CN117060595B - 电站节能控制方法、系统、可读存储介质及计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电站节能控制方法、系统、可读存储介质及计算机，该方法包括：将逆变器的运行参数输入至能耗计算模型得到效用数据；基于负载设备的设备参数和运行参数计算出效率数据；获取电站的位置信息和当前日期，并根据位置信息和当前日期计算出电站的光照时间；根据基于光照时间构建的发电系数、效用数据及效率数据计算出电站的能耗数据，根据基于能耗数据调用的节能控制参数对电站进行节能控制。本发明根据发电系数和效率参数计算出电站的能耗数据，根据能耗数据与标准能耗数据的数据偏差获取对应的节能控制参数，将设备参数和物耗参数相结合，实现对预设区域的节能控制。
Description
技术领域
本发明涉及电力控制技术领域，特别涉及一种电站节能控制方法、系统、可读存储介质及计算机。
背景技术
随着节能减排力度的不断加大，针对节能减排的工作也迫在眉睫，电力资源等能源发展作为社会发展的重要因素之一，电力企业的节能降耗也成为不可或缺的一项重点。
目前，针对电站的节能减排是对电站中各类设备进行监测，通过对监测结果进行物耗分析来得到设备的相关分析数据，并利用相关分析数据对设备进行调整，从而实现设备的节能减排，然而，电站设备在运行时，设备同样存在能量损耗，单纯通过物耗分析无法考虑设备本身的能量损耗，进而使得相关的数据分析不够精准，使得节能减排的效果达不到预设要求。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种电站节能控制方法、系统、可读存储介质及计算机，以至少解决上述技术中的不足。
本发明提出一种电站节能控制方法，包括：
实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据，其中，将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据的步骤包括：
获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据；
获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
进一步的，所述通断损耗的计算公式为：
；
；
；
式中，表示逆变器在通电过程中的损耗，/>表示逆变器的通电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在/>时间内的压降，表示逆变器在一次通断过程的总时长，/>表示逆变器在断电过程中的损耗，/>表示逆变器的断电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在/>时间内的压降，/>表示逆变器的通断频率。
进一步的，获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据的步骤包括：
获取所述设备参数所对应的标准值数据，并将所述设备参数与其对应的标准值数据进行数据对比；
根据数据对比结果和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据。
进一步的，根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间的步骤包括：
解析出所述位置信息中的经线信息，并利用所述经线信息的类型确定对应的时刻系数；
根据所述时刻系数和所述经线信息计算出所述电站的正午时刻，并基于所述当前日期和所述正午时刻确定所述电站的光照时间。
进一步的，所述电站的正午时刻的计算公式为：
；
式中，表示经线信息的经度；/>表示时刻系数，/>表示经线信息的类型为东经，/>表示经线信息的类型为西经。
本发明还提出一种电站节能控制系统，包括：
参数获取模块，用于实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
效用数据计算模块，用于将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据，其中，所述效用数据计算模块包括：
通断损耗计算单元，用于获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
散热损耗计算单元，用于获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
效用数据计算单元，用于根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据；
效率数据计算模块，用于获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
光照时间计算模块，用于获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
节能控制模块，用于基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
进一步的，所述效率数据计算模块包括：
数据对比单元，用于获取所述设备参数所对应的标准值数据，并将所述设备参数与其对应的标准值数据进行数据对比；
效率数据计算单元，用于根据数据对比结果和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据。
本发明还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的电站节能控制方法。
本发明还提出一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的电站节能控制方法。
本发明当中的电站节能控制方法、系统、可读存储介质及计算机，通过对设备运行参数进行能耗分析，从而得到不同设备的效率参数，并通过计算电站的当前光照时间构建对应的发电系数，根据发电系数和效率参数计算出电站的能耗数据，根据能耗数据与标准能耗数据的数据偏差获取对应的节能控制参数，将设备参数和物耗参数相结合，实现电站的节能控制。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的电站节能控制方法的流程图；
图2为图1中步骤S102的详细流程图；
图3为图1中步骤S103的详细流程图；
图4为图1中步骤S104的详细流程图；
图5为本发明第二实施例中的电站节能控制系统的结构框图；
图6为本发明第三实施例中的计算机的结构框图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的电站节能控制方法，所述方法具体包括步骤S101至S105：
S101，实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
