一种分布式光伏多端口能量协调控制系统的制作方法

本发明涉及能量控制，具体是一种分布式光伏多端口能量协调控制系统。

背景技术：

1、分布式光伏发电系统作为清洁能源的重要组成部分，其并网运行过程中存在着光伏发电功率波动大、电压、电流不稳定等影响电网运行的问题，目前的光伏并网系统多采用单端口并网方式，难以有效协调多个端口的能量输出，导致系统运行不稳定，影响电网负荷平衡和电能利用效率，如何实时的去协调控制分布式光伏多个输出端口的能量就成为了当务之急。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种分布式光伏多端口能量协调控制系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种分布式光伏多端口能量协调控制系统，包括控制中心，所述控制中心通信连接有分布式光伏发电模块、电力能量管理模块、多端口协调管理模块以及光伏并网演练模块；

3、所述分布式光伏发电模块用于布置若干个光伏发电单元，将每个光伏发电单元接收到的太阳能转换为电能，并将全部的电能传输至电力能量管理模块；

4、所述电力能量管理模块设置有电能接收单元、电能分析单元以及电能调度单元；

5、所述电能接收单元用于接收来自若干个光伏发电单元对应的电能，并根据电能的接收损耗情况执行相应的变更措施；

6、所述电能分析单元用于获取每个光伏发电单元的当前电能数据与历史电能数据，进而建立相应的电能分析模型进行数据分析，并生成相应的电能调度策略；

7、所述电能调度单元用于根据电能调度策略将每个光伏发电单元的电能调度至设置的若干个不同的输出端口处；

8、所述多端口协调管理模块用于监测每个输出端口的电能输出情况，根据电能输出情况调整相应光伏发电单元的工作参数，进而实时协调每个输出端口的电能输出情况至预设的期望状态；

9、所述光伏并网演练模块用于进行若干个输出端口达到各自期望状态后的光伏并网演练，并判断本次光伏并网演练是否为有效并网演练，根据判断结果执行不同的处理操作。

10、进一步的，布置若干个光伏发电单元，将每个光伏发电单元接收到的太阳能转换为电能并进行传输的过程包括：

11、设置总布置区域，并记总布置区域的面积为s总，对若干个光伏发电单元进行编号，并记为i，有i＝1，2，3，……，n，其中n为大于0的自然数，记编号为i的光伏发电单元的有效工作覆盖面积为s[i]有效，并定位s[i]有效在总布置区域上对应的工作区域，获取总布置区域内所需要布置的光伏发电单元的数目，记为n，n≥x，其中，将满足成立时n的最小数值作为x的取值；

12、将n个光伏发电单元布置在其对应的工作区域内，通过每个光伏发电单元采集相应工作区域的太阳能并转换为电能，将每个光伏发电单元对应获取的电能传输至电力能量管理模块。

13、进一步的，接收来自若干个光伏发电单元对应的电能，并根据电能的接收损耗情况执行相应的变更措施的过程包括：

14、记编号为i的光伏发电单元对应的电能为e-power[i]，获取编号为i的光伏发电单元的电能e-power[i]对应的电能实际损耗量，并记为c[i]实损，设置编号为i的光伏发电单元的电能由电能接收单元接收后的理论损耗量，并记为c[i]理损；

15、当c[i]实损≥c[i]理损时，电能接收单元接收当前光伏发电单元对应的电能的接收损耗情况为“接收损耗电能超标，不合格”，对应执行的变更措施为：标记当前所接收电能的光伏发电单元对应的工作区域为动态调整区域，在动态调整区域内进行光伏发电单元的动态调整，当c[i]实损＜c[i]理损时，电能接收单元接收当前光伏发电单元对应的电能的接收损耗情况为“接收损耗电能符合要求，合格”，不执行变更措施。

