一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法转让专利

申请号 : CN202310955894.9

文献号 : CN116979390B

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发明人 : 池凤泉刘小龙高全伟蔡可臣

申请人 : 南京中汇电气科技有限公司

摘要 :

本发明涉及一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,包括系统装配,建立模型,调度作业及数据调度四个步骤。本发明集成化和模块化程度高,系统拓展能力强,通用性好,可有效满足风能、光能等多种新能源场站系统配套运行的需要,同时可有效地实现新能源场站实际运行状态、功率因数参数与实际电网供电需求的双向匹配,在能够及时发现新能源场站发电运行故障和灵活调整各发电设备发电效率的同时,另可有效地根据电网实际供电需求调整新能源场站的

权利要求 :

1.一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述新能源场站自动电压无功控制双重调节方法包括如下步骤:

S1,系统装配,首先为各新能源场站的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统分别设置现场数据采集终端,同时构建一个基于云计算的调度管理平台,然后将各现场数据采集终端通过通讯网络与调度管理平台间建立数据连接,最后由调度管理平台分别采集各现场数据采集终端的硬件识别号,并为各现场数据采集终端分配独立的数据通讯地址;

S2,建立模型,首先对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据进行采集,将所有运行数据录入到基于云计算的调度管理平台,并由调度管理平台根据接收的数据构建出各发电设备、储能系统及调度控制系统的动态运行模型,同时重点监控采集各新能源场站运行时的功率因数,并对功率因数进行独立统计并存储,然后将各个发电设备、储能系统的额定运行参数补充至各发电设备和储能系统的动态运行模型内;同时由基于云计算的调度管理平台通过通讯网络获取供电电网侧供电参数,并生成供电需求动态模型,最后,由调度管理平台根据生成的各发电设备、储能系统及调度控制系统的动态运行模型持续运行一段时间后,得到各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统运行状态的预判逻辑;

S3,调度作业,在S2步骤运行中,首先根据各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据,将采集的数据同时带入到相应的动态运行模型中,实时监控各设备运行状态及当前新能源场站运行中的功率因数;同时将采集的数据带入到S2步骤中的运行状态的预判逻辑中,对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统未来

24—36小时内设备运行状态、发电量及故障率进行预判,同时对功率因数波动进行预判;最后结合供电电网侧供电参数,将当前各新能源场站供电能力和功率因数与供电电网参数进行比对,从而得到各新能源场站运行调度控制参数;

S4,数据调度,以S3步骤获得的各新能源场站运行调度控制参数为基础,结合S3步骤中对各新能源场站运行状态、发电量及故障率进行预判的结果,为各新能源场站发电作业进行调度管控,同时根据调度调整后新能源场站的实际发电能力对新能源场站运行功率因数进行调整设置,即可完成新能源场站调度管理的需要。

2.根据权利要求1所述的一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述现场数据采集终端包括配电柜、承载龙骨、绝缘垫块、导向滑轨、承载托盘、隔板、驱动电路、数据采集电路、接线端子、接线排,其中所述配电柜为轴向截面呈矩形的箱体结构,所述承载龙骨嵌于配电柜内,与配电柜同轴分布并与配电柜内侧面间通过导向滑轨滑动链接,同时,所述承载龙骨为与配电柜同轴分布的框架结构,其下端面与配电柜底部相抵,且承载龙骨顶部通过绝缘垫块与隔板链接,所述隔板与配电柜同轴分布并将配电柜从上向下分割为控制腔和检测腔,所述数据采集电路位于承载龙骨内,并通过承载托盘与承载龙骨连接,所述承载托盘至少两个且相邻两个承载托盘间通过隔板进行隔离,同时承载托盘通过绝缘垫块与数据采集电路间电气连接,数据采集电路对应的配电柜底部设至少一个接线端子,对应的承载龙骨顶部位置的隔板设至少一个接线排,所述数据采集电路通过接线端子与各新能源场站总的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统间电气连接,同时数据采集电路通过接线排与驱动电路电气连接,所述驱动电路嵌于控制腔内,且驱动电路对应的配电柜侧壁设至少一个接线端子,并通过接线端子与基于云计算的调度管理平台建立连接。

