CN117856310A - 一种多网电力动态变换投切控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多网电力动态变换投切控制系统及方法，属于电力技术领域；在新型能源动态转化群和电网之间增加电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置，通过控制新型能源动态转化群和电网之间的电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置的工作状态，调节新型能源动态转化群和电网的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种多网电力动态变换投切控制系统及方法，属于电力技术领域。
背景技术
根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。由于对环境的不断重视，经过人类不断的开发与研究，水力、电力、太阳能、风能以及核能等新型能源已经开始能够满足人类需求。
但是，由于水力、太阳能、风能等能源很难直接利用，一般利用水力发电设备、太阳能发电设备、风能发电设备等将其转化为电能再进行利用，电能则是通过电网输送给各个用电设备。由于水力存在水流大小，太阳能存在夜晚、云层遮挡等不稳定条件的改变，风能发电也存在风力大小的不稳定条件的改变，导致其发出的电能存在不稳定性；还有各个用电设备工作情况改变导致电网电能胡变化等，都导致无法给各个用电设备提供稳定的电能。
例如，中国专利CN102185531A，公开了一种太阳能光伏发电应用，尤其是能够以离网发电为主、直流应急负载和蓄电池消耗不了的多余电能能够并网发电的多模式光伏发电系统，包括：控制器、太阳能电池方阵、蓄电池组、直流应急负载、并网逆变器、公用配电网。太阳能电池方阵输出的直流电能，通过直流母线一部分提供给直流应急负载，另一部分储存在蓄电池组中。当直流母线电压在正常范围之外时，蓄电池组通过充放电控制器将能量提供给直流应急负载。而当蓄电池组充电完成，且直流母线电压又在正常范围之内时，多余的直流电能通过直流升压变换器和并网逆变器转换交流电能送入公用配电网。太阳能光伏离网并网多模式发电系统提高了系统效率和系统年发电时间，具有良好的应用前景。
但是，其当蓄电池组充电完成，且直流母线电压又在正常范围之内时，多余的直流电能通过直流升压变换器和并网逆变器转换交流电能送入公用配电网，会导致公用配电网的不稳定性。
因此，急需一种多网电力动态变换投切控制系统及方法，解决发电以及用电不稳定性导致的供电不稳定问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种多网电力动态变换投切控制系统及方法，解决发电以及用电不稳定性导致的供电不稳定问题。
本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，包括：
新型能源动态转化群，包括多个新型能源动态转化装置，用于将其他新型能源转化为电能；
电池群，包括多个电池；
并网电力变换装置，电连接在电网与新型能源动态转化装置和电池群之间；
电池电力变换装置，电连接在电池群与新型能源动态转化装置和并网电力变换装置之间；
控制装置，用于监测来自所述新型能源动态转化群转化的电能以及电网的电力响应请求的大小，并根据新型能源动态转化群转化的电能以及电网的电力响应请求的大小来对所述并网电力变换装置和电池电力变换装置的动作进行控制，从而使所述电池群所包括的所述多个电池充放电。
通过在新型能源动态转化群和电网之间增加电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置，由控制装置控制电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置的工作状态，调节新型能源动态转化群和电网的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
优选的，所述电池群的容量取决于新型能源动态转化群转化的电能以及电网的电力响应请求之差。
优选的，所述并网电力变换装置电池电力变换装置所述并网电力变换装置和电池电力变换装置均采用切换开关，所述并网电力变换装置并网电力变换装置用于对所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接和电切断进行切换，所述电池电力变换装置电池电力变换装置用于对所述新型能源动态转化装置和电池群所包括的多个电池之间的电连接和电切断进行切换5并网电力变换装置电池电力变换装置。
优选的，所述控制装置在新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网；同时控制电池电力变换装置对所述新型能源动态转化装置和电池群所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群转化的电能小于电网的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置对全部所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使全部电能供给电网；同时控制电池电力变换装置对所述电网和电池群所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网；
在新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网。
优选的，所述新型能源动态转化群所包括的多个新型能源动态转化装置均采用风能发电或太阳能发电或水力发电中的一种或多种。
本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制系统的控制方法，根据来自所述新型能源动态转化群转化的电能以及电网的电力响应请求，来对所述并网电力变换装置和电池电力变换装置的动作进行控制。
通过控制新型能源动态转化群和电网之间的电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置的工作状态，调节新型能源动态转化群和电网的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
优选的，所述控制装置在新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网；同时控制电池电力变换装置对所述新型能源动态转化装置和电池群所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群转化的电能小于电网的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置对全部所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使全部电能供给电网；同时控制电池电力变换装置对所述电网和电池群所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网；
在新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网之间的电连接，使与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网。
优选的，一种多网电力动态变换投切控制方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、监测所述控制装置在新型能源动态转化群转化的电能和电网的电力响应请求；
步骤S2、判断新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求之间的大小关系，在新型能源动态转化群转化的电能大于电网的电力响应请求时，进入步骤S3；在新型能源动态转化群转化的电能小于电网的电力响应请求时，进入步骤S4；在新型能源动态转化群转化的电能等于电网的电力响应请求时，进入步骤S5；