16、进一步的，获取每个光伏发电单元的当前电能数据与历史电能数据，进而建立相应的电能分析模型的过程包括：

17、每个光伏发电单元的当前电能数据包括电压、电流、功率以及发电量，分别标记为v、a、w和c发电，获取每个光伏发电单元相应的历史电能数据，历史电能数据包括历史电压、历史电流、历史功率以及历史发电量，分别标记为v`、a`、w`和c`发电，选择卷积神经网络作为电能分析模型的模型架构，联立当前电能数据和历史电能数据生成不同的建模特征联立项，建模特征联立项包括电压联立项、电流联立项、功率联立项以及发电量联立项，并分别记为r1、r2、r3以及r4，有r1＝<v，v`>，r2＝<a，a`>，r3＝<w，w`>，r4＝<c发电，c`发电>；

18、设置电能分析模型的输入层和输出层，将不同的建模特征联立项作为电能分析模型的输入层的输入参数，输入层对应的输入节点的数目为4个，定义输出层的输出节点以及输出参数，输出节点的数目为2个，2个输出节点对应的输出参数分别为电能衰减程度和电能负载程度；

19、设置r1、r2、r3以及r4各自对应的衰减损失函数和负载损失函数，通过衰减损失函数获取r1、r2、r3以及r4各自对应的电能衰减系数，通过负载损失函数获取r1、r2、r3以及r4各自对应的电能负载系数，进而获取电能衰减系数和电能负载系数各自的平均值，设置样本数据，样本数据关联有相应电能衰减程度和电能负载程度的正确指标，将样本数据输入至建立的电能分析模型中进行模型训练，进而获取电能分析模型对电能衰减程度和电能负载程度的分析成功率，记为sc，有sc＝b1/b2，其中b1为分析到正确指标的次数，b2为分析的总次数；

20、设置模型完成阈值，记为τ，当sc≥τ时，则电能分析模型建立完成，当sc＜τ时，则增加样本数据的类别和数据量，继续对电能分析模型进行模型训练，直至满足sc≥τ后停止模型训练。

21、进一步的，根据电能分析模型进行每个光伏发电单元对应电能的数据分析，进而生成相应的电能调度策略的过程包括：

22、通过电能分析模型进行每个光伏发电单元的数据分析，获取每个光伏发电单元对应的电压、电流、功率以及发电量并作为数据分析的分析指标输入至电能分析模型中，进而得出当前光伏发电单元对应的电能衰减趋势和电能负载趋势，电能衰减趋势和电能负载趋势分别通过相应的电能衰减曲线和电能负载曲线可视化展示；

23、设置策略库存储若干个电能调度策略，每种电能调度策略关联有相应的比对曲线，比对曲线包括电能衰减比对曲线和电能负载比对曲线，将当前光伏发电单元对应的电能衰减曲线和电能负载比对曲线输入至策略库内，进而匹配出策略库中与电能衰减曲线相似度最高的电能衰减比对曲线对应的电能调度策略，以及与电能负载曲线相似度最高的电能负载比对曲线对应的电能调度策略，并将匹配到的电能调度策略合并作为当前光伏发电单元对应的电能调度策略，若策略库中不存在被当前光伏发电单元所匹配的电能调度策略，则由相关的电力专家对当前光伏发电单元对应电能进行数据分析，并制定相应的电能调度策略。

24、进一步的，根据电能调度策略将每个光伏发电单元的电能调度至不同的输出端口处的过程包括：

25、电能调度策略包括电能调度执行时间、电能调度被执行对象、输出端口类型、智能调度算法以及电能调度关联协议，电能调度单元设置若干个调度任务，将光伏发电单元的电能调度策略与任一个调度任务进行绑定，并将电能调度关联协议作为该调度任务的工作协议；

26、进而调度任务将当前的光伏发电单元作为电能调度被执行对象，并按照电能调度执行时间和智能调度算法将当前电能调度被执行对象对应的全部电能调度至电能调度策略对应输出端口类型的输出端口处，从而完成电能的调度，输出端口的端口类型包括电网连接口、电池储能系统、直接供电设备以及其他能源对应的系统接口。

27、进一步的，监测每个输出端口的电能输出情况，根据电能输出情况调整相应光伏发电单元的工作参数，进而实时协调每个输出端口的电能输出情况至预设的期望状态的过程包括：