3.根据权利要求2所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述承载龙骨包括机架、弹性绝缘垫块、换热管、引流风机、半导体制冷机构、散热风机、绝缘滑块、导向滑轨,其中所述机架下端面与至少四个弹性绝缘垫块连接,并通过弹性绝缘垫块与配电柜底部连接,所述机架内设若干导向滑轨,且机架内的导向滑轨与机架轴线垂直分布,并对称分布在机架轴线两侧,同时对称分布的两条导向滑轨构成一个承载组,同一承载组内的两导向滑轨分别通过至少两个绝缘滑块与同一承载托盘间滑动连接,所述机架外侧面设至少两条换热管,且每条换热管的两端均通过引流风机连通,并构成闭合循环管路,同时位于机架同一外侧面的各换热管均与1‑4个半导体制冷机构的制冷端连接,同时半导体制冷机构与机架外侧面连接,同时半导体制冷机构的散热端位于配电柜外,且半导体制冷机构的散热端与一个散热风机连接,所述换热管、引流风机均通过接线排与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求3所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述半导体制冷机构的制冷段与换热管间通过换热套连接,所述换热套包括换热块、弹性卡箍,换热块下端面与机架外侧面连接,同时换热块下端面设至少一条收纳槽,并通过收纳槽包覆在换热管外,且每条收纳槽内均一条换热管,换热管与收纳槽间通过至少两个弹性卡箍连接,所述半导体制冷机构嵌于换热块的槽体内,其制冷端与换热块槽底连接,同时所述换热块上端面与散热风机连接,且散热风机包覆在换热块上端面外。

5.根据权利要求2所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述承载托盘为横断面呈“H”字形槽状结构,各承载托盘槽底均为格栅板结构,其中数据采集电路嵌于承载托盘上端面的槽体,数据采集电路与接线端子及接线排间所连接的导线均位于承载托盘下端面的槽体内,并与承载托盘下端面的槽体间通过布线槽连接。

6.根据权利要求2所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述数据采集电路包括电压检测电路、电流检测电路、过载检测电路、短路检测电路、缺相检测电路、波形检测电路、温度检测电路、转速检测电路中的任意一种或几种共用。

7.根据权利要求2所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述驱动电路为以可编程控制器、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统。

8.根据权利要求1所述的新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,其特征在于:所述通讯网络采用物联网,其中通讯网络设至少一个分布式数据存储系统,且分布式数据存储系统在各现场数据采集终端处均设有一个独立的数据存储装置。

说明书 :

