一种虚拟电厂的高效电力存储系统的制作方法

本发明涉及电力存储领域，尤其涉及一种虚拟电厂的高效电力存储系统。

背景技术：

1、电力存储，是指将电能转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储，按照其具体方式主要可分为机械储能、电磁储能、化学储能三大类型。电池储能系统主要利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电。主要包括铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池、钠硫电池、全矾液流电池等。铅酸电池目前储能容量已达20mw；

2、现有的电力存储系统中，通常都是对已有的电力数据进行监测以及分析，对电力存储系统的状态进行控制调节，缺少对实时发电信息的处理，导致无法及时高效的更改储能设备的配置，从而使每个电池的存储效率不同，无法使每个电池的存储效率达到最大，让电量在传输中有所损耗；以及目前的电力存储系统中缺少发电设备运行状态的预测，导致无法对发电组件进行预测性的控制以及难以判断发电组件是否存在故障。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种虚拟电厂的高效电力存储系统，通过对环境数据进行分析，及时发送控制信号，计算并分析电能存储效率，及时发送故障报警信号，能够提高电力存储系统的存储效率、电力存储系统的安全性以及故障报警的及时性，以解决现有的虚拟电厂电力存储效率低下以及无法及时判断组件故障的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种虚拟电厂的高效电力存储系统，包括环境检测模块、能量管理模块以及电力存储模块，所述环境检测模块以及电力存储模块分别与能量管理模块数据连接；

3、所述环境检测模块包括风力检测单元、温度传感单元以及辐照量传感单元；所述风力检测单元用于获取实时风速；所述温度传感单元用于获取温度；所述辐照量传感单元用于获取太阳能辐照量；

4、所述电力存储模块包括电力存储单元、存储电量监测单元、线路控制单元、连接元件以及开关元件；所述电力存储单元用于将电能转化为化学能；

5、所述存储电量监测单元用于获取电力存储单元在第一预测时间内存储的实际电量，并将存储的实际电量发送给能量管理模块，标记为实际存储电量；

6、所述线路控制单元用于获取能量管理模块发出的控制信息并对开关元件进行相应的开关打开或开关关闭操作；

7、所述能量管理模块包括发电量预测单元、控制信息输出单元、电能损耗分析单元以及故障报警单元；所述发电量预测单元用于将得到的环境数据处理得出未来第一预测时间内的总供电量的预测值，标记为预测发电量；

8、所述控制信息输出单元用于根据预测发电量向电力存储模块发出控制信息；

9、所述电能损耗分析单元用于计算电能存储效率，当电能存储效率不在正常运行效率范围之间时向故障报警单元发出故障报警信息；其中故障报警信息包括电池故障报警信息以及线路故障报警信息；

10、所述故障报警单元用于接收电能损耗分析单元发出的故障报警信息，输出故障报警信号。

11、进一步地，发电量预测单元内配置有发电量预测策略，所述发电量预测策略包括：

12、获取未来第一预测时间内的实时风速以及太阳能辐照量；

13、通过发电量预测算法对实时风速以及太阳能辐照量进行计算，得到未来第一预测时间内的预测发电量；

14、所述发电量预测算法配置为：p＝[(ρ/2*v3*a*cp)*sl+ha*paz*k]*ti；其中，p：预测发电量；ρ为空气密度；a为扫风面积；v为实时风速；cp为风轮效率；sl为风力发电机数量；ha为太阳能辐照量；paz为系统安装容量；k为综合效率系数；ti为第一预测时间。

15、进一步地，所述控制信息输出单元内配置有控制信息调整策略，所述控制信息调整策略包括：

16、获取预测发电量；

17、将预测发电量与设定的发电量参考值进行对比，发出控制信息；其中，控制信息包括高压控制信息、常压控制信息以及低压控制信息；

18、进一步地，所述电能损耗分析单元内配置有电能存储效率监测策略，所述电能存储效率监测策略包括：

19、通过电能损耗算法对损耗电量进行计算，得到可以对预测发电量的计算参数进行调整，得到调整后的调整发电量；

20、所述电能损耗算法配置为：sp＝i2*[r*l+r*l*a*(tp-20)]*ti；其中sp为传输过程损耗电量；i为线路电流；r为线路电阻率；l为导线长度；a为导线温度系数；tp为温度；ti为第一预测时间；

