專利名稱：根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測控制終端，尤其是涉及一種根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于利用風(fēng)機和光伏電站產(chǎn)生的這類新能源受天氣的影響很大，因此其上的控制模塊無法根據(jù)氣溫等外界因素對負荷進行預(yù)測，也無法根據(jù)已有的蓄電池特性對充放電策略進行優(yōu)化，更無法有效地避免蓄電池頻繁充放電，這樣就會大大減少蓄電池的使用壽命，而且也無法避免蓄電池過度充電或過度放電，從而造成浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備，其能對光伏電站、風(fēng)機、天氣情況進行狀態(tài)監(jiān)測，并結(jié)合實時數(shù)據(jù)進行分析，針對用戶通過鍵盤輸入模塊輸入的蓄電池組數(shù)據(jù)進行充放電安排，起到節(jié)省能源，削峰填谷的作用。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備包括光伏采集模塊、風(fēng)機采集模塊、微氣象監(jiān)測儀、中央處理單元、鍵盤輸入模塊、繼電器控制模塊、屏幕顯示模塊和打印模塊；其中光伏采集模塊、風(fēng)機采集模塊、微氣象監(jiān)測儀和鍵盤輸入模塊的輸出端與中央處理單元相連，而中央處理單元分別與繼電器控制模塊、屏幕顯示模塊和打印模塊相接；所述的光伏采集模塊和風(fēng)機采集模塊均由交流電流互感器、交流電壓互感器和單片機構(gòu)成，交流電流互感器和交流電壓互感器安裝在光伏發(fā)電模塊并網(wǎng)線路或者風(fēng)機發(fā)電模塊并網(wǎng)線路的電流回路上，并且交流電流互感器和交流電壓互感器的輸出端與單 片機相連，單片機通過RS-485總線與中央處理單元相接；微氣象監(jiān)測儀由溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)力傳感器、風(fēng)向傳感器、光照傳感器和PLC單片機構(gòu)成，其中溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)力傳感器、風(fēng)向傳感器和光照傳感器安裝在風(fēng)機或光伏電站設(shè)置現(xiàn)場，這些傳感器的輸出端同時與PLC單片機相連，而PLC單片機則通過RS-485總線與中央處理單元輸入端相接；繼電器控制模塊的輸出端與風(fēng)機或光伏電站中蓄電池組的控制回路相連；屏幕顯示模塊和打印模塊則分別與顯示器及打印機相接。所述的中央處理單元由INTELZ510處理器以及與其相連的SSD硬盤、顯示器接口和打印機接口組成。所述的中央處理單元與繼電器控制模塊之間采用串行通訊接口連接；中央處理單元與屏幕顯示模塊之間采用VGA接口連接；中央處理單元與打印模塊之間采用并行通訊接口連接。本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多個數(shù)據(jù)信息的采集，并根據(jù)天氣情況及歷史數(shù)據(jù)對可再生新能源的發(fā)電策略進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)對分布式資源的綜合利用，這對于保障供電可靠性、提高供電品質(zhì)、集約應(yīng)用分散的新能源，以及能源的梯級利用等有獨到的優(yōu)勢，也有利于增強電網(wǎng)應(yīng)對災(zāi)難的能力。另夕卜，其能夠有效指導(dǎo)分布式儲能快速為主網(wǎng)提供有功、無功支撐，在電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)、平抑?jǐn)_動、保障主網(wǎng)穩(wěn)定運行方面發(fā)揮重要的作用。


圖1為本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備構(gòu)成框圖。圖2為圖1示出的智能設(shè)備中光伏采集模塊、風(fēng)機采集模塊構(gòu)成框圖。圖3為圖1示出的智能設(shè)備中中央處理單元構(gòu)成框圖。圖4為圖1示出的智能設(shè)備中微氣象監(jiān)測儀構(gòu)成框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備進行詳細說明。如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備包括光伏采集模塊1、風(fēng)機采集模塊2、微氣象監(jiān)測儀3、中央處理單元4、鍵盤輸入模塊5、繼電器控制模塊6、屏幕顯示模塊7和打印模塊8 ;其中光伏采集模塊1、風(fēng)機采集模塊