在具体实施时，通过安装在该电站（在本实施例中，该电站为光伏电站，光伏电站通过光伏发电传递至电网变电站）中预设区域内的设备采集器实时获取各设备的运行参数，其中，各设备包括逆变器设备以及负载设备，设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数。
S102，将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据；
进一步的，请参阅图2，所述步骤S102具体包括步骤S1021~S1023：
S1021，获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
S1022，获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
S1023，根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据。
在具体实施时，解析出上述逆变器的运行参数中通断时刻以及该通断时刻对应的电流数据，其中，通断时刻即为逆变器在进行导通和断开的时刻，在逆变器导通时电压会逐渐上升至工作电压，并保持在稳定状态下，电压逐渐上升至稳定状态的这段时间标记为；当逆变器断开时电压会持续下降至待机电压，电压持续下降的这段时间标记为，逆变器由导通状态至断开状态为一个循环，同时，获取通断时刻下逆变器所经过的电流数据，并利用该电流数据和上述的通断时刻计算出对应的通断损耗，所述通断损耗的计算公式为：
；
；
；
式中，表示逆变器在通电过程中的损耗，/>表示逆变器的通电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在/>时间内的压降，表示逆变器在一次通断过程的总时长，/>表示逆变器在断电过程中的损耗，/>表示逆变器的断电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在/>时间内的压降，/>表示逆变器的通断频率。
进一步的，获取逆变器在导通状态至断开状态的一个循环内的运行温度，该运行温度由逆变器的外壳温度和芯片温度形成，通过预设的散热函数对逆变器的外壳温度和芯片温度进行计算，以得到该逆变器的散热数据，将该散热数据导入至预设的损失计算函数，从而得到该散热数据所对应的散热损耗。
具体的，将上述得到的通断损耗和散热损耗计算出该逆变器的效用数据，其中，逆变器的效用数据的计算公式为：
；
式中，表示散热损耗。
S103，获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
进一步的，请参阅图3，所述步骤S103具体包括步骤S1031~S1302：
S1031，获取所述设备参数所对应的标准值数据，并将所述设备参数与其对应的标准值数据进行数据对比；
S1032，根据数据对比结果和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据。
进一步的，获取电站的负载设备的设备参数，其中，该负载设备包括集电线路、升压站等，通过对应的传感器获取各设备的当前设备参数（例如：集电线路的电阻等），并利用预先构建的设备参数与其对应的标准值数据映射表对该当前设备参数进行数据对比，并将数据对比结果与负载设备的运行参数（例如：各负载设备的运行功率以及散热量等）计算出负载设备的效率数据，负载效率数据即为该负载设备在进行电能传输等操作时的效率，效率数据越大意味着该负载设备所传递的电能或所存储的电能越大。
S104，获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
进一步的，请参阅图4，所述步骤S104具体包括步骤S1041~S1042：
S1041，解析出所述位置信息中的经线信息，并利用所述经线信息的类型确定对应的时刻系数；
S1042，根据所述时刻系数和所述经线信息计算出所述电站的正午时刻，并基于所述当前日期和所述正午时刻确定所述电站的光照时间。
在具体实施时，解析出位置信息中的经线信息，并根据上述的经线信息确定该电站所位于的区域为东经还是西经，通过该经线信息确定对应的时刻系数，其中，/>表示经线信息的类型为东经，/>表示经线信息的类型为西经，将所得到的时刻系数和经线信息计算出该电站的正午时刻，所述电站的正午时刻的计算公式为：
；
式中，表示经线信息的经度。
进一步的，通过将正午时刻和当前日期所处年份的天数输入至预设的光照数据库中，从而得到该电站在当前日期下所对应的光照时间，可以理解的，由于时间点的不同，太阳直射的角度也不相同，从而导致光照时间也不相同，在该光照数据库中存储有各个月份中每个日期的正午时刻所对应的光照时间，通过该光照数据库、当前日期和正午时刻即可获取到其对应的光照时间。
S105，基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
在具体实施时，由于光照时间越长，光伏阵列可以吸收光照来存储电能，电站发电所需要的市电越少，因此，构建光照时间与发电系数映射表，当计算出光照时间后，通过该映射表即可得到对应的发电系数，光照时间越长，光照强度越高，发电系数越高，通过发电系数和上述得到的效用数据以及效率数据所计算出的电站的能耗数据越高，利用节能控制参数表与能耗数据进行查表，在该节能控制参数表中存有不同能耗数据所对应的节能控制参数，例如：关断逆变器、断开预设区域的能量传导等，利用所得到的节能控制参数对电站进行节能控制。
综上，本发明上述实施例当中的电站节能控制方法，通过对设备运行参数进行能耗分析，从而得到不同设备的效率参数，并通过计算电站的当前光照时间构建对应的发电系数，根据发电系数和效率参数计算出电站的能耗数据，根据能耗数据与标准能耗数据的数据偏差获取对应的节能控制参数，将设备参数和物耗参数相结合，实现电站的节能控制。
实施例二
本发明另一方面还提出一种电站节能控制系统，请查阅图5，所示为本发明第二实施例中的电站节能控制系统，所述系统包括：
参数获取模块11，用于实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
效用数据计算模块12，用于将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据；
进一步的，所述效用数据计算模块12包括：
通断损耗计算单元，用于获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
散热损耗计算单元，用于获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
效用数据计算单元，用于根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据。
效率数据计算模块13，用于获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
进一步的，所述效率数据计算模块13包括：
数据对比单元，用于获取所述设备参数所对应的标准值数据，并将所述设备参数与其对应的标准值数据进行数据对比；
