CN211606120U - 一种新型风光气储多能源互补发电系统 - Google Patents

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徐雅静
刘飞
胡瑞林
周金木
李志翔
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Abstract

本实用新型公开了一种新型风光气储多能源互补发电系统，包括负荷预测系统，所述负荷预测系统的输出端设有光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备，所述的光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备与多能源管理系统相连，所述多能源管理系统与电能用户相连；本实用新型的优点在于：根据不同形式能源结构的特点进行重组优化，既可以平衡风光发电功率的波动，又可以在风光资源充足时储存电能，延长供电时间，提高系统电能质量。

Description

一种新型风光气储多能源互补发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，具体地说是一种新型风光气储多能源互补发电系统，属于发电装置领域。
背景技术
随着全球经济的不断发展，能源危机的逐渐增大和大气污染的日益严峻，清洁能源和可再生能源受到了极大的重视。很多国家开始制定碳排放标准，目的在于境地能耗，减少温室气体的排放和鼓励清洁能源的发展。虽然常规化石能源发电技术成熟、单机容量大、运行稳定性高，但是能源利用效率低、机组调峰能力差、污染物排放量等缺点严重制约了它的发展。
而风力发电和光伏发电，具有资源丰富、环境友好等优点，而且风电与光伏结合利用，充分发挥了白天阳光充足，夜晚多风的特点，使得两者的发电特性形成互补，延长有效发电时间。但风能和太阳能都具有波动性，单纯风光互补难以保证电能质量。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型设计了一种新型风光气储多能源互补发电系统，根据不同形式能源结构的特点进行重组优化，同时风力发电和光伏发电，具有资源丰富、环境友好等优点，而且风电与光伏结合使用，充分发挥了白天阳光充足，夜晚多风的特点，使得两者的发电特性形成互补，延长有效发电时间。但风能和太阳能都具有波动性，单纯风光互补难以保证电能质量，增加储能单元，并以天然气分布式作为稳定的能源供给，既可以平衡风光发电功率的波动，又可以在风光资源充足时储存电能，延长供电时间，提高系统电能质量。
本实用新型的技术方案为：
一种新型风光气储多能源互补发电系统，包括负荷预测系统，所述负荷预测系统的输出端设有光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备，所述的光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备与多能源管理系统相连，所述多能源管理系统与电能用户相连。
进一步地，所述负荷预测系统是一种基于气象因子匹配及相似日校准的负荷预测。
进一步地，所述多能源管理系统包括能源检测模块、态势感知模
块、优化调度模块、运行控制模块。
进一步地，所述光伏发电设备包括光伏组件、控制器、逆变器；所述光伏组件通过控制器分别与逆变器、储能设备相连。
进一步地，所述风力发电设备包含风力发电机组、储能控制器、逆变器；所述风力发电机组分别与逆变器、储能设备相连。
进一步地，所述储能设备是一种飞轮-蓄电池复合储能系统，包括
蓄电池储能模块、飞轮储能模块、DC斩波器、DC/AC变流器，上述模块均与多能源管理系统连接，所述飞轮-蓄电池复合储能系统采用分层控制完成多能源互补调控的。
本实用新型的优点在于：
（1）根据不同一次能源的互补特性，在二次能源的生产过程中通过合理的协调配合，能够起到很好的经济价值和环保价值；
（2）利用先进的多能源管理系统，综合考虑风、光微电源和储能设备、燃气发电机组的运行约束下，保证系统可靠供电，提高了系统的经济性；
（3）采用先进的负荷预测系统，可以调整能源系统的供应，从而能够更为经济合理的为用户提供能源供给。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，一种新型风光气储多能源互补发电系统，包括负荷预测系统，所述负荷预测系统的输出端设有光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备，所述的光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备与多能源管理系统相连，所述多能源管理系统与电能用户相连。
负荷预测系统是一种基于气象因子匹配及相似日校准的负荷预测方法；其将相似日与最近历史数据结合起来，基于灰色预测模型建立一种新型预测模型，其中，将相似日中因变量进一步扩大，不仅包含温度、降雨量，同时将风速、风速范围、光照时长、强度、季节天气类型、雷电概率因素考虑进来，利用不同的气象因子匹配对光伏设备、风力发电设备输出端功率进行相似量化。其历史日与预测日的总相似度采用综合匹配系数进行量化，综合匹配系数由影响输出端负荷气象因子加权组成，不同气象因子匹配系数应由光伏设备、风力发电设备、储能设备、燃气发电机组输出负荷决定，根据生产条件，将上述相似日负荷数据与最近历史数据经均方差加权输入灰色预测模型，形成风光气储多能源互补预测模型。
所述多能源管理系统包括能源检测模块、态势感知模块、优化调度模块、运行控制模块。多能源管理系统通过能源检测模块采集光伏设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备的发能信息，电能用户端用能信息，结合态势感知模块对数据处理分析，得到不同发电设备优化控制结果，同时通过运行控制模块保证多能源管理系统的可靠、稳定运行。所述多能源管理硬件部分同时包含优化控制器、通讯管理机和无线通讯设备等。
风力发电和光伏发电，具有资源丰富、环境友好等优点，而且风电与光伏结合使用，充分发挥了白天阳光充足，夜晚多风的特点，使得两者的发电特性形成互补，延长有效发电时间。所述光伏发电设备包括光伏组件、控制器、逆变器；所述光伏组件通过控制器分别与逆变器、储能设备相连，当白天光照强烈时，多能源管理系统能够满足电能用户需求，所述控制器接通逆变器，向储能设备储存多余能量。所述风力发电设备包含风力发电机组、储能控制器、逆变器；所述风力发电机组分别于逆变器、储能设备相连，当光照不强，处于夜晚时，多能源管理系统调动控制器接通逆变器，风力发电设备作为主力发电设备向电能用户供电，风力过剩时，所述控制器接通储能设备端，向储能设备充能。风能和太阳能都具有波动性，单纯风光互补难以保证电能质量，因此增加储能单元，所述储能设备是一种飞轮-蓄电池复合储能系统，包括蓄电池储能模块、飞轮储能模块、所述多元复合储能技术兼具飞轮储能大容量储能、蓄电池快速响应能力特点。飞轮储能模块主要分担瞬态或持续时间较短的动态功率补偿，蓄电池可承受时间跨度较长的功率补偿、能源调节任务。同时以天然气分布式作为稳定的能源供给，既可以平衡风光发电功率的波动，又可以在风光资源充足时储存电能，延长供电时间，提高系统电能质量。
系统中包括能源分析侧、能源供给侧和能源需求侧，通过对需求侧的分析才能有效地配置能源侧供给，从而更好的提供能源效率服务能源用户。

