弥补功率预测精度的新能源发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及储能【技术领域】，具体涉及一种弥补功率预测精度的新能源发电系统及方法，所述系统包括：数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，数值天气预报服务器与计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，计算系统中的功率预测服务器根据相关数据信息对功率进行预测；计算系统与监控系统相连接，计算系统将预测功率发送至监控系统，监控系统中储能管理单元根据预测功率控制储能单元充放电，实现“削峰填谷”。本发明技术方案通过硬件之间相互配合作用，实现对超短期预测和短期预测精度的“削峰填谷”，弥补预测精度误差。以此，本发明实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
【专利说明】弥补功率预测精度的新能源发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及储能【技术领域】，具体涉及一种弥补预功率测精度的新能源发电系统。【背景技术】
[0002]新能源发电技术是指利用风能、太阳能、地热能等进行发电的技术，风力、光伏等新能源存在固有的波动性、随机性和不可控性等特点。在利用新能源进行发电的系统并网应用后，如果不能对新能源发电系统功率进行有效的预测与确定，会对大电网互联运行的安全稳定造成隐患，对电网调频和备用容量规划带来一定的影响，对电网潮流分布、动态特性和电能质量等电气特性产生影响。因此，当新能源并网运行后对新能源发电系统功率进行合理、有效及准确的确定就至关重要。
[0003]现有技术中，新能源发电系统功率的确定往往根据预测得来，也即是根据自然环境变化及其他因素的综合，进而对发电功率进行预测。对于新能源的发电功率一般通过预测方式获取，对于预测方式有超短期预测、短期预测、中期预测和长期预测等。超短期预测是预测时间在一小时内的预测；短期预测是预测时间在一天内的预测；中期预测是预测时间在一年以内的预测；以及长期预测是预测时间在一年以上的预测。不同预测方式，预测得到的功率往往不同，例如利用风能进行发电，因风力的变化随天气的不同而瞬息变化，并呈现多种多样，则不同的预测方式预测风力发电功率会得出不同的数值。因此，如何弥补实际功率与预测功率，以及各种预测功率之间的差别，保证新能源发电并网后有一个稳定的发电功率，保证其功率的稳定就显得极为重要。
【发明内容】
[0004]为保障新能源发电在并网运行后，能提供一个稳定的功率输出，保证电网运行的安全稳定，本发明实施例提供了如下技术方案:
[0005]在第一方面，本发明实施例提供了一种弥补功率预测精度的新能源发电系统，包括:数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，所述数值天气预报服务器与所述计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，所述计算系统与所述监控系统相连接，实现数据交换；其中，
[0006]所述计算系统又包括:反向隔离装置、数据采集服务器、web服务器、数据库服务器、功率预测服务器、储能策略服务器、PC工作站、交换机和硬件防火墙；其中，
[0007]所述反向隔离装置用于与数值天气预报服务器相连接，所述数据采集服务器与所述反向隔离装置相连接，用于接收天气预报数据；所述数据采集服务器通过所述web服务器与所述数据库服务器相连接，将接收的天气预报数据通过所述web服务器发送至所述数据库服务器；所述数据库服务器与所述功率预测服务器相连接，所述功率预测服务器用于根据数据库服务器中的数据信息对功率进行预测，所述PC工作站和所述储能策略服务器分别与所述功率预测服务器相连接，所述储能策略服务器根据所述功率预测服务器预测功率确定充放电的策略，所述PC工作站用于实现控制、展示及人机操作；所述储能策略服务器、功率预测服务器和所述硬件防火墙分别与所述交换机相连接，所述交换机用于集合各类服务器的通讯；所述硬件防火墙用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输；
[0008]所述监控系统又包括:新能源发电机组、机组监控系统、储能监控系统、功率转换装置、储能管理系统和储能单元；其中，
[0009]所述储能单元与所述储能管理系统相连接，所述储能管理系统用于管理所述储能单元的充放电，所述储能管理系统与所述功率转换装置相连接，所述功率转换装置实现所述储能单元充放电功率的转换；所述储能监控系统和所述新能源发电机组分别与所述功率转换装置相连接，所述储能监控系统用于监控储能单元的储能；所述新能源发电机组与所述机组监控系统相连接，所述机组监控系统监控所述新能源发电机组的发电；所述机组监控系统和所述储能监控系统分别用于与所述计算系统的硬件防火墙相连接，所述机组监控系统发送所述新能源发电机组的发电信息至所述计算系统，所述储能监控系统接收所述计算系统的预测功率，以及根据所述预测功率所述储能管理系统控制储能单元充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0010]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述新能源发电机组为风力发电机组，所述机组监控系统为风机监控系统，以及所述储能单元采用锂离子电池阵列储能和所述储能管理系统采用电池管理系统。