效率数据计算单元，用于根据数据对比结果和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据。
光照时间计算模块14，用于获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
节能控制模块15，用于基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。
本发明实施例所提供的电站节能控制系统，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例三
本发明还提出一种计算机，请参阅图6，所示为本发明第三实施例中的计算机，包括存储器10、处理器20以及存储在所述存储器10上并可在所述处理器20上运行的计算机程序30，所述处理器20执行所述计算机程序30时实现上述的电站节能控制方法。
其中，存储器10至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器10在一些实施例中可以是计算机的内部存储单元，例如该计算机的硬盘。存储器10在另一些实施例中也可以是外部存储装置，例如插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card,SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器10还可以既包括计算机的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器10不仅可以用于存储安装于计算机的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
其中，处理器20在一些实施例中可以是电子控制单元 (Electronic ControlUnit，简称ECU，又称行车电脑)、中央处理器（Central Processing Unit, CPU）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器10中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。
需要指出的是，图6示出的结构并不构成对计算机的限定，在其它实施例当中，该计算机可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本发明实施例还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的电站节能控制方法。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
以上所述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。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电站节能控制方法，其特征在于，包括：
实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据，其中，将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据的步骤包括：
获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据；
获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
2.根据权利要求1所述的电站节能控制方法，其特征在于，所述通断损耗的计算公式为：
；
；
；
式中，表示逆变器在通电过程中的损耗，/>表示逆变器的通电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在/>时间内的压降，/>表示逆变器在一次通断过程的总时长，/>表示逆变器在断电过程中的损耗，/>表示逆变器的断电时间，/>表示逆变器在/>时间内所经过的电流大小，/>表示逆变器在时间内的压降，/>表示逆变器的通断频率。
3.根据权利要求1所述的电站节能控制方法，其特征在于，获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据的步骤包括：
获取所述设备参数所对应的标准值数据，并将所述设备参数与其对应的标准值数据进行数据对比；
根据数据对比结果和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据。
4.根据权利要求1所述的电站节能控制方法，其特征在于，根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间的步骤包括：
解析出所述位置信息中的经线信息，并利用所述经线信息的类型确定对应的时刻系数；
根据所述时刻系数和所述经线信息计算出所述电站的正午时刻，并基于所述当前日期和所述正午时刻确定所述电站的光照时间。
5.根据权利要求4所述的电站节能控制方法，其特征在于，所述电站的正午时刻的计算公式为：
；
式中，表示经线信息的经度；/>表示时刻系数，/>表示经线信息的类型为东经，/>表示经线信息的类型为西经。
6.一种电站节能控制系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于实时获取所述电站的设备运行参数，其中，所述设备运行参数包括逆变器的运行参数和负载设备的运行参数；
效用数据计算模块，用于将所述逆变器的运行参数输入至能耗计算模型，以计算出所述逆变器的效用数据，其中，所述效用数据计算模块包括：
通断损耗计算单元，用于获取所述逆变器的通断时刻以及所述通断时刻下的电流数据，并根据所述通断时刻和所述电流数据计算出所述逆变器的通断损耗；
散热损耗计算单元，用于获取所述逆变器的运行温度，并根据所述运行温度计算出所述逆变器的散热损耗；
效用数据计算单元，用于根据所述通断损耗以及所述散热损耗计算出所述逆变器的效用数据；
效率数据计算模块，用于获取所述负载设备的设备参数，并基于所述设备参数和所述负载设备的运行参数计算出所述负载设备的效率数据；
光照时间计算模块，用于获取所述电站的位置信息和当前日期，并根据所述位置信息和所述当前日期计算出所述电站的光照时间；
节能控制模块，用于基于所述光照时间构建发电系数，并根据所述发电系数、所述效用数据以及所述效率数据计算出所述电站的能耗数据，基于所述能耗数据调用对应的节能控制参数，根据所述节能控制参数对所述电站进行节能控制。
7.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述的电站节能控制方法。
8.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一所述的电站节能控制方法。
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