控作业的需要，降低新能源系统运行时的人工成本和劳动强度；另一方面在运行中，根据控制需要灵活调整新能源发电系统运行状态进行精确监控、调整，从而充分发挥新能源供电系统运行效率，克服新能源供电系统运行时存在的受自然化境和设备缺陷出现的供电量波动缺陷，从而有效的保证新能源发电系统供能的稳定性和连续性。
为了实现上述目的，本实用发明是通过如下的技术方案来实现：
一种分布式新能源群控群调系统，包括基于大数据的综合管理服务器、通讯网络、主控制器、协同控制器，其中基于大数据的综合管理服务器通过通讯网络分别与主控制器、协同控制器建立数据连接，同时各协同控制器分别与主控制器通过配电网电气连接，主控制器、协同控制器均包括功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组及电控柜，高压接线柜和低压接线柜均通过隔离开关柜与变压器组电气连接，高压接线柜通过隔离开关柜与功率补偿柜电气连接，同时功率补偿柜另分别与调压控制柜、电控柜电气连接，调压控制柜与至少一个低压接线柜电气连接，电控柜另与调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜电气连接，变压器组中，主控制器高压接线柜所连接的变压器组通过配电网协同控制器高压接线柜所连接的变压器组电气连接，同时主控制器另通过至少以一个变压器组与外部配电网电气连接，协同控制器另通过至少以一个变压器组与新能源电源系统电气连接。
进一步的，所述通讯网络为物联网系统，包括至少一条在线通讯网络及至少一条无线通讯网络，且所述通讯网络中设若干中继服务器，且所述基于大数据的综合管理服务器均通过中继服务器分别与主控制器、协同控制器建立数据连接，同时各中继服务器间另通过通讯网络建立数据连接。
进一步的，所述主控制器、协同控制器另设承载机构，所述承载机构包覆在电控柜外，并与电控柜间电气连接，同时另与通讯网络间建立数据连接。
进一步的，所述承载机构包括承载机架、接线端子、制冷机组、换热板、循环泵及隔板，所述承载机架为轴向截面呈矩形框架结构，其轴线与水平面垂直分布，所述承载机架内设一个与其同轴分布的隔板，并由隔板将承载机架从上至下分为控制腔和执行腔，其中所述电控柜位于控制腔内，所述制冷机组、循环泵和接线端子均位于执行腔内，其中所述接线端子与电控柜电气连接，且电控柜通过接线端子与外部电路电气连接，所述制冷机组、循环泵均与电控柜电气连接，所述制冷机组与循环泵连通，所述循环泵与若干换热板通过导流管连通并构成闭合循环管路，其中所述换热板数量与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组数量一致，且功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组处均设1—2个换热板，各换热板分别与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组外表面连接。
进一步的，所述换热板包括承载龙骨、绝缘弹性防护网、弹片、绝缘垫块、换热翅板、换热管，所述承载龙骨为矩形格栅板结构，其前端面及后端面分布通过弹片与绝缘弹性防护网连接，所述绝缘弹性防护网与承载龙骨同轴分布，且弹片环绕承载龙骨中心点分布，所述换热管至少一条，嵌于承载龙骨内并环绕承载龙骨中心点呈曲线结构分布，所述换热管两段设连接管头，并通过连接管头与导流管连通，所述换热翅板若干，分别与承载龙骨前端面及后端面间垂直分布并连接，且换热翅板前端面超出绝缘弹性防护网板面外，并与绝缘垫块连接，同时承载龙骨后端面的各换热翅板通过绝缘垫块与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组外表面连接。
进一步的，所述电控柜包括配电柜、UPS应急电源、通讯网关、驱动电路及接线排，其中所述配电柜内设UPS应急电源、通讯网关、驱动电路，其中所述UPS应急电源位于配电柜最底部，所述通讯网关和接线排均位于UPS应急电源和驱动电路之间位置，同时，驱动电路分别与UPS应急电源、通讯网关及接线排电气连接，所述通讯网关与通讯网络建立数据连接，接线排通过导线与外部设备电气连接。
