源端、荷端的电能控制装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种源端、荷端的电能控制装置、方法及系统。其源端的电能控制装置包括：缓存发电端输出的电能的储电模块，第一检测处理模块和转换并网模块；第一检测处理模块按照预定的采样率对发电端输出的、进入储电模块前的电能的电参数采样；确定在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，控制转换并网模块工作；发送第一结构化数据，其中至少包含转换并网模块在延缓时刻向电网输入的电功率信息；第一检测处理模块通过授时进行工作时钟校准；或者，第一检测处理模块和转换并网模块通过授时进行工作时钟校准。本发明专利技术实施例使得接收电网的受控变功率负荷与输入电网的不确定波动功率精确同步匹配，即波动一致、输入输出功率相抵消。

【技术实现步骤摘要】
源端、荷端的电能控制装置、方法及系统
本专利技术涉及智能电网、能源互联网控制
，尤其涉及一种源端、荷端的电能控制装置、方法及系统。
技术介绍
目前全球正在逐步推广可再生能源的大规模利用(如光伏发电、风力发电等)，但却有相当部分可再生能源被放弃(即弃电)。例如，2014年我国弃风电150亿千瓦时；2015年上半年全国累计光伏发电量190亿千瓦时，但弃电电量约18亿千瓦时。随着风电光伏产业的进一步发展，弃电比例有继续上升的趋势，成为大规模发展可再生能源的重大障碍。造成弃电的原因分析如下：(1)可再生能源的输出功率不稳定，属于非稳定电源。在电网中，各发电侧(源端)的合计输入功率与各用电侧(荷端)的合计输出功率理论上是实时平衡的(所述功率平衡包括有功功率平衡和无功功率平衡)。需要说明的是：由于电磁波的传输速度约为每秒三十万公里而非无限大，空间相隔较大距离上的两处，它们的电参数波动变化自然带有一定的时间延迟(例如相距三千公里的两处，延迟时间可能达到10毫秒)；交流、直流电网都存在电磁传输时间问题，某一处的参数变化需要一定时间才会在远方的另一处显现出来。因此，上述输入输出功率在荷端的实时平衡要考虑功率变动的传输时间差，源端输入功率的波动要经过一段传输时间后才到达一定距离外的荷端输出，因此荷端输出功率对应变化可以适当延迟电磁波经过的这段距离所需的时间，因此实时平衡并非在同一个时间点上的全网输入输出功率完全相等。目前的风电光伏电站基本都是直接并网送出，由于其输出功率的不规律波动性，因此会对电网造成冲击。当非稳定的可再生能源电源在电网中所占比例较低时，其输入功率的不规律波动对电网影响较小，采用传统的调度方式即可接收这部分能量，电力质量不至于下降太多；随着此类非稳定电源接入功率的迅速增加，其在电网中的比例迅速升高，不规律波动的输入功率越来越大，传统调度调节方法无法及时对此作出实时相应，因此为保证电网的电力质量和安全，只能采取控制波动功率输入比例的方法(即在风电光伏可发电高峰期压制输出功率甚至离网的弃电方式)实现电网稳定，大量可再生能源被抛弃，造成巨大经济损失。2)公共电网系统协调能力有限。简单地说，电网调度通过调节源端荷端的输入输出功率，实现整个电网的电压及频率稳定，保证输配电的电能质量。如遇到突发事件导致电网严重供电与用电不平衡时，电网通常采取快速切掉负荷的措施进行应对。传统的电网对荷端的控制权力有限，同时也对荷端需求缺乏预见性。在此情况下，大量的非稳定的可再生能源电源接入电网，而电网要平衡不可预测的荷端，就会面临很大的挑战。所以电网对分布式电源的渗透率及其运行方式做出了严格的规定，如电网曾规定配电线路接入的分布式电源容量不得大于线路最大负荷的10％；不利于分布式电源的大量接入，也无法充分发挥其优化配电网运行方面的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种源端、荷端的电能控制装置、方法及系统，以解决可再生能源被大量弃电的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种源端的电能控制装置，包括：储电模块，第一检测处理模块和转换并网模块；所述储电模块缓存发电端输出的电能；所述第一检测处理模块按照预定的采样率对所述发电端输出的、进入所述储电模块前的电能的电参数进行采样；至少根据各采样时刻的电参数，确定所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述延缓时刻为从对应的采样时刻经过一个延缓周期的时刻；至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作；发送第一结构化数据，所述第一结构化数据至少包含所述转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的电功率信息；所述第一检测处理模块通过授时进行工作时钟校准；或者，所述第一检测处理模块和所述转换并网模块通过授时进行工作时钟校准。