一种分布式光伏发电控制管理方法及系统与流程

本发明涉及新能源，特别是一种分布式光伏发电控制管理方法及系统。

背景技术：

1、目前风电控制远程监控系统的结构原理为通过电缆、光缆、cdma无线通讯等手段，采集各风力发电机组、测风塔、变电站的数据，传输至远程控制中心服务器，用于风场运行人员远程监控各台机组运行，并具备一定的报表、曲线、历史查询功能，普遍采用windows操作系统和通用的商用数据库，主要存在以下缺点：(1)现有的风力发电监控系统比较单一，仅仅为对风力发电或光伏发电单一化的监测运行，由于风力发电的电流电压控制比较单一，没有引入其他电力设备进行互补作用发电，集成度较低，同时由于不同发电设备之间的相互兼容和数据监测之间的问题，给终端平台的数据监测、运维和故障处理带来了一定的困难。(2)现有的监控平台数据的实时性能较差且功能一般，难以满足新能源风光储的智能监测，造成远程记录的数据精度不够和控制效果一般等问题，需要就地风机操作。(3)目前技术的风光电场监控系统未采用风机转速校准技术来保证输出电压以及运维运行的可靠性，一旦风机的电机或核心部件发生故障，将影响新能源储能的安全可靠运行。因此，目前的新能源发电数据监控系统不能满足要求。

技术实现思路

1、鉴于上述现有的新能源中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明其中的一个目的是提供一种分布式光伏发电控制管理方法及系统，其利用风光互补控制器连接风力和光伏发电设备，使得两个发电系统相互独立，又相辅相存，能够安全可靠和高效的进行发电工作，并改善了发电监控运维管理系统平台，对风光电储能等各项工作状态进行监视控制，提高了监测、远程控制、运维和管理的效果。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、一方面提出一种分布式光伏发电控制管理系统，包括风力发电机、光伏侧、与所述风力发电机和光伏侧连接的风光互补控制器、与所述风光互补控制器连接的电源通信机柜以及与所述电源通信机柜连接的发电监控运维管理系统平台，所述发电监控运维管理系统平台采用dtu通讯模块数据透传功能，与所述风光互补控制器进行远程通讯，采集寄存器的数据，将数据解析后进行界面展示并保存至数据库供查询分析；所述发电监控运维管理系统平台包括数据监控模块、远程控制模块、用户管理模块、故障报警模块、运维管理模块、设备管理模块和系统管理模块；

5、所述数据监控模块包括数据统计监控单元、gis地图监控单元、风力发电机监控单元、光伏逆变器监控单元、风光互补控制器监控单元和电源通信机柜监控单元；

6、所述远程控制模块用于所述风光互补控制器的远程控制以及所述电源通信机柜的数据记录，包括设置设备时间、负载电流传感器量程、电池组电流传感器量程、电池组数量、电池容量、电池充电系数、电池均冲电压、均转电流、租户数量、光伏模块数量、整流模块数量、整流模块启动停止电压、风机模块数量、电池电压校准系数、电池电压校准基数、电池电流校准系数、电池电流校准基数、以及负载继电器端子状态；

7、所述用户管理模块包括风力发电用户单元、光伏发电用户单元、风光互补用户单元、电源通信机柜用户单元、以及用户启停单元；所述用户启停单元用于对一个或多个用户进行启用或停用操作；

8、所述故障报警模块包括数据故障报警单元和未上传用户报警单元；

9、所述运维管理模块用于客户发现设备故障时进行报修，售后运维人员对客户设备定期巡检，以及针对之前已登记的故障报修记录或巡检故障未及时解决记录，；所述运维管理模块包括模糊查询筛选单元、故障报修登记单元、巡检登记单元、运维处理单元、编辑删除单元、以及运维查询报表单元；