进一步的，所述驱动电路为以可编程控制器为基础的电路系统，同时驱动电路另设比例积分控制器、MOS驱动电路，。
一种分布式新能源群控群调系的控制方法，包括如下步骤：
S1，能源群系统设置，首先根据待协同运行的新能源发电系统发电功率，及系能源发电系统空间上分布位置，分别为各新能源发电系统处设置一个协同控制器，并使协同控制器的至少一个变压器组与的电能输出端电气连接，使使协同控制器的电控柜与新能源发电系统电气连接，同时通过通讯网络分别与基于大数据的综合管理服务器、主控制器建立数据连接，然后再远程控制平台处设置基于大数据的综合管理服务器和主控制器，并使主控制器通过通讯网络与基于大数据的综合管理服务器建立数据连接，同时使主控制器的至少一个变压器组通过配电网分别与各协同控制器的电能输出的变压器组间电气连接，此外使主控制器的至少一个变压器组通过配电网与外部供电电网间电气连接；即可完成系统配置；
S2，协同控制，完成S1步骤后即可进行集中调度管控，在集中调度管控时，首先由基于大数据的综合管理服务器分别为各主控制器、协同控制器分配独立的通讯地址，然后由协同控制器对其所连接的新能源发电系统铭牌参数进行采集,并将采集的数据直接发送至基于大数据的综合管理服务器，然后在新能源发电系统正常进行发电、储能过程中，由协同控制器对新能源发电系统的发电能力、储能电量进行检测，然后将检测的数据通过通讯网络分别发送至主控制器和基于大数据的综合管理服务器，由主控制器根据外部供电系统的电能需求，调整输出的电压、电流值及供电功率，然后根据供电功率需求，通过通讯网络向各协同控制器发送供电控制命令，分别由各协同控制器根据接收的命令调整发电量、供电电压、供电电流、供电时间及供电功率参数，然后由设定的参数驱动新能源发电系统进行发电作业，并使新能源发电系统供给电能通过协同控制器传输至主控制器，最后由主控制器对接收的各协同控制器电能进行汇总、调压整流后再对外进行整体供电作业。
本发明集成化和模块化程度高，系统拓展能力强，通用性好，可有效的满足多种新能源发电系统配套运行的需要，一方面可有效提高新能源系统控制及运行状态监控作业的精度，并有效实现远程监控作业的需要，降低新能源系统运行时的人工成本和劳动强度；另一方面在运行中，根据控制需要灵活调整新能源发电系统运行状态进行精确监控、调整，从而充分发挥新能源供电系统运行效率，克服新能源供电系统运行时存在的受自然化境和设备缺陷出现的供电量波动缺陷，从而有效的保证新能源发电系统供能的稳定性和连续性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明系统结构示意图；
图2为主控制器、协同控制器结构示意图；
图3为承载机构局部结构示意图；
图4为换热板局部结构示意图；
图5为电控柜结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图5所示，一种分布式新能源群控群调系统，包括基于大数据的综合管理服务器1、通讯网络2、主控制器3、协同控制器4，其中基于大数据的综合管理服务器1通过通讯网络2分别与主控制器3、协同控制器4建立数据连接，同时各协同控制器4分别与主控制器3间通过配电网电气连接。
本实施例中，所述主控制器3、协同控制器4均包括功率补偿柜31、调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35、变压器组36及电控柜37，高压接线柜34和低压接线柜35均通过隔离开关柜33与变压器组36间电气连接，高压接线柜34通过隔离开关柜33与功率补偿柜31电气连接，同时功率补偿柜31另分别与调压控制柜32、电控柜37电气连接，调压控制柜32与至少一个低压接线柜35电气连接，电控柜37另与调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35电气连接，变压器组36中，主控制器高压接线柜34所连接的变压器组36通过配电网协同控制器4高压接线柜34所连接的变压器组36电气连接，同时主控制器3另通过至少以一个变压器组36与外部配电网电气连接，协同控制器4另通过至少以一个变压器组36与新能源电源系统电气连接。