一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,属配电设备、智能化系统技术领域。

背景技术

[0002] 目前新能源场站在实际运行中,由于参与发电的设备往往为风力发电系统、光伏发电系统等设备,从而导致新能源场站发电运行时发电效率、发电电压、电流的稳定性均相对较差,从而导致整体运行稳定性相对较差。与此同时,在供电作业中,供电电网运行时往往需要根据实际供电需要,要求相应新能源场站的运行效率、功率因数等参数进行同步精确的调整,而针对这一实际工作需要,当前往往仅是根据单一的发电设备运行状态进行被动调整,或利用发电设备的理论参数构建预估模型,然后使用预估模型的预估数据进行新能源场站发电调整工作,这就会导致当前新能源场站的实际工作控制效率、发电效率和发电稳定性均相对较低。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术上的不足,本发明提供新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,该发明集成化和模块化程度高,系统拓展能力强,通用性好,可有效满足风能、光能等多种新能源场站系统配套运行的需要,同时可有效地实现新能源场站实际运行状态、功率因数参数与实际电网供电需求的双向匹配,在能够及时发现新能源场站发电运行故障和灵活调整各发电设备发电效率的同时,另可有效地根据电网实际供电需求调整新能源场站的实际工作效率,从而有效的提高新能源场站发电供电运行效率的稳定性和可靠性。
[0004] 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:
[0005] 一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,包括如下步骤:
[0006] S1,系统装配,首先为各新能源场站的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统分别设置现场数据采集终端,同时构建一个基于云计算的调度管理平台,然后将各现场数据采集终端通过通讯网络与调度管理平台间建立数据连接,最后由调度管理平台分别采集各现场数据采集终端的硬件识别号,并为各现场数据采集终端分配独立的数据通讯地址;
[0007] S2,建立模型,首先对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据进行采集,将各发电设备发电运行状态参数录入到基于云计算的调度管理平台,并由调度管理平台根据接收的数据构建出各发电设备的动态运行模型,同时重点监控采集各新能源场站调度控制系统运行时的功率因数参数,并对功率因数进行独立统计并存储,然后将各个发电设备、储能系统的额定运行参数补充至动态运行模型内;同时由基于云计算的调度管理平台通过通讯网络获取供电电网侧供电参数,并生成供电需求动态模型,最后,由调度管理平台根据生成的动态运行模型持续运行一段时间后,得到各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统运行状态的预判逻辑;
[0008] S3,调度作业,在S2步骤运行中,首先根据各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据,将采集的数据同时带入到相应的动态运行模型中,实时监控各设备运行状态及当前新能源场站运行中的功率因数;同时将采集的数据带入到S2步骤中的运行状态的预判逻辑中,对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统未来24—36小时内设备运行状态、发电量及故障率进行预判,同时对功率因数波动进行预判;最后结合供电电网侧供电参数,将当前各新能源场站供电能力和功率因数与供电电网参数进行比对,从而得到各新能源场站运行调度控制参数;
[0009] S4,数据调度,以S3步骤获得的各新能源场站运行调度控制参数为基础,结合S3步骤中对各新能源场站运行状态、发电量及故障率进行预判的结果,为各新能源场站发电作业进行调度管控,同时根据调度调整后新能源场站的实际发电能力对新能源场站运行功率因数进行调整设置,即可完成新能源场站调度管理的需要。