28、监测每个光伏发电单元对应调度电能的输出端口的电能输出情况，若当前输出端口对应的电能输出情况符合预设的期望状态，则不进行当前输出端口对应的光伏发电单元的工作参数的调整，否则，则调整当前的输出端口对应的光伏发电单元的工作参数；

29、调整光伏发电单元对应光伏板的倾斜角度和方位角度，进而更改光伏发电单元的发电面积，采用mppt算法来实时跟踪光伏板的最大功率点，调整发电效率，对光伏板进行温度补偿，维持光伏板处于最佳工作温度，调整光伏发电单元的电压、电流以及功率，直至当前输出端口的电能输出情况至预设的期望状态时，停止工作参数的调整。

30、进一步的，进行若干个输出端口的光伏并网演练的过程包括：

31、当若干个输出端口都达到各自对应的期望状态时，将对应的若干个输出端口作为并网点，获取每个并网点的并网参数，并网参数包括并网点功率、并网点电压、并网点电流以及单点并网时长，并分别记为w并网、v并网、a并网以及t并网，设置分步并网区域的大小，获取若干个并网点连接形成的总并网区域，进而根据总并网区域和分步并网区域的大小设置出光伏并网演练的并网次数，记并网次数为k，从k＝1开始，进行分步并网，累加分步并网区域内每个并网点对应的w并网、v并网、a并网以及t并网，进而获取相应的分步并网功率、分步并网电压、分步并网电流以及分步并网时长；

32、当全部分步并网区域的分步并网执行完成后，则光伏并网演练完成，分别累加每个分步并网区域对应的分步并网功率、分步并网电压、分步并网电流以及分步并网时长，进而获取总并网功率、总并网电压、总并网电流以及总并网时长。

33、进一步的，判断本次光伏并网演练是否为有效并网演练，根据判断结果执行不同的处理操作的过程包括：

34、设置总并网功率、总并网电压、总并网电流以及总并网时长各自对应的有效阈值，若总并网功率、总并网电压、总并网电流以及总并网时长中有任一不符合各自并入设置的配电网对应的有效阈值，则判断本次光伏并网演练不是有效并网演练，若总并网功率、总并网电压、总并网电流以及总并网时长全部符合各自对应的有效阈值，则判断本次光伏并网演练为有效并网演练，根据判断结果执行不同的处理操作，处理操作包括处理操作一和处理操作二；

35、当本次光伏并网演练不是有效并网演练时，执行处理操作一，处理操作一的内容为：重新设置分步并网区域的大小和相应的并网次数，并重新进行光伏并网演练，直至完成一次有效并网演练；当为有效并网演练时，执行处理操作二，处理操作二的内容为：将本次有效并网演练的步骤作为实际的并网演练步骤，进而执行若干个输出端口并入配电网的操作。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1、通过布置若干个光伏发电单元，将每个光伏发电单元接收到的太阳能转换为电能并全部传输至电力能量管理模块，其中，电力能量管理模块的电能接收单元接收来自若干个光伏发电单元对应的电能，并根据电能的接收损耗情况决定是否执行相应的变更措施，使得光伏发电单元采集光能转换为电能的效率更高，通过获取每个光伏发电单元的当前电能数据与历史电能数据，建立相应的电能分析模型进行数据分析，并生成相应的电能调度策略，按照电能调度策略将每个光伏发电单元的电能调度至不同的输出端口处，并持续监测每个输出端口的电能输出情况，根据电能输出情况调整相应光伏发电单元的工作参数，进而实时协调每个输出端口的电能输出情况至预设的期望状态，有效的实现了多个输出端口所输出电能的能量平衡。

38、2、通过光伏并网演练模块进行若干个输出端口达到各自期望状态后的光伏并网演练，并判断本次光伏并网演练是否为有效并网演练，当为有效并网演练时，则执行有效并网演练对应的实际光伏并网操作，否则，则不执行光伏并网操作，保证了光伏并网的高效进行，以及维持了进行光伏并网时对应配电网的稳定运行。