本实施例中，所述通讯网络2为物联网系统，包括至少一条在线通讯网络及至少一条无线通讯网络，且所述通讯网络2中设若干中继服务器21，且基于大数据的综合管理服务器1均通过中继服务器21分别与主控制器3、协同控制器4建立数据连接，同时各中继服务器21间另通过通讯网络2建立数据连接。
本实施例中，所述主控制器3、协同控制器4另设承载机构5，所述承载机构5包覆在电控柜37外，并与电控柜37间电气连接，同时另与通讯网络2间建立数据连接。
重点说明的，所述承载机构5包括承载机架51、接线端子52、制冷机组53、换热板54、循环泵56及隔板55，所述承载机架51为轴向截面呈矩形框架结构，其轴线与水平面垂直分布，所述承载机架51内设一个与其同轴分布的隔板55，并由隔板55将承载机架从上至下分为控制腔58和执行腔57，其中所述电控柜37位于控制腔58内，所述制冷机组53、循环泵56和接线端子52均位于执行腔57内，其中所述接线端子52与电控柜电气连接，且电控柜37通过接线端子52与外部电路电气连接，所述制冷机组53、循环泵56均与电控柜37间电气连接，所述制冷机组53与循环泵56连通，所述循环泵56与若干换热板64通过导流管连通并构成闭合循环管路，其中所述换热板54数量与功率补偿柜31、调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35、变压器组36数量一致，且功率补偿柜31、调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35、变压器组36处均设1—2个换热板54，各换热板54分别与功率补偿柜31、调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35、变压器组36外表面连接。
其中，所述换热板54包括承载龙骨541、绝缘弹性防护网542、弹片543、绝缘垫块544、换热翅板545、换热管546，所述承载龙骨541为矩形格栅板结构，其前端面及后端面分布通过弹片与绝缘弹性防护网542连接，所述绝缘弹性防护网542与承载龙骨541同轴分布，且弹片543环绕承载龙骨541中心点分布，所述换热管546至少一条，嵌于承载龙骨541内并环绕承载龙骨541中心点呈曲线结构分布，所述换热管546两段设连接管头547，并通过连接管头547与导流管连通，所述换热翅板545若干，分别与承载龙骨541前端面及后端面间垂直分布并连接，且换热翅板545前端面超出绝缘弹性防护网542板面外，并与绝缘垫块544连接，同时承载龙骨541后端面的各换热翅板545通过绝缘垫块544与功率补偿柜31、调压控制柜32、隔离开关柜33、高压接线柜34、低压接线柜35、变压器组36外表面连接。
本实施例中，所述电控柜37包括配电柜371、UPS应急电源372、通讯网关373、驱动电路374及接线排375，其中所述配电柜371内设UPS应急电源372、通讯网关373、驱动电路374，其中所述UPS应急电源372位于配电柜371最底部，所述通讯网关373和接线排375均位于UPS应急电源372和驱动电路374之间位置，同时，驱动电路374分别与UPS应急电源372、通讯网关373及接线排375电气连接，所述通讯网关373与通讯网络2建立数据连接，接线排375通过导线与外部设备电气连接。
本实施例中，所述驱动电路374为以可编程控制器为基础的电路系统，同时驱动电路另设比例积分控制器、MOS驱动电路。
一种分布式新能源群控群调系的控制方法，包括如下步骤：
