一种风光柴储联合发电控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种风光柴储联合发电的控制方法，通过将风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池组的电力能源进行互补调度和控制，充分利用可再生能源太阳能和风能向负载供电，多余的能量给蓄电池充电；当可再生能源的功率不能满足负载功率时，若蓄电池容量充足，则由蓄电池补充向负载供电；若蓄电池容量不足时，则启动柴油机，向负载供电及向蓄电池充电。本发明通过将电站运行参数上传到控制中心，实现了远程监测与控制，便于管理与维护，同时将风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池组供电进行互补和调度，最大程度利用了电能，减少了浪费能源的现象。
【专利说明】一种风光柴储联合发电控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新能源发电领域，特别是一种风光柴储联合发电的控制方法。
【背景技术】
[0002]风光柴储联合发电系统是可再生能源独立发电的典型应用，在海岛和边远地区建设风电、光电和柴油发电的复合微电站，可以获得较好的经济效益和社会效益。
[0003]控制器是风光柴储联合发电系统中的核心部件之一，其性能的稳定直接影响着系统是否能可靠的运行，同时，控制器除了对电站进行本地管理，还应能将电站的运行参数上传到控制中心，通信方式可选用遵循电网通信标准的IEC61850规约或者GSM无线。目前国内已有的风/光电站控制器存在着以下的共同点:
1)电站运行参数就地显示和保存，没有考虑电站数据的上传和远程监测与控制；
2)没有考虑风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池组的互补和调度问题，存在着浪费能源的现象；
3)不同容量电站的控制器需要单独定制设计，不能形成系列化产品。
[0004]
【发明内容】
本发明目的是提供一种风光柴储联合发电的控制方法。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的方法是:一种风光柴储联合发电的控制方法，包括如下步骤:
(1)控制器对电站运行进行实时监测，将电站运行数据上传到控制中心；
(2)监测可再生能源包括太阳能和风能的功率，并与负载功率实时对比；
(3)当再生能源的功率满足负载所需功率时，使用可再生能源向负载供电，可再生能源多余的能量给蓄电池充电，控制器依据分段式充电原理而采用逐级投入式充电方法，蓄电池充电过程中端电压不断升高，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级切断光伏电路和风力发电机组，减少充电电流；
(4)实时监测风力发电机的输出端线电压，若检测到电压高于保护电压时，立即投入耗能负载，并紧急报警；
(5)当监测到可再生能源功率不能满足时，控制蓄电池补充供电，在蓄电池放电过程中，端电压不断下降，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级投入光伏电路和风力发电机组，增大充电电流，防止蓄电池过放；
(6)当蓄电池功率不足时，启动柴油发电机，向负载和蓄电池供电，同时切断可再生能源。
[0006]作为本发明的一种改进，在步骤(3)中的蓄电池的充电时，采用线性补偿的方式对蓄电池进行温度补偿。
[0007]作为本发明的一种改进，在步骤(3)、步骤(5)以及步骤(6)中，控制器控制风光发电、蓄电池供电以及柴油机供电向控制器中设定的“重要负载”供电。
[0008]作为本发明的一种改进，在步骤(1)中数据上传到控制中心时，采用的是IEC61850端口或者GSM无线端口。
[0009]作为本发明的一种改进，在通过GSM无线端口传输信息时，可以在无线通信中进行加密处理。
[0010]有益效果:
(1)本发明通过将电站运行参数上传到控制中心，实现了远程监测与控制，便于管理与维护。
[0011](2)本发明有效地将风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池组供电进行互补和调度，最大程度利用了电能，减少了浪费能源的现象；
(3)通过将蓄电池采用逐级投入式充电方法，并且采用线性的温度补偿方式，能够对蓄电池进行保护，提高蓄电池的使用寿命。
[0012](4)通过对风力发电机实施实时监测，能够对风力发电机进行保护，防止风力发电机出现故障。
【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的程序流程图；
[0013]【具体实施方式】:
下面结合具体的实施例，对本发明作进一步地说明；
本发明的核心部分是控制器，供电系统中，可靠性是首位的，所以我们选用工业级的ARM芯片LPC2292作为主控芯片，选择专用于电力监测的ADI公司的AD7606做数据采集。
[0014]本控制器设计考虑接入3路光伏发电支路，3路风力发电支路，2台柴油发电机组，1个蓄电池阵列。控制器的模拟量输入信号有电压、电流、温度、光强、风速等共32路，开关量输入8路，开关量输出16路。控制器的硬件线路板主要包括电源板、控制主板、通信板、接口板。其中，电源板采用宽输入范围的交直流两用工业级电源模块；主板采样各路模拟信号实现对发电系统的控制盒调度，并完成GSM无线数据传输；通信板实现IEC61850的通信协议传输；接口板提供各路模拟量和开关量的接线端子。主板的结构如图1所示。