步骤S3、控制并网电力变换装置变换与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网，同时控制电池电力变换装置使剩余的电能对相适应的电池充电；
步骤S4、控制并网电力变换装置全开将电能供给电网，同时控制电池电力变换装置使电池放电相应的电能供给电网；
步骤S5、控制并网电力变换装置变换与电网的电力响应请求相适应的电能供给电网。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制系统及方法，在新型能源动态转化群和电网之间增加电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置，通过控制新型能源动态转化群和电网之间的电池群、并网电力变换装置、电池电力变换装置的工作状态，调节新型能源动态转化群和电网的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
说明书附图
图1为本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制系统的结构框图；
图2为本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制方法的方法流程图。
其中，1、新型能源动态转化群；2、电池群；3、并网电力变换装置；4、电池电力变换装置；5、控制装置；6、电网。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面将对实施例或技术方案描述中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。
实施例1：
如图1所示，本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，包括：
新型能源动态转化群1，包括多个新型能源动态转化装置，用于将其他新型能源转化为电能；
电池群2，包括多个电池；
并网电力变换装置3，电连接在电网6与新型能源动态转化装置和电池群2之间；
电池电力变换装置4，电连接在电池群2与新型能源动态转化装置和并网电力变换装置3之间；
控制装置5，用于监测所述新型能源动态转化群1转化的电能以及电网6的电力响应请求的大小，并根据新型能源动态转化群1转化的电能以及电网6的电力响应请求的大小来对所述并网电力变换装置3和电池电力变换装置4的动作进行控制，从而使所述电池群2所包括的所述多个电池充放电。
通过在新型能源动态转化群1和电网6之间增加电池群2、并网电力变换装置3、电池电力变换装置4，由控制装置5控制电池群2、并网电力变换装置3、电池电力变换装置4的工作状态，调节新型能源动态转化群1和电网6的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
具体的，还包括并网电力变换装置3和电池电力变换装置4，所述并网电力变换装置3用于对所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接和电切断进行切换，所述电池电力变换装置4用于对所述新型能源动态转化装置和电池群2所包括的多个电池之间的电连接和电切断进行切换，所述控制装置5对所述并网电力变换装置3和电池电力变换装置4进行控制。
所述控制装置5在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置3对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6；同时控制电池电力变换装置4对所述新型能源动态转化装置和电池群2所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群1转化的电能小于电网6的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置3对全部所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使全部电能供给电网6；同时控制电池电力变换装置4对所述电网6和电池群2所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网6；
在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置3对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6。
在此，所述新型能源动态转化群1所包括的多个新型能源动态转化装置可以采用风能发电，也可以采用太阳能发电，也可以采用水力发电，还可以风能发电、太阳能发电和水力发电其中两种或三种的组合，发电形式在此不做限定，可以采用任何新能源发电形式。
需要注意的是，所述电池群2的容量取决于新型能源动态转化群1转化的电能以及电网6的电力响应请求之差。电池群2的容量需略大于新型能源动态转化群1转化的电能以及电网6的电力响应请求之差的绝对值。在此，若新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时的绝对值，大于新型能源动态转化群1转化的电能小于电网6的电力响应请求时的绝对值，可以将一部分用电设备并联在电池群2并联。用电设备和电池群2一起消耗新型能源动态转化群1转化的电能。
实施例2
如图2所示，本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制方法，应用于实施例1所述的多网电力动态变换投切控制系统，具体包括如下步骤：
步骤S1、监测所述控制装置5在新型能源动态转化群1转化的电能和电网6的电力响应请求；
步骤S2、判断新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求之间的大小关系，在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，进入步骤S3；在新型能源动态转化群1转化的电能小于电网6的电力响应请求时，进入步骤S4；在新型能源动态转化群1转化的电能等于电网6的电力响应请求时，进入步骤S5；
步骤S3、控制并网电力变换装置3变换与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6，同时控制电池电力变换装置4使剩余的电能对相适应的电池充电；
步骤S4、控制并网电力变换装置3全开将电能供给电网6，同时控制电池电力变换装置4使电池放电相应的电能供给电网6；
步骤S5、控制并网电力变换装置3变换与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6。
根据来自所述新型能源动态转化群1转化的电能以及电网6的电力响应请求，来对所述并网电力变换装置3和电池电力变换装置4的动作进行控制。
通过控制新型能源动态转化群1和电网6之间的电池群2、并网电力变换装置3、电池电力变换装置4的工作状态，调节新型能源动态转化群1和电网6的电力响应请求之间的不平衡关系，达到供电稳定的效果。
本发明所述的一种多网电力动态变换投切控制方法的控制原理如下：
所述控制装置5在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，控制并网电力变换装置3变换与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6，同时控制电池电力变换装置4使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群1转化的电能小于电网6的电力响应请求时，控制并网电力变换装置3全开将电能供给电网6，同时控制电池电力变换装置4使电池放电相应的电能供给电网6；
在新型能源动态转化群1转化的电能等于电网6的电力响应请求时，控制并网电力变换装置3变换与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6。