S1，能源群系统设置，首先根据待协同运行的新能源发电系统发电功率，及系能源发电系统空间上分布位置，分别为各新能源发电系统处设置一个协同控制器，并使协同控制器的至少一个变压器组与的电能输出端电气连接，使使协同控制器的电控柜与新能源发电系统电气连接，同时通过通讯网络分别与基于大数据的综合管理服务器、主控制器建立数据连接，然后再远程控制平台处设置基于大数据的综合管理服务器和主控制器，并使主控制器通过通讯网络与基于大数据的综合管理服务器建立数据连接，同时使主控制器的至少一个变压器组通过配电网分别与各协同控制器的电能输出的变压器组间电气连接，此外使主控制器的至少一个变压器组通过配电网与外部供电电网间电气连接；即可完成系统配置；
S2，协同控制，完成S1步骤后即可进行集中调度管控，在集中调度管控时，首先由基于大数据的综合管理服务器分别为各主控制器、协同控制器分配独立的通讯地址，然后由协同控制器对其所连接的新能源发电系统铭牌参数，并将采集的数据直接发送至基于大数据的综合管理服务器，然后在新能源发电系统正常进行发电、储能过程中，由协同控制器对新能源发电系统的发电能力、储能电量进行检测，然后将检测的数据通过通讯网络分别发送至主控制器和基于大数据的综合管理服务器，由主控制器根据外部供电系统的电能需求，调整输出的电压、电流值及供电功率，然后根据供电功率需求，通过通讯网络向各协同控制器发送供电控制命令，分别由各协同控制器根据接收的命令调整发电量、供电电压、供电电流、供电时间及供电功率参数，然后由设定的参数驱动新能源发电系统进行发电作业，并使新能源发电系统供给电能通过协同控制器传输至主控制器，最后由主控制器对接收的各协同控制器电能进行汇总、调压整流后再对外进行整体供电作业。
本发明集成化和模块化程度高，系统拓展能力强，通用性好，可有效的满足多种新能源发电系统配套运行的需要，一方面可有效提高新能源系统控制及运行状态监控作业的精度，并有效实现远程监控作业的需要，降低新能源系统运行时的人工成本和劳动强度；另一方面在运行中，根据控制需要灵活调整新能源发电系统运行状态进行精确监控、调整，从而充分发挥新能源供电系统运行效率，克服新能源供电系统运行时存在的受自然化境和设备缺陷出现的供电量波动缺陷，从而有效的对新能源发电系统供能的稳定性和连续性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种分布式新能源群控群调系统，其特征在于：所述的分布式新能源群控群调系统包括基于大数据的综合管理服务器、通讯网络、主控制器、协同控制器，其中所述基于大数据的综合管理服务器通过通讯网络分别与主控制器、协同控制器建立数据连接，同时各协同控制器分别与主控制器通过配电网电气连接，同时主控制器、协同控制器均包括功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组及电控柜，所述高压接线柜和低压接线柜均通过隔离开关柜与变压器组电气连接，隔离开关柜通过高压接线柜与功率补偿柜电气连接，同时所述功率补偿柜另分别与调压控制柜、电控柜电气连接，所述调压控制柜与至少一个低压接线柜电气连接，所述电控柜另与调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜电气连接，所述变压器组中，主控制器高压接线柜所连接的变压器组通过配电网、协同控制器以及高压接线柜所连接的变压器组电气连接，同时主控制器另通过至少一个变压器组与外部配电网电气连接，协同控制器另通过至少一个变压器组与新能源电源系统电气连接；
所述主控制器、协同控制器另设承载机构，所述承载机构包覆在电控柜外，并与所述电控柜电气连接，同时另与通讯网络间建立数据连接；
所述承载机构包括承载机架、接线端子、制冷机组、换热板、循环泵及隔板，所述承载机架为轴向截面呈矩形框架结构，其轴线与水平面垂直分布，所述承载机架内设一个与其同轴分布的隔板，并由隔板将承载机架从上至下分为控制腔和执行腔，其中所述电控柜位于控制腔内，所述制冷机组、循环泵和接线端子均位于执行腔内，其中所述接线端子与电控柜电气连接，且电控柜通过接线端子与外部电路电气连接，所述制冷机组、循环泵均与电控柜电气连接，所述制冷机组与循环泵连通，所述循环泵与若干换热板通过导流管连通并构成闭合循环管路，其中所述换热板数量与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