[0015]本发明的风光柴储联合发电的控制方法，包括以下的步骤:
(1)控制器对电站运行进行实时监测，将电站运行数据上传到控制中心；控制器除了控制调度电站正常运行外，将电站的运行数据上传到控制中心也很重要。特别是在偏远地区，微电站不管是民用还是军用，都有必要将运行数据上传到上一级管理部门，以便上级管理部门能随时掌握电站的运行情况，及时发现隐患，安排维护等。
[0016]控制器的通信端口分两种:IEC61850端口和GSM无线端口。IEC61850适用于在电站附近有有线通信网络的情况；GSM无线适用于没有有线通信网或者架设有线网络成本太高的情况。当客户认为传输信息需要是运行机密需要保护时，可以在无线通信中进行加密处理。
[0017](2)监测可再生能源包括太阳能和风能的功率，并与负载功率实时对比；
(3)当再生能源的功率满足负载所需功率时，使用可再生能源向负载供电，可再生能源多余的能量给蓄电池充电。
[0018]蓄电池的充放电控制对蓄电池的使用寿命有很大影响，控制器依据分段式充电原理而采用逐级投入式充电方法，具体过程为:蓄电池充电过程中端电压不断升高，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级切断光伏电路和风力发电机组，减少充电电流，放置过充；在放电过程中，端电压不断下降，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级投入光伏电路和风力发电机组，增大充电电流，防止蓄电池过放。
[0019]此外，由于蓄电池对温度非常敏感，当过充点保护电压不变时，温度降低将导致蓄电池不能充满电，反之温度升高将导致蓄电池处于过充状态，缩短了蓄电池的使用寿命。因此需要对蓄电池端电压进行温度补偿，控制器中采用了线性补偿的方式。
[0020](4)实时监测风力发电机的输出端线电压，若检测到电压高于保护电压时，立即投入耗能负载，并紧急报警。
[0021]风力发电机处于运行状态时，如果整流器发生故障，则风力发电机从风中获得的能量无法转换成直流电能，此时风力发电机的叶片转速将快速上升，严重时将损坏风力发电机的机械结构。因此，控制器需要具备对风力发电机的保护功能，具体方法是，实时监测风力发电机的输出端线电压，若检测到电压高于保护电压时，立即投入耗能负载，并紧急报警，故障排除后再继续投入使用。
[0022]( 5 )当监测到可再生能源功率不能满足时，控制蓄电池补充供电，在蓄电池放电过程中，端电压不断下降，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级投入光伏电路和风力发电机组，增大充电电流，防止蓄电池过放。
[0023](6)当蓄电池功率不足时，启动柴油发电机，向负载和蓄电池供电，同时切断可再生能源。
[0024]本发明中，控制器中可设置“重要负载”和“一般负载”，特殊情况下，可优先保证重要负载的稳定供电。
[0025]根据上述方法风光柴储联合发电的控制机方法，在控制其中设置程序，来达到上述的目的。ARM程序中主要包括了初始化程序、温度补偿子程序、光伏发电支路控制子程序、风力发电机组控制子程序、风力发电机组保护子程序、柴油机调度子程序、IEC61850数据传输子程序、GSM无线模块控制子程序。其程序的调用流程图如图2所示。
【权利要求】
1.一种风光柴储联合发电的控制方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)控制器对电站运行进行实时监测，将电站运行数据上传到控制中心； (2)监测可再生能源包括太阳能和风能的功率，并与负载功率实时对比； (3)当再生能源的功率满足负载所需功率时，使用可再生能源向负载供电，可再生能源多余的能量给蓄电池充电，控制器依据分段式充电原理而采用逐级投入式充电方法，蓄电池充电过程中端电压不断升高，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级切断光伏电路和风力发电机组，减少充电电流； (4)实时监测风力发电机的输出端线电压，若检测到电压高于保护电压时，立即投入耗能负载，并紧急报警； (5)当监测到可再生能源功率不能满足时，控制蓄电池补充供电，在蓄电池放电过程中，端电压不断下降，根据蓄电池端电压和设置的控制点电压相比较，逐级投入光伏电路和风力发电机组，增大充电电流，防止蓄电池过放； (6)当蓄电池功率不足时，启动柴油发电机，向负载和蓄电池供电，同时切断可再生能源。
2.根据权利要求1所述的一种风光柴储联合发电的控制方法，其特征在于:在步骤(3)中的蓄电池的充电时，采用线性补偿的方式对蓄电池进行温度补偿。
3.根据权利要求1所述的一种风光柴储联合发电的控制方法，其特征在于:在步骤(3)、步骤(5)以及步骤(6)中，控制器控制风光发电、蓄电池供电以及柴油机供电向控制器中设定的“重要负载”供电。
4.根据权利要求1所述的一种风光柴储联合发电的控制方法，其特征在于:在步骤(I)中数据上传到控制中心时，采用的是IEC61850端口或者GSM无线端口。
5.根据权利要求4所述的一种风光柴储联合发电的控制方法，其特征在于:在通过GSM无线端口传输信息时，可以在无线通信中进行加密处理。
【文档编号】H02J13/00GK104393820SQ201410482182
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】朱俊 申请人:江苏骏龙电力科技股份有限公司