城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息采集與監(jiān)控裝置，特別是基于三層架構(gòu)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源短缺問題的日益嚴(yán)重，國際上光伏技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛。因此能夠?yàn)楣夥娬镜脑O(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)的光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到了重視。國外早在90年代前后就開始了對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研宄，例如美國電力研宄所在90年代初對(duì)美國的七個(gè)光伏電站所做的實(shí)驗(yàn)研宄；懷俄明州大學(xué)對(duì)系統(tǒng)電池板的最優(yōu)尺寸、PV系統(tǒng)性能的介紹；美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室在1995年對(duì)兩座6kW并網(wǎng)型光伏電站進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集和分析等。同時(shí)，國內(nèi)也已經(jīng)開展了光伏電站數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)技術(shù)的研宄及開發(fā)工作。
[0003]縱觀國內(nèi)外的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的監(jiān)控方法只能針對(duì)某一具體問題來對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的一部分進(jìn)行采集和分析，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理和再應(yīng)用困難，難以滿足系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)的要求。其主要原因是傳統(tǒng)的光伏監(jiān)測(cè)方法將所有光伏發(fā)電單元的全部數(shù)據(jù)直接上傳至監(jiān)控系統(tǒng)的終端后統(tǒng)一進(jìn)行分析處理，然而由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的測(cè)試點(diǎn)密度高，使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過于零散且數(shù)目龐大，必然導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)終端的信息處理設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理等能力難以達(dá)到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是突破傳統(tǒng)光伏監(jiān)測(cè)方法在數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存上的局限性，減輕對(duì)終端信息處理設(shè)備的壓力，為電力公司調(diào)度部門提供一種能夠監(jiān)測(cè)城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式發(fā)電集群數(shù)據(jù)信息并對(duì)其進(jìn)行功率預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)管理與控制，提出了一種具有信息采集與監(jiān)控、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)、調(diào)度管理等功能的基于三層架構(gòu)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控方法。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下方案實(shí)現(xiàn)的:
1、將城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架按各部分功能分為三層，分別為光伏監(jiān)測(cè)控制單元及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、區(qū)域光伏管理模塊和市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心；
2、由各個(gè)光伏監(jiān)測(cè)控制單元與其所屬區(qū)域光伏管理模塊，各區(qū)域管理模塊與市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心之間的雙向通訊構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)；
3、所述光伏監(jiān)測(cè)控制單元，作為第一層架構(gòu)的核心，為系統(tǒng)信息通訊終端，同時(shí)也是整個(gè)集群采集監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏發(fā)電單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，得到日發(fā)電量、日發(fā)電總費(fèi)用及發(fā)電量預(yù)測(cè)值，與區(qū)域光伏管理模塊取得數(shù)據(jù)與信息的雙向通信；
4、所述區(qū)域光伏管理模塊，作為第二層構(gòu)架；對(duì)光伏監(jiān)測(cè)控制單元上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與管理，得到區(qū)域內(nèi)日發(fā)電費(fèi)、日發(fā)電費(fèi)用及預(yù)測(cè)發(fā)電量，上傳數(shù)據(jù)至市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心； 5、所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心，作為第三層構(gòu)架，對(duì)區(qū)域光伏管理模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與儲(chǔ)存，并得到全市日發(fā)電量、全市日發(fā)電費(fèi)用、全市歷史發(fā)電費(fèi)及全市預(yù)測(cè)發(fā)電量;
6、由所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心接受上級(jí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)電量的指令并向區(qū)域光伏管理模塊下達(dá)指令，區(qū)域光伏管理模塊接收指令后將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中光伏逆變器開斷及電能質(zhì)量調(diào)整信號(hào)傳給光伏監(jiān)測(cè)控制單元。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:能夠克服傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和處理上的局限性，簡化監(jiān)控系統(tǒng)終端數(shù)據(jù)的處理；并能夠?qū)Ρ镜匕l(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)；監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
【附圖說明】
[0007]圖1為基于三層架構(gòu)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；
圖2為本發(fā)明的信息通訊示意圖；
圖3為光伏監(jiān)測(cè)控制單元的發(fā)電量模型圖；
圖4為第二層架構(gòu)的信息流示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]本發(fā)明的步驟如下:
一、參照?qǐng)D1，本發(fā)明將城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架按各部分功能分為三層，分別為光伏監(jiān)測(cè)控制單元及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、區(qū)域光伏管理模塊和市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心。
[0010]二、參照?qǐng)D2可知，本發(fā)明的通訊網(wǎng)絡(luò)是由各個(gè)光伏監(jiān)測(cè)控制單元與其所屬區(qū)域光伏管理模塊，各區(qū)域光伏管理模塊與市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心之間的雙向通信構(gòu)成的。
[0011]三、參照?qǐng)D2和圖3可知，所述光伏監(jiān)測(cè)控制單元，作為第一層架構(gòu)的核心，為系統(tǒng)信息通訊終端，同時(shí)也是整個(gè)集群采集監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏發(fā)電單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，得到日發(fā)電量、日發(fā)電總費(fèi)用及發(fā)電量預(yù)測(cè)值，與區(qū)域光伏管理模塊取得數(shù)據(jù)與信息的雙向通信；