组数量一致，且功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组处均设1个换热板，各换热板分别与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组外表面连接；所述换热板包括承载龙骨、绝缘弹性防护网、弹片、绝缘垫块、换热翅板、换热管，所述承载龙骨为矩形格栅板结构，其前端面及后端面分别通过弹片与绝缘弹性防护网连接，所述绝缘弹性防护网与承载龙骨同轴分布，且弹片环绕承载龙骨中心点分布，所述换热管至少一条，嵌于承载龙骨内并环绕承载龙骨中心点呈曲线结构分布，所述换热管两段设连接管头，并通过连接管头与导流管连通，所述换热翅板与承载龙骨前端面及后端面间垂直分布并连接，且换热翅板前端面超出绝缘弹性防护网板面外，并与绝缘垫块连接，同时承载龙骨后端面的各换热翅板通过绝缘垫块与功率补偿柜、调压控制柜、隔离开关柜、高压接线柜、低压接线柜、变压器组外表面连接。
2.根据权利要求1所述的分布式新能源群控群调系统，其特征在于：所述通讯网络为物联网系统，包括至少一条在线通讯网络及至少一条无线通讯网络，且所述通讯网络中设若干中继服务器，且所述基于大数据的综合管理服务器均通过中继服务器分别与主控制器、协同控制器建立数据连接，同时各中继服务器间另通过通讯网络建立数据连接。
3.根据权利要求1所述的分布式新能源群控群调系统，其特征在于：所述电控柜包括配电柜、UPS应急电源、通讯网关、驱动电路及接线排，其中所述配电柜内设UPS应急电源、通讯网关、驱动电路，其中所述UPS应急电源位于配电柜最底部，所述通讯网关和接线排均位于UPS应急电源和驱动电路之间位置，同时，驱动电路分别与UPS应急电源、通讯网关及接线排电气连接，所述通讯网关与通讯网络建立数据连接，接线排通过导线与外部设备电气连接。
4.根据权利要求3所述的分布式新能源群控群调系统，其特征在于：所述驱动电路为以可编程控制器为基础的电路系统，同时驱动电路另设比例积分控制器、MOS驱动电路。
5.基于权利要求1所述的一种分布式新能源群控群调系统的控制方法，其特征在于，所述分布式新能源群控群调系统的控制方法包括如下步骤：
S1,能源群系统设置，首先根据待协同运行的新能源发电系统发电功率，及新能源发电系统空间上分布位置，分别为各新能源发电系统处设置一个协同控制器，并使协同控制器的至少一个变压器组与电能输出端电气连接，使协同控制器的电控柜与新能源发电系统电气连接，同时通过通讯网络分别与基于大数据的综合管理服务器、主控制器建立数据连接，然后在远程控制平台处设置基于大数据的综合管理服务器和主控制器，并使主控制器通过通讯网络与基于大数据的综合管理服务器建立数据连接，同时使主控制器的至少一个变压器组通过配电网分别与各协同控制器的电能输出的变压器组电气连接，此外使主控制器的至少一个变压器组通过配电网与外部供电电网电气连接，即可完成系统配置；
S2，协同控制，完成S1步骤后即可进行集中调度管控，在集中调度管控时，首先由基于大数据的综合管理服务器分别为各主控制器、协同控制器分配独立的通讯地址，然后由协同控制器对其所连接的新能源发电系统参数进行采集,并将采集的数据直接发送至基于大数据的综合管理服务器，然后在新能源发电系统正常进行发电、储能过程中，由协同控制器对新能源发电系统的发电能力、储能电量进行检测，然后将检测的数据通过通讯网络分别发送至主控制器和基于大数据的综合管理服务器，由主控制器根据外部供电系统的电能需求，调整输出的电压、电流值及供电功率，然后根据供电功率需求，通过通讯网络向各协同控制器发送供电控制命令，分别由各协同控制器根据接收的命令调整发电量、供电电压、供电电流、供电时间及供电功率参数，然后由设定的参数驱动新能源发电系统进行发电作业，并使新能源发电系统供给电能通过协同控制器传输至主控制器，最后由主控制器对接收的各协同控制器电能进行汇总、调压、整流后再对外进行整体供电作业。
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