10、所述设备管理模块用于对系统设备的信息进行增加、删除、修改、查询操作；

11、所述系统管理模块用于对系统登录账户的角色权限，进行角色管理、账户管理、个人信息修改管理和系统日志管理。

12、作为本发明的一种优选方案，其中：所述风光互补控制器包括风光互补控制模块、正弦波逆变控制模块和通讯模块，所述正弦波逆变控制模块的正负极分别对应的与蓄电池的正负极连接，所述光伏侧的正负极分别对应的与蓄电池的正负极连接，所述风光互补控制模块连接光伏侧的输入正极和蓄电池正极，所述正弦波逆变控制模块的输入端连接整流模块，所述整流模块的输入端连接风机侧的abc风机输出端；所述风光互补控制器还包括卸荷端口，风光互补控制器通过卸荷端口连接卸荷器；

13、所述风光互补控制器通过风光互补控制模块和正弦波逆变控制模块使用mos管控制pwm的占空比大小，来控制充电电流大小，进而控制对蓄电池的充电。

14、作为本发明的一种优选方案，其中：所述风光互补控制器的充电电流最大为5.0a，所述风光互补控制模块用于当蓄电池电压大于43.2v时，采用恒流充电，最大充电电流为60a且光伏和风机的最大充电电流为30a，能量优先使用风能；当蓄电池电压大于53.6v时，蓄电池的最大充电电流限制为20.0a并随着蓄电池电压的升高，充电电流随之下降，当降至5.0a时，充电电流保持不变，直至充满，停止充电，蓄电池充满时电压为57.6v。

15、作为本发明的一种优选方案，其中：所述风光互补控制器还包括电流检测模块和风机转速校准模块，所述电流检测模块用于光伏电流检测与风机电流检测，所述风机转速校准模块包括电机转速驱动芯片、校准主芯片、寄存器以及用于控制风机转速的制动电阻，所述风机转速校准模块根据风机电机工作的电压和电流信号计算出实际转速s_p，通过预设风机电机的基础pwm脉冲数值m，同时获取脉冲周期内的实际脉冲数值n，计算风机校准系数c，根据所述校准系数c计算校准后的转速s_c，基于当前的实际转速s_p，通过电机转速驱动芯片和制动电阻进行风机的转速控制。其中通过光伏和风机对蓄电池进行充电，利用mos管的导通特性控制pwm的占空比大小，控制充电电流大小；加入光伏和风机的电流检测，实时监控充电电流的大小，保障系统及设备的安全。在风机侧加入制动电阻，控制风机转速及充电电流大小。通过以上数据，可以方便快捷地读取当前多种参数值，对当前蓄电池的充电状态有直观的了解。

16、作为本发明的一种优选方案，其中：所述风光互补控制器上设有对应的蓄电池电压、风机或光伏电流、风机或光伏电压、充电、卸荷、以及温度的状态指示灯，所述风光互补控制器的通讯模块采用rs485通信协议。

17、作为本发明的一种优选方案，其中：所述数据统计监控单元用于设备本月度发电量统计、本年度发电量统计、设备种类统计、设备在线数量统计和设备故障数量统计；

18、所述gis地图监控单元用于显示所安装风机设备、风光互补设备、通信机柜设备的地理位置信息地图；

19、所述风力发电机监控单元用于风机上传数据进行监控查询，根据风机编号及数据上传时间条件进行查询，同时点击查看历史数据，查看此风机数据上传历史记录，还可以用于查看月度、年度发电量数据曲线；查询数据可以导出excel报表，点击导出报表按钮，弹出保存excel文件对话框，下载保存即可完成excel报表生成；

20、所述光伏逆变器监控单元用于对光伏逆变器上传数据进行监控查询，根据所选择的设备型号，再结合设备编号及数据上传时间条件进行查询；

21、所述风光互补控制器监控单元用于对风光互补控制器上传数据进行监控查询，根据所选择设备型号，再结合设备编号及数据上传时间条件进行查询。

22、作为本发明的一种优选方案，其中：所述数据故障报警单元通过设备类型、用户编号、设备编号、上传时间区间信息进行过滤查询，将查询的信息导出excel文件形式，所述未上传用户报警单元用于sim卡费用过期、通信接线出现问题、基站信号问题导致设备不再上传数据的查询，即查询预设天数内从没有上传数据的设备用户信息。