2、微氣象監(jiān)測儀3和鍵盤輸入模塊5的輸出端與中央處理單元4相連，而中央處理單元4分別與繼電器控制模塊6、屏幕顯示模塊7和打印模塊8相接；所述的光伏采集模塊I和風(fēng)機采集模塊2均由交流電流互感器9、交流電壓互感器10和單片機11構(gòu)成，交流電流互感器9和交流電壓互感器10安裝在光伏發(fā)電模塊并網(wǎng)線路或者風(fēng)機發(fā)電模塊并網(wǎng)線路的電流回路上，并且交流電流互感器9和交流電壓互感器10的輸出端與單片機11相連，單片機11通過RS-485總線與中央處理單元4相接；微氣象監(jiān)測儀3由溫度傳感器12、濕度傳感器13、風(fēng)力傳感器14、風(fēng)向傳感器15、光照傳感器16和PLC單片機17構(gòu)成，其中溫度傳感器12、濕度傳感器13、風(fēng)力傳感器14、風(fēng)向傳感器15和光照傳感器16安裝在風(fēng)機或光伏電站設(shè)置現(xiàn)場，這些傳感器的輸出端同時與PLC單片機17相連，而PLC單片機17則通過RS-485總線與中央處理單兀4輸入端相接；繼電器控制模塊6的輸出端與風(fēng)機或光伏電站中蓄電池組的控制回路相連；屏幕顯示模塊7和打印模塊8則分別與顯示器及打印機相接。所述的中央處理單元4由INTELZ510處理器18以及與其相連的SSD硬盤19、顯示器接口 20和打印機接口 21組成。所述的中央處理單元4與繼電器控制模塊6之間采用串行通訊接口連接；中央處理單元4與屏幕顯示模塊7之間采用VGA接口連接；中央處理單元4與打印模塊8之間采用并行通訊接口連接?，F(xiàn)將本發(fā)明提供的根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備工作原理闡述如下:使用本智能設(shè)備前，用戶需通過鍵盤輸入模塊5輸入與本智能設(shè)備相連的風(fēng)機或光伏電站中蓄電池組容量、負荷的峰谷時間段等信息。使用時，首先由光伏采集模塊
1、風(fēng)機采集模塊2中的單片機11通過交流電流互感器9和交流電壓互感器10對光伏發(fā)電模塊并網(wǎng)線路或者風(fēng)機發(fā)電模塊并網(wǎng)線路的電流回路上的電流和電壓這些并網(wǎng)發(fā)電數(shù)據(jù)實時進行采集，然后利用傅立葉分析算法計算出電壓和電流的工頻基波有效值及功率因數(shù)角，之后計算出實時發(fā)電的有功功率和無功功率，然后通過RS-485總線將這些數(shù)據(jù)傳送給中央處理單元4。與此同時，由微氣象監(jiān)測儀3中的PLC單片機17通過溫度傳感器12、濕度傳感器13、風(fēng)力傳感器14、風(fēng)向傳感器15和光照傳感器16實時采集風(fēng)機或光伏電站設(shè)置現(xiàn)場的溫度、濕度、風(fēng)力、風(fēng)向及光照強度等天氣情況數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過RS-485總線傳送給中央處理單元4。中央處理單元4將上述單片機11輸入的并網(wǎng)發(fā)電數(shù)據(jù)進行記錄及按時間間隔保存于SSD硬盤19中以形成歷史數(shù)據(jù)，然后將這些并網(wǎng)發(fā)電數(shù)據(jù)和歷史負荷數(shù)據(jù)一起通過最小二乘法進行數(shù)據(jù)逼近，以形成新能源歷史發(fā)電日負荷曲線方程，之后利用上述PLC單片機17輸入的環(huán)境測量數(shù)據(jù)對上述歷史發(fā)電日負荷曲線進行修正，并計算出日平均負荷，然后結(jié)合上述蓄電池組容量、負荷的峰谷時間段等信息確定出一個或多個充電區(qū)間和放電區(qū)間，最后生成充放電指令并通過繼電器控制模塊6傳送給風(fēng)機或光伏電站中蓄電池組的控制回路，以控制蓄電池有序地進行充放電，并可通過屏幕顯示模塊7和打印模塊8驅(qū)動顯示器及打印機顯示和打印出上述輸出數(shù)據(jù)。另外，上述負荷是一個綜合負荷的概念，包括并網(wǎng)的所有分布式電源(風(fēng)機、光伏電站等)的出力。目前短期負荷預(yù)測主要采用時間序列法、線性分析法，不過在天氣變化劇烈時，預(yù)測精度會受影響，原因是利用風(fēng)機和光伏電站產(chǎn)生的這類新能源受天氣的影響很大。在此需要特別說明的是確定蓄電池的充放電區(qū)間是根據(jù)蓄電池的特性，對充放電策略進行優(yōu)化，這樣可以有效地避免蓄電池頻繁充放電，延長蓄電池的使用壽命；還可以避免蓄電池過度充電或過度放電，起到保護蓄電池的作用，同時在峰谷時間段充放電，可以有效地起到削峰填谷的作用。