一种源端的电能控制方法，在通过授时进行工作时钟校准的条件下，该方法包括：按照预定的采样率对发电端输出、进入储电模块前的电能的电参数进行采样；至少根据各采样时刻的电参数，确定转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述延缓时刻为从对应的采样时刻经过一个延缓周期的时刻；至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作；并发送第一结构化数据，所述第一结构化数据至少包含所述转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的电功率信息。本专利技术实施例提供的技术方案具备如下有益效果：储电模块缓存发电端输出的不确定波动电能，将电能延缓一段时间后再输入电网，通过发送的第一结构化数据提前准确预报电能输入电网时的时间功率曲线，以便荷端据此预报信息进行相应控制，有效利用非稳定电能。例如精确调节从电网接收电能的时间功率曲线，使得接收电网的受控变功率负荷与输入电网的不确定波动功率实时同步匹配，即波动一致、输入输出功率相抵消，从而不会对电网造成冲击。因此，采用本专利技术实施例提供的源端的电能控制装置及方法应用于可再生能源电源的源端，有助于有效利用可再生能源，避免弃电，提高能源利用率，降低经济损失。一种荷端的电能控制装置，所述荷端的电能控制装置包括：第二检测处理模块和控制模块；所述第二检测处理模块接收源端的电能控制装置发送的第一结构化数据或数据处理中心发送的第三结构化数据，根据所述第一结构化数据或所述第三结构化数据指示确定荷端的用电模块从所述电网接收的电功率，并根据所述第一结构化数据或所述第三结构化数据的指示确定所述用电模块从所述电网接收的所述电功率的同步时刻；所述控制模块控制所述用电模块在所述第二检测处理模块确定的同步时刻从所述电网接收确定的电功率；所述第二检测处理模块通过授时进行工作时钟校准；或者，所述第二检测处理模块和所述控制模块通过授时进行工作时钟校准。一种荷端的电能控制方法，在通过授时进行工作时钟校准的条件下，该方法包括：接收源端的电能控制装置发送的第一结构化数据或数据处理中心发送的第三结构化数据，根据所述第一结构化数据或所述第三结构化数据指示确定荷端的用电模块从所述电网接收的电功率，并根据所述第一结构化数据或所述第三结构化数据指示确定所述用电模块从所述电网接收所述电功率的同步时刻；控制所述用电模块在所述第二检测处理模块确定的同步时刻从所述电网接收确定的电功率。所述用电模块接收所述电功率的同步时刻根据基准时间信号和所述源端电能控制装置与所述荷端用电模块之间的电磁传输时间延迟，对所述第一结构化数据或所述第三结构化数据进行修正后确定。控制所述用电模块在所述第二检测处理模块确定的同步时刻从所述电网接收确定的电功率。本专利技术实施例提供的技术方案具备如下有益效果：根据接收到的结构化数据控制负荷功率变化，按数据指示的功率时间曲线准确从电网接收电能，由于能够提前获知源端即将向电网输入的电功率，从而使得在同步时刻从电网输出的功率与输入的功率精确匹配，即抵消波动，从而不会对电网造成冲击；荷端接收的不规律波动的电能送入荷端的用电模块，消除对电网波动的影响。因此，采用本专利技术实施例提供的荷端的电能控制装置及方法应用于配置了用电模块的荷端，可以有效利用可再生能源，避免弃电，提高能源利用率，降低经济损失。一种电能控制系统，包括：至少一个上述的源端的电能控制装置，和至少一个上述的荷端的电能控制装置；电网内的各源端的电能控制装置的转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的总电功率，与各荷端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种源端的电能控制装置，其特征在于，所述源端的电能控制装置包括：储电模块，第一检测处理模块和转换并网模块；所述储电模块缓存发电端输出的电能；所述第一检测处理模块按照预定的采样率对所述发电端输出的、进入所述储电模块前的电能的电参数进行采样；至少根据各采样时刻的电参数，确定所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述延缓时刻为从对应的采样时刻经过一个延缓周期的时刻；至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作；发送第一结构化数据，所述第一结构化数据至少包含所述转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的电功率信息；所述第一检测处理模块通过授时进行工作时钟校准；或者，所述第一检测处理模块和所述转换并网模块通过授时进行工作时钟校准。

【技术特征摘要】