[0010] 进一步的,所述现场数据采集终端包括配电柜、承载龙骨、绝缘垫块、导向滑轨、承载托盘、隔板、驱动电路、数据采集电路、接线端子、接线排,其中所述配电柜为轴向截面呈矩形的箱体结构,所述承载龙骨嵌于配电柜内,与配电柜同轴分布并与配电柜内侧面间通过导向滑轨滑动链接,同时,所述承载龙骨为与配电柜同轴分布的框架结构,其下端面与配电柜底部相抵,且承载龙骨顶部通过绝缘垫块与隔板链接,所述隔板与配电柜同轴分布并将配电柜从上向下分割为控制腔和检测腔,所述数据采集电路位于承载龙骨内,并通过承载托盘与承载龙骨连接,所述承载托盘至少两个且相邻两个承载托盘间通过隔板进行隔离,同时承载托盘通过绝缘垫块与数据采集电路间电气连接,数据采集电路对应的配电柜底部设至少一个接线端子,对应的承载龙骨顶部位置的隔板设至少一个接线排,所述数据采集电路通过接线端子与各新能源场站总的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统间电气连接,同时数据采集电路通过接线排与驱动电路电气连接,所述驱动电路嵌于控制腔内,且驱动电路对应的配电柜侧壁设至少一个接线端子,并通过接线端子与基于云计算的调度管理平台建立连接。
[0011] 进一步的,所述承载龙骨包括机架、弹性绝缘垫块、换热管、引流风机、半导体制冷机构、散热风机、绝缘滑块、导向滑轨,其中所述机架下端面与至少四个弹性绝缘垫块连接,并通过弹性绝缘垫块与配电柜底部连接,所述机架内设若干导向滑轨,且机架内的导向滑轨与机架轴线垂直分布,并对称分布在机架轴线两侧,同时对称分布的两条导向滑轨构成一个承载组,同一承载组内的两导向滑轨分别通过至少两个绝缘滑块与同一承载托盘间滑动连接,所述机架外侧面设至少两条换热管,且每条换热管的两端均通过引流风机连通,并构成闭合循环管路,同时位于机架同一外侧面的各换热管均与1‑4各半导体制冷机构的制冷端连接,同时半导体制冷机构与机架外侧面连接,同时半导体制冷机构的散热端位于配电柜外,且半导体制冷机构的散热端与一个散热风机连接,所述换热管、引流风机均通过接线排与驱动电路电气连接。
[0012] 进一步的,所述半导体制冷机构的制冷段与换热管间通过换热套连接,所述换热套包括换热块、弹性卡箍,其中所述换热块为横断面呈“凵”字形槽状结构,换热块下端面与机架外侧面连接,同时换热块下端面设至少一条收纳槽,并通过收纳槽包覆在换热管外,且每条收纳槽内均一条换热管,换热管与收纳槽间通过至少两个弹性卡箍连接,所述半导体制冷机构嵌于换热块的槽体内,其制冷端与换热块槽底连接,同时所述换热块上端面与散热风机连接,且散热风机包覆在换热块上端面外。
[0013] 进一步的,所述承载托盘为横断面呈“H”字形槽状结构,各承载托盘槽底均为格栅板结构,其中数据采集电路嵌于承载托盘上端面的槽体,数据采集电路与接线端子及接线排间所连接的导线均位于承载托盘下端面的槽体内,并与承载托盘下端面的槽体间通过布线槽连接。
[0014] 进一步的,所述数据采集电路包括电压检测电路、电流检测电路、过载检测电路、短路检测电路、缺相检测电路、波形检测电路、温度检测电路、转速检测电路中的任意一种或几种共用。
[0015] 进一步的,所述驱动电路为以可编程控制器、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统,
[0016] 进一步的,所述通讯网络采用物联网,其中通讯网络设至少一个分布式数据存储系统,且分布式数据存储系统在各现场数据采集终端处均设有一个独立的数据存储装置。
[0017] 本发明集成化和模块化程度高,系统拓展能力强,通用性好,可有效满足风能、光能等多种新能源场站系统配套运行的需要,同时可有效地实现新能源场站实际运行状态、功率因数参数与实际电网供电需求的双向匹配,在能够及时发现新能源场站发电运行故障和灵活调整各发电设备发电效率的同时,另可有效地根据电网实际供电需求调整新能源场站的实际工作效率,从而有效的提高新能源场站发电供电运行效率的稳定性和可靠性。