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本設(shè)備投入運行后可使電網(wǎng)的峰谷差減低40%，保證電網(wǎng)負荷率在90%以上，減低了電網(wǎng)損耗，保證電網(wǎng)經(jīng)濟運行，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。另外，本設(shè)備投入運行可減低最大負荷，提高負荷率，減少供電缺口，實現(xiàn)限電不拉閘，提高供電可靠性，避免了由于拉閘限電而造成的電量損失。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備，其特征在于:所述的智能設(shè)備包括光伏采集模塊(I)、風(fēng)機采集模塊(2)、微氣象監(jiān)測儀(3)、中央處理單元(4)、鍵盤輸入模塊(5)、繼電器控制模塊￠)、屏幕顯示模塊(7)和打印模塊(8);其中光伏采集模塊(I)、風(fēng)機采集模塊(2)、微氣象監(jiān)測儀(3)和鍵盤輸入模塊(5)的輸出端與中央處理單元(4)相連，而中央處理單元(4)分別與繼電器控制模塊￠)、屏幕顯示模塊(7)和打印模塊(8)相接；所述的光伏采集模塊(I)和風(fēng)機采集模塊(2)均由交流電流互感器(9)、交流電壓互感器(10)和單片機(11)構(gòu)成，交流電流互感器(9)和交流電壓互感器(10)安裝在光伏發(fā)電模塊并網(wǎng)線路或者風(fēng)機發(fā)電模塊并網(wǎng)線路的電流回路上，并且交流電流互感器(9)和交流電壓互感器(10)的輸出端與單片機(11)相連，單片機(11)通過RS-485總線與中央處理單元(4)相接；微氣象監(jiān)測儀(3)由溫度傳感器(12)、濕度傳感器(13)、風(fēng)力傳感器(14)、風(fēng)向傳感器(15)、光照傳感器(16)和PLC單片機(17)構(gòu)成，其中溫度傳感器(12)、濕度傳感器(13)、風(fēng)力傳感器(14)、風(fēng)向傳感器(15)和光照傳感器(16)安裝在風(fēng)機或光伏電站設(shè)置現(xiàn)場，這些傳感器的輸出端同時與PLC單片機(17)相連，而PLC單片機(17)則通過RS-485總線與中央處理單元(4)輸入端相接；繼電器控制模塊(6)的輸出端與風(fēng)機或光伏電站中蓄電池組的控制回路相連；屏幕顯示模塊(7)和打印模塊(8)則分別與顯示器及打印機相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能設(shè)備，其特征在于:所述的中央處理單元(4)由INTELZ510處理器(18)以及與其相連的(SSD)硬盤19、顯示器接口(20)和打印機接口(21)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能設(shè)備，其特征在于:所述的中央處理單元(4)與繼電器控制模塊(6)之間采用串行通訊接口連接；中央處理單元(4)與屏幕顯示模塊(7)之間采用VGA接口連接；中央處理單元(4)與打印模塊(8)之間采用并行通訊接口連接。
全文摘要
一種根據(jù)新能源發(fā)電能力控制蓄電池有序充放電的智能設(shè)備。其包括光伏采集模塊、風(fēng)機采集模塊、微氣象監(jiān)測儀、中央處理單元、鍵盤輸入模塊、繼電器控制模塊、屏幕顯示模塊和打印模塊。本發(fā)明的智能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多個數(shù)據(jù)信息的采集，并根據(jù)天氣情況及歷史數(shù)據(jù)對可再生新能源的發(fā)電策略進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)對分布式資源的綜合利用，這對于保障供電可靠性、提高供電品質(zhì)、集約應(yīng)用分散的新能源，以及能源的梯級利用等有獨到的優(yōu)勢，也有利于增強電網(wǎng)應(yīng)對災(zāi)難的能力。另外，其能夠有效指導(dǎo)分布式儲能快速為主網(wǎng)提供有功、無功支撐，在電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)、平抑?jǐn)_動、保障主網(wǎng)穩(wěn)定運行方面發(fā)揮重要的作用。
文檔編號H02J7/00GK103236727SQ20131015132
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者宮俊, 李德強, 冀慧強, 趙北濤, 任國歧, 梁曉虎, 田成鳳, 崔建宇, 劉美靜, 馬聰智 申請人:國家電網(wǎng)公司, 天津市電力公司