21、通过电能存储效率算法对实际存储电量与调整发电量进行计算，得到电能存储效率；

22、所述电能存储效率算法配置为：x＝m/(p-sp)；其中x为电能存储效率；p为预测发电量；sp为传输损耗电量；m为实际存储电量；

23、将电能存储效率与设定的正常运行效率范围进行比对，当电能存储效率不处于正常运行效率范围之内，向故障报警单元发出故障报警信息；其中故障报警信息包括电池故障报警信息以及线路故障报警信息；当电能存储效率处于正常运行效率范围之内，不做报警处理。

24、进一步地，所述线路控制单元内配置有控制信息执行策略，所述控制信息执行策略包括：

25、获取控制信息；

26、当获取高压控制信息时，将所有的开关元件打开；

27、当获取中压控制信息时，将三分之二的开关元件打开，将三分之一的开关元件关闭；

28、当获取低压控制信息时，将三分之一的开关元件打开，将三分之二的开关元件关闭。

29、进一步地，所述存储电量监测单元包括存储电量监测策略，所述存储电量监测策略包括：

30、利用库仑计对电池电量进行检测；

31、将检测出的实际存储电量发送给能量管理模块。

32、进一步地，所述电力存储单元包含若干串联的电池、若干参数相同的电抗元件、连接元件以及开关元件。

33、本发明的有益效果：本发明通过获取环境信息，对环境信息进行计算，通过计算出的预测发电量对电力存储模块进行实时控制，能够提高电力系统的存储效率，从而降低能源存储的损耗。

34、本发明通过计算实际存储电量与预测发电量及传输损耗电量得出电能存储效率，根据电能存储效率来判断传输电路以及电力存储单元是否存在故障，提高了电力存储系统的安全性以及故障报警的及时性。

35、本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种虚拟电厂的高效电力存储系统，包括环境检测模块、能量管理模块以及电力存储模块，所述环境检测模块以及电力存储模块分别与能量管理模块数据连接；

2.根据权利要求1所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，发电量预测单元内配置有发电量预测策略，所述发电量预测策略包括：

3.根据权利要求2所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，所述控制信息输出单元内配置有控制信息调整策略，所述控制信息调整策略包括：

4.根据权利要求3所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，所述电能损耗分析单元内配置有电能存储效率监测策略，所述电能存储效率监测策略包括：

5.根据权利要求4所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，所述线路控制单元内配置有控制信息执行策略，所述控制信息执行策略包括：

6.根据权利要求5所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，所述存储电量监测单元包括存储电量监测策略，所述存储电量监测策略包括：

7.根据权利要求6所述的一种虚拟电厂的高效电力存储系统，其特征在于，所述电力存储单元包含若干串联的电池、若干参数相同的电抗元件以及连接元件，连接元件设置为连接线。

技术总结
本发明提供一种虚拟电厂的高效电力存储系统，涉及电力存储领域，包括环境检测模块、能量管理模块以及电力存储模块，所述环境检测模块用于获取实时风速、温度以及太阳能辐照量，所述能量管理模块用于处理实时风速、温度以及太阳能辐照量得出预测发电量以及电能存储效率，所述电力存储模块用于根据能量管理模块的预测发电量对电力存储控制装置进行调整以及向能量管理模块发送实际存储电量，本发明用于解决现有的虚拟电厂电力存储效率低下以及无法及时判断组件故障的问题。

技术研发人员：张承宇,杨桦,孙成富,徐尔丰,孙盼
受保护的技术使用者：浙江浙能能源服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14