23、作为本发明的一种优选方案，其中：所述故障报修登记单元和巡检登记单元的运维编号由年月日时分秒自动生成默认序号，同时自行修改，然后填写用户设备唯一识别编号进行查询，调出故障用户资料信息，填写巡检结果，巡检结果有正常和故障两种情况，如果故障还需要填写故障名称、处理方法、处理状态及结果信息，如果正常则不需要。

24、作为本发明的一种优选方案，其中：所述系统设备包括风力发电机、光伏逆变器和风光互补控制器。

25、另一方面提出一种分布式光伏发电控制管理系统的方法，包括：

26、分布式光伏系统配置和数据采集，将分布式区域内的风力发电机和光伏侧的太阳能电池，同时与风光互补控制器进行组装连接，区域内的风光互补控制器通过rs485连接至通信机柜，每个通信机柜的数据采集单元配置唯一的ip地址，进行风力发电机、光伏侧的太阳能电池和风光互补控制器的数据采集与收发，发电监控运维管理系统平台采用dtu通讯模块数据透传功能，与所述风光互补控制器进行远程通讯，采集寄存器数据，将数据解析后展现界面并保存数据库供查询分析；

27、发电监控运维管理系统的数据处理，对接收到的数据信息进行监控与处理分析，具体地包括数据统计监控、gis地图监控、风力发电机监控、光伏逆变器监控、风光互补控制器监控和电源通信机柜监控；其中，数据统计监控是对本月度发电量统计、本年度发电量统计、设备种类统计图、设备在线数量统计和设备故障数量统计；gis地图是显示所安装风机设备、风光互补设备、通信机柜设备的地理位置信息地图；风力发电机是上传数据进行监控查询，根据风机编号及数据上传时间条件进行查询，同时点击查看历史数据，查看此风机数据上传历史记录，还可以查看月度、年度发电量数据曲线；查询数据可以导出excel表报，点击导出报表按钮，弹出保存excel文件对话框，下载保存即可完成excel报表生成；光伏逆变器监控是对光伏逆变器上传数据进行监控查询，根据所选择的设备型号，再结合设备编号及数据上传时间条件进行查询；风光互补控制器监控是对风光互一体机上传数据进行监控查询，根据所选择设备型号，再结合设备编号及数据上传时间条件进行查询；

28、发电监控运维管理系统的远程控制，通过发电监控运维管理系统平台的远程控制模块，对风光互补控制器的远程控制与电源通信机柜的数据记录，包括设置设备时间、负载电流传感器量程、电池组电流传感器量程、电池组数量、电池容量、电池充电系数、电池均冲电压、均转电流、租户数量、光伏模块数量、整流模块数量、整流模块启动停止电压、风机模块数量、电池电压校准系数、电池电压校准基数、电池电流校准系数、电池电流校准基数、以及负载继电器端子状态；

29、发电监控运维管理系统的故障报警与运维管理，故障报警，是通过发电监控运维管理系统平台的故障报警模块进行故障报警；运维管理，是通过发电监控运维管理系统平台的运维管理模块对使用客户发现设备故障时进行报修、售后运维人员对客户设备定期巡检，以及针对之前已登记的故障报修记录或巡检故障未及时解决记录，再次进行处理完成登记工作的运维处理；具体地包括模糊查询筛选、故障报修登记、巡检登记、运维处理、编辑删除、以及运维查询报表。

30、本发明的有益效果：本发明利用风光互补控制器连接风力和光伏发电设备，使得两个发电系统相互独立，又相辅相存，能够安全可靠和高效的进行发电工作，其使得新能源发电的集成度大大提高，且融合了两种发电设备，以及风机的智能化转速控制，设备之间相互兼容，使得新能源的发电和数据监测变得更加的高效和准确；同时结合风光互补控制器以及风、光发电设备，进一步地改善了发电监控运维管理系统平台，使本发明的新能源系统能够更好的兼容和适用于更加广阔的新能源发电市场，对风光电储能等各项工作状态进行监视控制，提高了监测、远程控制、运维和管理的效果。