具体的，所述控制装置5在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置3对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6；同时控制电池电力变换装置4对所述新型能源动态转化装置和电池群2所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群1转化的电能小于电网6的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置3对全部所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使全部电能供给电网6；同时控制电池电力变换装置4对所述电网6和电池群2所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网6；
在新型能源动态转化群1转化的电能大于电网6的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置3对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网6之间的电连接，使与电网6的电力响应请求相适应的电能供给电网6。
以上对本发明所提供的多网电力动态变换投切控制系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，包括：
新型能源动态转化群(1)，包括多个新型能源动态转化装置，用于将其他新型能源转化为电能；
电池群(2)，包括多个电池；
并网电力变换装置(3)，电连接在电网(6)与新型能源动态转化装置和电池群(2)之间；
电池电力变换装置(4)，电连接在电池群(2)与新型能源动态转化装置和并网电力变换装置(3)之间；
控制装置(5)，用于监测来自所述新型能源动态转化群(1)转化的电能以及电网(6)的电力响应请求的大小，并根据新型能源动态转化群(1)转化的电能以及电网(6)的电力响应请求的大小来对所述并网电力变换装置(3)和电池电力变换装置(4)的动作进行控制，从而使所述电池群(2)所包括的所述多个电池充放电。
2.根据权利要求1所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，所述电池群(2)的容量取决于新型能源动态转化群(1)转化的电能以及电网(6)的电力响应请求之差。
3.根据权利要求1所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，所述并网电力变换装置(3)电池电力变换装置(4)所述并网电力变换装置(3)和电池电力变换装置(4)均采用切换开关，所述并网电力变换装置(3)并网电力变换装置(3)用于对所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接和电切断进行切换，所述电池电力变换装置(4)电池电力变换装置(4)用于对所述新型能源动态转化装置和电池群(2)所包括的多个电池之间的电连接和电切断进行切换5并网电力变换装置(3)电池电力变换装置(4)。
4.根据权利要求1所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，所述控制装置(5)在新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置(3)对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)；同时控制电池电力变换装置(4)对所述新型能源动态转化装置和电池群(2)所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群(1)转化的电能小于电网(6)的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置(3)对全部所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使全部电能供给电网(6)；同时控制电池电力变换装置(4)对所述电网(6)和电池群(2)所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网(6)；
在新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置(3)对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)。
5.根据权利要求1所述的一种多网电力动态变换投切控制系统，其特征在于，所述新型能源动态转化群(1)所包括的多个新型能源动态转化装置均采用风能发电或太阳能发电或水力发电中的一种或多种。
6.一种应用于权利要求1-5任一项所述的一种多网电力动态变换投切控制系统的多网电力动态变换投切控制方法，其特征在于，根据来自所述新型能源动态转化群(1)转化的电能以及电网(6)的电力响应请求，来对所述并网电力变换装置(3)和电池电力变换装置(4)的动作进行控制。
7.根据权利要求6所述的一种多网电力动态变换投切控制方法，其特征在于，所述控制装置(5)在新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求时，控制相应并网电力变换装置(3)对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)；同时控制电池电力变换装置(4)对所述新型能源动态转化装置和电池群(2)所包括的相适应的电池之间的电连接，使剩余的电能对相适应的电池充电；
在新型能源动态转化群(1)转化的电能小于电网(6)的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置(3)对全部所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使全部电能供给电网(6)；同时控制电池电力变换装置(4)对所述电网(6)和电池群(2)所包括的相适应的电池之间的电连接，使电池放电将相适应的电能供给电网(6)；
在新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求时，控制全部并网电力变换装置(3)对相适应的所述新型能源动态转化装置和电网(6)之间的电连接，使与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)。
8.根据权利要求6所述的一种多网电力动态变换投切控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤S1、监测所述控制装置(5)在新型能源动态转化群(1)转化的电能和电网(6)的电力响应请求；
步骤S2、判断新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求之间的大小关系，在新型能源动态转化群(1)转化的电能大于电网(6)的电力响应请求时，进入步骤S3；在新型能源动态转化群(1)转化的电能小于电网(6)的电力响应请求时，进入步骤S4；在新型能源动态转化群(1)转化的电能等于电网(6)的电力响应请求时，进入步骤S5；
步骤S3、控制并网电力变换装置(3)变换与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)，同时控制电池电力变换装置(4)使剩余的电能对相适应的电池充电；
步骤S4、控制并网电力变换装置(3)全开将电能供给电网(6)，同时控制电池电力变换装置(4)使电池放电相应的电能供给电网(6)；
步骤S5、控制并网电力变换装置(3)变换与电网(6)的电力响应请求相适应的电能供给电网(6)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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