Claims (6)

1.一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：包括负荷预测系统，所述负荷预测系统的输出端设有光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备，所述的光伏发电设备、风力发电设备、燃气发电机组和储能设备与多能源管理系统相连，所述多能源管理系统与电能用户相连。
2.根据权利要求1所述一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：所述负荷预测系统是一种基于气象因子匹配及相似日校准的负荷预测方法。
3.根据权利要求1所述一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：所述多能源管理系统包括能源检测模块、态势感知模块、优化调度模块、运行控制模块。
4.根据权利要求1所述一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：所述光伏发电设备包括光伏组件、控制器、逆变器；所述光伏组件通过控制器分别与逆变器、储能设备相连。
5.根据权利要求1所述一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：所述风力发电设备包含风力发电机组、储能控制器、逆变器；所述风力发电机组分别与逆变器、储能设备相连。
6.根据权利要求1所述一种新型风光气储多能源互补发电系统，其特征在于：所述储能设备是一种飞轮-蓄电池复合储能系统，包括蓄电池储能模块、飞轮储能模块，上述模块与多能源管理系统连接，所述飞轮-蓄电池复合储能系统采用分层控制完成多能源储能调控的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437766A (zh) * 2021-06-25 2021-09-24 国家电网有限公司 一种风光储的能量综合协同系统

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