一种海岛能源综合能量管理方法与流程

文档序号:15565638发布日期:2018-09-29 03:16阅读:294来源:国知局

本发明属于能量管理技术领域,特别涉及一种海岛能源综合能量管理方法。



背景技术:

近年来,随着国内外在微电网概念验证、运行特性研究、控制方案测试等方面相关工作的开展,微电网的研究逐渐从基本理论分析和实证系统搭建等单一微电网研究过渡到多个微电网协调控制,考虑电网互动的优化调度以及多元化能量管理研究,这些关键技术为提升新能源的消纳水平,保证微电网安全高效运行提供了有效途径。

目前全国仍有近百万户居民生活在缺电或者少电的沿海及岛屿地区。对于大型群岛而言,由于对电力需求总量和可靠性均有较高的要求,因此往往通过海缆与大陆联网。但一旦海缆等陆上供电设施出现故障,海岛恢复供电时间长,现有柴油发电系统难以保证海岛能源供应的稳定性。而且柴油运输较为困难,成本较高。而对于其他偏远小岛而言,由于最大负荷有限、输送距离较远、岛屿面积狭窄,铺设海缆在技术与经济方面需要付出更大代价,因此更需要围绕可再生能源为核心,开发清洁可靠的海岛电网。值得注意的是,多数海岛及其周围拥有丰富的近海可再生能源,如风能、波浪能、潮流能、太阳能等。通过构建高效清洁的海岛能源体系,特别是大力发展含多种可再生能源发电的海岛电网,不仅能够解决海岛的一次能源短缺等问题,也有助于保护海洋环境、促进节能减排。针对海岛供水供电困难及生活用能等难题,建设具备多类型新能源供电、海水淡化、制氢等离网海岛能源综合利用系统对于离网海岛的开发显得尤为关键。



技术实现要素:

本发明根据发电设备运行功率输出情况,结合历史记录分析,通过优化算法及时制定相应的优化调度方案指导负荷调用、发电调度以及储能控制,最终实现海岛能源综合利用与负荷精细化管理。

本发明具体为一种海岛能源综合能量管理方法,所述综合能量管理方法具体包括如下步骤:

步骤(1):建立分布式可再生能源电源、储能系统、可控负荷以及微电网的机理模型;

步骤(2):确定各种可再生能源发电装置、储能装置以及可控负荷的功率特性;

步骤(3):分析影响海岛能源网新能源利用率的因素;

步骤(4):确定不同时间、空间尺度的源荷运行特性匹配关系;

步骤(5):确定适应可再生能源消纳及能源综合利用的海岛能源最佳配置方法;

步骤(6):确定海岛能源网综合能量管理及主动控制技术;

步骤(7):确定综合能量管理系统的分层、分区方式;

步骤(8):确定系统综合运行最低成本、可再生能源最大消纳以及最小网损;

步骤(9):根据分层、分区方式,综合考虑系统综合运行成本最低、可再生能源最大化消纳以及网损最小的目标,开发适用于波浪能、光伏、风电多类型能源的综合能量管理系统;

步骤(10):基于综合能量管理系统,实现主动控制策略,进而实现可控负荷的精细化管理。

进一步的,所述综合能量管理系统充分考虑基于实时测量的海岛气象资源信息、海水淡化的可控负荷运行状态以及波浪能、光伏、风电发电设备运行功率输出情况,结合历史记录分析,通过优化算法及时制定相应的优化调度方案,指导负荷调用、发电调度以及储能控制,最终实现海岛能源综合利用与负荷精细化管理。

进一步的,所述综合能量管理系统包括实时测量模块、历史记录模块、数据输入模块、多元能量管理系统、方案输出模块、负荷调用模块、发电调度模块以及储能控制模块;所述实时测量模块和所述历史记录模块均连接到所述数据输入模块;所述数据输入模块、所述多元能量管理系统以及所述方案输出模块依次顺序连接;所述方案输出模块分别连接到所述负荷调用模块、所述发电调度模块以及所述储能控制模块。

进一步的,所述实时测量模块对海岛的地理信息、气象信息、负荷状态、发电设备状态信息进行实时检测,并将检测到的数据传输至所述数据输入模块。

进一步的,所述历史记录模块对所述实时测量模块检测到的信息数据进行存储记录。

进一步的,所述数据输入模块对所述实时测量模块检测到的实时数据信息或者所述历史记录模块记录的历史数据信息进行读取,并将读取的数据信息传输至所述多元能量管理系统。

进一步的,所述多元能量管理系统根据从所述数据输入模块接收到的数据信息对能源的利用效率进行分析,进而确定海岛能源网的运行方式和优化调度方式。

进一步的,所述方案输出模块根据所述多元能量管理系统的分析结果确定控制策略,并将控制策略发送至负荷调用模块、发电调度模块或储能控制模块进行具体执行。

附图说明

图1为本发明综合能量管理系统的模块组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种海岛能源综合能量管理方法的具体实施方式做详细阐述。

本发明海岛能源综合能量管理方法具体包括如下步骤:

步骤(1):建立分布式可再生能源电源、储能系统、可控负荷以及微电网的机理模型;

步骤(2):确定各种可再生能源发电装置、储能装置以及可控负荷的功率特性;

步骤(3):分析影响海岛能源网新能源利用率的因素;

步骤(4):确定不同时间、空间尺度的源荷运行特性匹配关系;

步骤(5):确定适应可再生能源消纳及能源综合利用的海岛能源最佳配置方法;

步骤(6):确定海岛能源网综合能量管理及主动控制技术;

步骤(7):确定综合能量管理系统的分层、分区方式;

步骤(8):确定系统综合运行最低成本、可再生能源最大消纳以及最小网损;

步骤(9):根据分层、分区方式,综合考虑系统综合运行成本最低、可再生能源最大化消纳以及网损最小的目标,开发适用于波浪能、光伏、风电多类型能源的综合能量管理系统;

步骤(10):基于综合能量管理系统,实现主动控制策略,进而实现可控负荷的精细化管理。

所述综合能量管理系统充分考虑基于实时测量的海岛气象资源信息、海水淡化的可控负荷运行状态以及波浪能、光伏、风电发电设备运行功率输出情况,结合历史记录分析,通过优化算法及时制定相应的优化调度方案,指导负荷调用、发电调度以及储能控制,最终实现海岛能源综合利用与负荷精细化管理。

如图1所示,所述综合能量管理系统包括实时测量模块、历史记录模块、数据输入模块、多元能量管理系统、方案输出模块、负荷调用模块、发电调度模块以及储能控制模块;所述实时测量模块和所述历史记录模块均连接到所述数据输入模块;所述数据输入模块、所述多元能量管理系统以及所述方案输出模块依次顺序连接;所述方案输出模块分别连接到所述负荷调用模块、所述发电调度模块以及所述储能控制模块。

所述实时测量模块对海岛的地理信息、气象信息、负荷状态、发电设备状态信息进行实时检测,并将检测到的数据传输至所述数据输入模块。

所述历史记录模块对所述实时测量模块检测到的信息数据进行存储记录。

所述数据输入模块对所述实时测量模块检测到的实时数据信息或者所述历史记录模块记录的历史数据信息进行读取,并将读取的数据信息传输至所述多元能量管理系统。

所述多元能量管理系统根据从所述数据输入模块接收到的数据信息对能源的利用效率进行分析,进而确定海岛能源网的运行方式和优化调度方式。

所述方案输出模块根据所述多元能量管理系统的分析结果确定控制策略,并将控制策略发送至负荷调用模块、发电调度模块或储能控制模块进行具体执行。

最后应该说明的是,结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到,本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

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