1.一种源端的电能控制装置，其特征在于，所述源端的电能控制装置包括：储电模块，第一检测处理模块和转换并网模块；所述储电模块缓存发电端输出的电能；所述第一检测处理模块按照预定的采样率对所述发电端输出的、进入所述储电模块前的电能的电参数进行采样；至少根据各采样时刻的电参数，确定所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述延缓时刻为从对应的采样时刻经过一个延缓周期的时刻；至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作；发送第一结构化数据，所述第一结构化数据至少包含所述转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的电功率信息；所述第一检测处理模块通过授时进行工作时钟校准；或者，所述第一检测处理模块和所述转换并网模块通过授时进行工作时钟校准。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储电模块包括至少一个超级电容。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块具体将各采样时刻的电参数指示的电功率确定为所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块具体根据各平缓处理周期内的采样时刻的电参数，确定各平缓处理周期内的采样时刻的平缓功率，将各采样时刻的平缓功率确定为所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述平缓处理周期小于所述延缓周期。5.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块具体向所述转换并网模块发送第二结构化数据，所述第二结构化数据至少包含所述转换并网模块在延缓时刻向电网输入的电功率信息；所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入所述电功率信息指示的电功率。6.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块根据各采样时刻对应的延缓时刻向所述转换并网模块输出功率控制信号，以控制所述转换并网模块在所述延缓时刻向所述电网输入确定的电功率。7.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块将所述第一结构化数据发送给所述荷端的电能控制装置。8.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块将所述第一结构化数据发送给数据处理中心。9.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一检测处理模块还接收所述荷端的电能控制装置的反馈信息，并结合所述反馈信息控制所述转换并网模块，所述反馈信息用于指示所述荷端的用电模块的用电能力。10.一种源端的电能控制方法，其特征在于，在通过授时进行工作时钟校准的条件下，该方法包括：按照预定的采样率对发电端输出、进入储电模块前的电能的电参数进行采样；至少根据各采样时刻的电参数，确定转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述延缓时刻为从对应的采样时刻经过一个延缓周期的时刻；至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作；并发送第一结构化数据，所述第一结构化数据至少包含所述转换并网模块在所述延缓时刻向电网输入的电功率信息。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少根据各采样时刻的电参数，确定转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，包括：将各采样时刻的电参数指示的电功率确定为所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少根据各采样时刻的电参数，确定转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，包括：根据各平缓处理周期内的采样时刻的电参数，确定各平缓处理周期内的采样时刻的平缓功率，将各采样时刻的平缓功率确定为所述转换并网模块在各采样时刻对应的延缓时刻向电网输入的电功率，所述平缓处理周期小于所述延缓周期。13.根据权利要求10～12任一项所述的方法，其特征在于，所述至少根据确定的电功率控制所述转换并网模块工作，包括：向所述转换并网模块发送第二结构化数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，
申请(专利权)人：北京兆阳能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11