附图说明

[0018] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明;
[0019] 图1为本发明使用方法流程图;
[0020] 图2为现场数据采集终局部端结构示意图;
[0021] 图3为半导体制冷机构连接结构示意图。

具体实施方式

[0022] 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。
[0023] 如图1‑图3所示,一种新能源场站自动电压无功控制双重调节方法,包括如下步骤:
[0024] S1,系统装配,首先为各新能源场站的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统分别设置现场数据采集终端,同时构建一个基于云计算的调度管理平台,然后将各现场数据采集终端通过通讯网络与调度管理平台间建立数据连接,最后由调度管理平台分别采集各现场数据采集终端的硬件识别号,并为各现场数据采集终端分配独立的数据通讯地址;
[0025] S2,建立模型,首先对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据进行采集,将各发电设备发电运行状态参数录入到基于云计算的调度管理平台,并由调度管理平台根据接收的数据构建出各发电设备的动态运行模型,同时重点监控采集各新能源场站调度控制系统运行时的功率因数参数,并对功率因数进行独立统计并存储,然后将各个发电设备、储能系统的额定运行参数补充至动态运行模型内;同时由基于云计算的调度管理平台通过通讯网络获取供电电网侧供电参数,并生成供电需求动态模型,最后,由调度管理平台根据生成的动态运行模型持续运行一段时间后,得到各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统运行状态的预判逻辑;
[0026] S3,调度作业,在S2步骤运行中,首先根据各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统的运行数据,将采集的数据同时带入到相应的动态运行模型中,实时监控各设备运行状态及当前新能源场站运行中的功率因数;同时将采集的数据带入到S2步骤中的运行状态的预判逻辑中,对各新能源场站的每个发电设备、储能系统及调度控制系统未来24—36小时内设备运行状态、发电量及故障率进行预判,同时对功率因数波动进行预判;最后结合供电电网侧供电参数,将当前各新能源场站供电能力和功率因数与供电电网参数进行比对,从而得到各新能源场站运行调度控制参数;
[0027] S4,数据调度,以S3步骤获得的各新能源场站运行调度控制参数为基础,结合S3步骤中对各新能源场站运行状态、发电量及故障率进行预判的结果,为各新能源场站发电作业进行调度管控,同时根据调度调整后新能源场站的实际发电能力对新能源场站运行功率因数进行调整设置,即可完成新能源场站调度管理的需要。
[0028] 重点说明的,所述现场数据采集终端包括配电柜1、承载龙骨2、绝缘垫块3、导向滑轨4、承载托盘5、隔板6、驱动电路7、数据采集电路8、接线端子9、接线排10,其中所述配电柜1为轴向截面呈矩形的箱体结构,所述承载龙骨2嵌于配电柜1内,与配电柜1同轴分布并与配电柜1内侧面间通过导向滑轨4滑动链接,同时,所述承载龙骨2为与配电柜1同轴分布的框架结构,其下端面与配电柜1底部相抵,上端面与配电柜1上端面间间距为配电柜1高度的
10%—20%,且承载龙骨2顶部通过绝缘垫块3与隔板6链接,所述隔板6与配电柜1同轴分布并将配电柜1从上向下分割为控制腔和检测腔,所述数据采集电路8位于承载龙骨2内,并通过承载托盘5与承载龙骨2连接,所述承载托盘5至少两个且相邻两个承载托盘5间通过隔板
6进行隔离,同时承载托盘5通过绝缘垫块3与数据采集电路8间电气连接,数据采集电路8对应的配电柜1底部设至少一个接线端子9,对应的承载龙骨2顶部位置的隔板6设至少一个接线排10,所述数据采集电路8通过接线端子9与各新能源场站总的每个发电设备、独立的储能系统及新能源场站调度控制系统间电气连接,同时数据采集电路8通过接线排10与驱动电路7电气连接,所述驱动电路7嵌于控制腔内,且驱动电路7对应的配电柜1侧壁设至少一个接线端子9,并通过接线端子9与基于云计算的调度管理平台建立连接。
[0029] 本实施例中,所述承载龙骨2包括机架21、弹性绝缘垫块22、换热管23、引流风机24、半导体制冷机构、散热风机26、绝缘滑块27、导向滑轨4,其中所述机架21下端面与至少四个弹性绝缘垫块22连接,并通过弹性绝缘垫块22与配电柜1底部连接,且机架21与配电柜
1底部间设高度至少5厘米的隔离间隙,所述机架21内设若干导向滑轨4,且机架21内的导向滑轨4与机架21轴线垂直分布,并对称分布在机架21轴线两侧,同时对称分布的两条导向滑轨4构成一个承载组,同一承载组内的两导向滑轨4分别通过至少两个绝缘滑块27与同一承载托盘5间滑动连接,且所述承载托盘5板面与机架21轴线呈30°—90°夹角,所述机架21外侧面设至少两条换热管23,且每条换热管23的两端均通过引流风机24连通,并构成闭合循环管路,同时位于机架21同一外侧面的各换热管23均与1‑4个半导体制冷机构的制冷端连接,同时半导体制冷机构与机架21外侧面连接,同时半导体制冷机构的散热端位于配电柜1外,且半导体制冷机构的散热端与一个散热风机26连接,所述换热管23、引流风机24均通过接线排10与驱动电路7电气连接。
[0030] 特别说明的,所述半导体制冷机构的制冷段与换热管23间通过换热套11连接,且每个换热套11的长度均为换热管23长度的5%—20%,所述换热套11包括换热块111、弹性卡箍112,其中所述换热块111为横断面呈“凵”字形槽状结构,换热块111下端面与机架21外侧面连接,同时换热块111下端面设至少一条收纳槽113,并通过收纳槽113包覆在换热管23外,且每条收纳槽113内均一条换热管23,换热管23与收纳槽113间通过至少两个弹性卡箍112连接,所述半导体制冷机构嵌于换热块111的槽体内,其制冷端与换热块111槽底连接,同时所述换热块111上端面与散热风机24连接,且散热风机24包覆在换热块111上端面外。
[0031] 本实施例中,所述承载托盘5为横断面呈“H”字形槽状结构,各承载托盘5槽底均为格栅板结构,其中数据采集电路8嵌于承载托盘5上端面的槽体,数据采集电路8与接线端子9及接线排10间所连接的导线均位于承载托盘5下端面的槽体内,并与承载托盘5下端面的槽体间通过布线槽12连接。
[0032] 本实施例中,所述数据采集电路5包括电压检测电路、电流检测电路、过载检测电路、短路检测电路、缺相检测电路、波形检测电路、温度检测电路、转速检测电路中的任意一种或几种共用。
[0033] 进一步说明的,所述驱动电路7为以可编程控制器、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统,
[0034] 同时,所述通讯网络采用物联网,其中通讯网络设至少一个分布式数据存储系统,且分布式数据存储系统在各现场数据采集终端处均设有一个独立的数据存储装置。
[0035] 本发明集成化和模块化程度高,系统拓展能力强,通用性好,可有效满足风能、光能等多种新能源场站系统配套运行的需要,同时可有效地实现新能源场站实际运行状态、功率因数参数与实际电网供电需求的双向匹配,在能够及时发现新能源场站发电运行故障和灵活调整各发电设备发电效率的同时,另可有效地根据电网实际供电需求调整新能源场站的实际工作效率,从而有效的提高新能源场站发电供电运行效率的稳定性和可靠性。
[0036] 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。