發(fā)電量預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)過程為:光伏監(jiān)測(cè)控制單元能夠以歷史發(fā)電量、歷史氣象信息、歷史發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)三個(gè)數(shù)據(jù)建立一個(gè)發(fā)電量預(yù)測(cè)模型，以氣象信息、實(shí)時(shí)發(fā)電量作為模型的輸入，結(jié)合發(fā)電機(jī)組的設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行工況，得到未來的發(fā)電量。再將各單元的日發(fā)電量預(yù)測(cè)值逐級(jí)上傳，得到區(qū)域發(fā)電量預(yù)測(cè)值與全市發(fā)電量預(yù)測(cè)值。
[0012]四、參照?qǐng)D4，所述區(qū)域光伏管理模塊，作為第二層構(gòu)架；對(duì)光伏監(jiān)測(cè)控制單元上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與管理，得到區(qū)域內(nèi)日發(fā)電費(fèi)、日發(fā)電費(fèi)用及預(yù)測(cè)發(fā)電量；具體過程為:光伏監(jiān)測(cè)控制單元I 一光伏監(jiān)測(cè)控制單元η通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(包括測(cè)控裝置、智能儀表、光伏逆變器、智能回流表、配電柜、環(huán)境檢測(cè)儀等光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常用傳感器)對(duì)城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏發(fā)電單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將經(jīng)過監(jiān)測(cè)及處理得到交流側(cè)電壓、交流側(cè)電流、交流側(cè)頻率、交流功率、日發(fā)電預(yù)測(cè)值、光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、0)2減排量等數(shù)據(jù)信息，然后上傳至區(qū)域光伏管理模塊；區(qū)域光伏管理模塊對(duì)光伏監(jiān)測(cè)單元上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后得到區(qū)域光伏日發(fā)電量、日發(fā)電費(fèi)用及區(qū)域光伏發(fā)電量預(yù)測(cè)值信息上傳至市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心。
[0013]五、所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心，作為第三層構(gòu)架，對(duì)區(qū)域光伏管理模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與儲(chǔ)存，并得到全市日發(fā)電量、全市日發(fā)電費(fèi)用、全市歷史發(fā)電費(fèi)及全市預(yù)測(cè)發(fā)電量。
[0014]六、由所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心接受上級(jí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)電量的指令并向區(qū)域光伏管理模塊下達(dá)指令，區(qū)域光伏管理模塊接收指令后將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中光伏逆變器開斷及電能質(zhì)量調(diào)整信號(hào)傳給光伏監(jiān)測(cè)控制單元。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控方法，其特征是: 1)、將城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架按各部分功能分為三層，分別為光伏監(jiān)測(cè)控制單元及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、區(qū)域光伏管理模塊和市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心； 2)、由各個(gè)光伏監(jiān)測(cè)控制單元與其所屬區(qū)域光伏管理模塊，各區(qū)域管理模塊與市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心之間的雙向通訊構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)； 3)、所述光伏監(jiān)測(cè)控制單元，作為第一層架構(gòu)的核心，為系統(tǒng)信息通訊終端，同時(shí)也是整個(gè)集群采集監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏發(fā)電單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，得到日發(fā)電量、日發(fā)電總費(fèi)用及發(fā)電量預(yù)測(cè)值，與區(qū)域光伏管理模塊取得數(shù)據(jù)與信息的雙向通信； 4)、所述區(qū)域光伏管理模塊，作為第二層構(gòu)架；對(duì)光伏監(jiān)測(cè)控制單元上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與管理，得到區(qū)域內(nèi)日發(fā)電費(fèi)、日發(fā)電費(fèi)用及預(yù)測(cè)發(fā)電量，上傳數(shù)據(jù)至市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心； 5)、所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心，作為第三層構(gòu)架，對(duì)區(qū)域光伏管理模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析與儲(chǔ)存，并得到全市日發(fā)電量、全市日發(fā)電費(fèi)用、全市歷史發(fā)電費(fèi)及全市預(yù)測(cè)發(fā)電量; 6)、由所述市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心接受上級(jí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)電量的指令并向區(qū)域光伏管理模塊下達(dá)指令，區(qū)域光伏管理模塊接收指令后將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中光伏逆變器開斷及電能質(zhì)量調(diào)整信號(hào)傳給光伏監(jiān)測(cè)控制單元。
【專利摘要】一種具有信息采集與監(jiān)控、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)、調(diào)度管理等功能的基于三層架構(gòu)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控方法，其步驟是：將城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏集群監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)架按各部分功能分為三層；光伏監(jiān)測(cè)控制單元對(duì)相應(yīng)的城市級(jí)高密度多點(diǎn)分布式光伏發(fā)電單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，得到日發(fā)電量、日發(fā)電總費(fèi)用及發(fā)電量預(yù)測(cè)值；由區(qū)域光伏管理模塊得到區(qū)域內(nèi)日發(fā)電費(fèi)、日發(fā)電費(fèi)用及預(yù)測(cè)發(fā)電量；由市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心得到全市日發(fā)電量、全市日發(fā)電費(fèi)用、全市歷史發(fā)電費(fèi)及全市預(yù)測(cè)發(fā)電量；由市級(jí)監(jiān)測(cè)控制中心接受上級(jí)系統(tǒng)指令并向區(qū)域光伏管理模塊下達(dá)指令，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中光伏逆變器開斷及電能質(zhì)量調(diào)整信號(hào)傳給光伏監(jiān)測(cè)控制單元。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104615094
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410681105
【發(fā)明人】剛宏, 邱鵬, 劉闖, 蔡國偉, 支月媚
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 東北電力大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日