[發(fā)明專利]可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制方法及裝置

在審

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• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104022521A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 廖濱
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧中聯(lián)能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/06
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可再生能源應用領(lǐng)域，具體為可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著國家社會經(jīng)濟發(fā)展，能源需求逐漸增大、社會的環(huán)保意識不斷增加，國家提出了節(jié)能減排、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，在國家政策層面大力加強可再生能源開發(fā)和清潔能源生產(chǎn)，大力加強節(jié)能減排技術(shù)的推廣。電能是一種優(yōu)質(zhì)、清潔的二次能源，在現(xiàn)有技術(shù)條件下可再生能源的大規(guī)模應用均需要轉(zhuǎn)換成電能才能。但風力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電都存在其固有的波動性和間歇性，其與保證電網(wǎng)安全運行必須具有較高的穩(wěn)定性之間的矛盾，極大地限制了電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的大規(guī)模消納。以風電為例，按工業(yè)發(fā)達國家的經(jīng)驗，風力發(fā)電的比例占電網(wǎng)的發(fā)電容量一般不超過8%-10%，但我國為盡可能消納風電，有些電網(wǎng)已占到了17%甚至更高，達到了電網(wǎng)所能承受的極限。盡管如此，每年仍然會有大量的棄風電、仍然有大量的風電機組無法上網(wǎng)，造成國家大量的投入和資源不能發(fā)揮應有的效益。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制方法及裝置，其目的是解決以往的可再生能源不穩(wěn)定及源浪費的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制方法，其特征在于：該方法通過可再生能源發(fā)電設備輸出功率潮流檢測元件檢測發(fā)電設備送出線的電參數(shù)信號及電功率潮流信號，通過發(fā)電現(xiàn)場環(huán)境氣象測試儀采集發(fā)電現(xiàn)場風速也可以是太陽輻照強度信號，并將這些信號通過信號傳輸器件傳輸至智能分析控制裝置。智能分析控制裝置利用智能分析控制裝置可事先設置輸出功率曲線值及允許波動范圍，并實時檢測、計算、分析發(fā)電系統(tǒng)所輸出的功率及各項電參數(shù)、判斷現(xiàn)場環(huán)境氣象的變化趨勢，來控制該發(fā)電系統(tǒng)所帶的可變負載的用電功率大小及可再生能源發(fā)電送出線的輸出功率，進而抑制波動并控制可再生能源發(fā)電系統(tǒng)按事先設置的輸出功率曲線值穩(wěn)定地輸出功率，同時對可變負載裝置發(fā)出相應的操作指令并采集可變負載裝置的用電功率值。

可再生能源發(fā)電設備輸出功率潮流檢測元件為傳感器或檢測儀；現(xiàn)場環(huán)境氣象測試儀為風速儀和太陽輻射強度計。

可再生能源發(fā)電設備送出線的電參數(shù)信號及電功率潮流信號包括可再生能源發(fā)電場或發(fā)電機組送出線的輸出功率值及輸出電壓值、周波值、輸出電流值的信號，發(fā)電現(xiàn)場環(huán)境氣象信號為風速信號或太陽輻照強度信號。

采集可再生能源發(fā)電設備送出線的電功率潮流信號和發(fā)電現(xiàn)場環(huán)境信號的過程中，先設置發(fā)電系統(tǒng)輸出功率曲線值，對風發(fā)電場或風發(fā)電機組通過電壓傳感器檢測其送出線的電壓值也檢測其匯流線或集電線的電壓值，通過電流傳感器檢測其送出線的電流值，也檢測功率變送器的功率值，同時利用風速檢測儀檢測現(xiàn)場風速值的大小及變化；對光伏發(fā)電場或發(fā)電機組通過電壓傳感器檢測其送出線的電壓值也檢測其匯流線或集電線的電壓值，通過電流傳感器檢測其送出線的電流值，也檢測功率變送器的功率值，并同時由太陽輻射強度測試儀檢測現(xiàn)場太陽輻射強度值的大小及變化。

可變負載裝置是通過電力開關(guān)、接觸器的閉合，分級、分步控制其用電功率的大小；或通過電力半導體器件控制和改變其用電功率的大小。

可變負載裝置是由智能分析控制裝置控制并采用權(quán)利要求5的控制方法控制的用電裝置。

可變負載裝置為電解鋁裝置、海水淡化裝置或電熱儲能裝置

現(xiàn)場環(huán)境氣象趨勢判斷，對風能發(fā)電按《地面氣象觀測規(guī)范》所規(guī)定的測量方法和計算方法連續(xù)檢測和計算其現(xiàn)場平均風速和最大風速，自動判斷出風速增大或減小的趨勢并發(fā)出相應信號；對光伏發(fā)電按《地面氣象觀測規(guī)范》所規(guī)定的測量方法連續(xù)檢測和計算其現(xiàn)場的太陽輻射值，自動判斷出太陽輻照度的增大或減小的趨勢并發(fā)出相應信號。

當檢測及測算出的現(xiàn)場發(fā)電設備輸出功率值大于事先設定的輸出功率曲線值的波動范圍，利用智能分析控制裝置向可變負載裝置發(fā)出加大負載的指令；當檢測及測算出的現(xiàn)場發(fā)電設備輸出功率值小于事先設定的輸出功率曲線值的波動范圍，利用智能分析控制裝置向可變負載裝置發(fā)出減小負載的指令；在輸出功率允許波動范圍內(nèi)環(huán)境氣象趨勢判斷信號為指令信號發(fā)出前條件判斷信號之一。

實施上述的可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制方法所專用的可再生能源發(fā)電輸出功率自動穩(wěn)定控制裝置，其特征在于：該裝置包括可再生能源發(fā)電設備輸出功率潮流檢測元件、現(xiàn)場環(huán)境測試儀、智能分析控制裝置及可變負載裝置；可再生能源發(fā)電設備輸出功率潮流檢測元件、現(xiàn)場環(huán)境氣象測試儀及可變負載裝置均連接至智能分析控制裝置，智能分析控制裝置經(jīng)檢測元件接入電網(wǎng)。