[0011]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述采用锂离子电池阵列储能为采用15MW*4h电池模组储能。
[0012]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述新能源发电机组为光伏阵列，所述机组监控系统为光伏监控系统，以及所述储能单元采用熔融盐储能和所述储能管理系统采用热能管理系统。
[0013]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述采用熔盐储能为采用20MW*8h熔融盐储能罐储能。
[0014]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述新能源发电机组为地热能发电机组。
[0015]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述数值天气预报服务器、数据采集服务器、web服务器、数据库服务器、功率预测服务器和所述储能策略服务器采用IBMX3650机型。
[0016]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述硬件防火墙采用USG2110-F。
[0017]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述反向隔离装置采用StoneWal12000。
[0018]进一步的，所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，所述功率转换装置采用双路控制器。
[0019]本发明技术方案通过硬件之间相互配合及作用实现本发明目的。天气预报服务器获取并向计算系统发送天气预报数据，功率预测服务器预测出超短期功率和短期功率，然后利用储能策略服务器计算出超短期预测功率与短期预测功率预测精度的误差；储能策略服务器根据设定把预测精度的误差通过交换机、硬件防火墙发送至监控系统。监控系统中的储能监控系统接收预测精度误差，并根据预测精度误差储能单元在管理系统作用下实现对预测功率的削峰填谷，弥补预测精度误差。以此，实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
[0020]在第二方面，本发明实施例提供了一种弥补功率预测精度的新能源发电方法，包括:
[0021]获取超短期预测功率及短期预测功率；
[0022]比较所述超短期预测功率和短期预测功率；
[0023]当所述超短期预测功率大于所述短期预测功率，且满足充电条件时，控制储能单元进行充电；以及
[0024]当所述超短期预测功率小于所述短期预测功率，且满足放电条件时，控制储能单元进行放电。
[0025]本发明实施例提供的技术方案，通过超短期预测功率和短期预测功率的差值决定系统的充放电。以此，实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0027]图1所示是本发明实施例一中弥补功率预测精度的新能源发电系统结构示意图；
[0028]图2所示是本发明实施例二中弥补功率预测精度的风力发电系统结构示意图；
[0029]图3所示是本发明实施例三中弥补功率预测精度的光能发电系统结构示意图；
[0030]图4所示是本发明实施例四中弥补功率预测精度的新能源发电方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图及具体实施例对本发明进行更加详细与完整的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0032]新能源发电技术是指利用风能、光能(太阳能)、地热能等进行发电的技术，风力、光伏等新能源存在固有的波动性、随机性和不可控性等特点。新能源发电的不稳定性，也就进一步造成新能源发电功率的不稳定性和难以确定性。因此，对于需要并网运行的新能源发电系统，准确、合理的确定发电功率对保证新能源发电系统并网的运行就很重要。新能源的发电功率一般通过预测方式获取，对于预测方式有超短期预测、短期预测、中期预测和长期预测等。超短期预测是预测时间在一小时以内的预测；短期预测是预测时间在一天以内的预测；中期预测是预测时间在一年以内的预测；以及长期预测是预测时间在一年以上的预测。超短期预测在新能源发电系统实际应用中往往被作为新能源发电的实际功率，作为并网运行后新能源发电的功率。新能源发电系统并网运行后为保持电网的稳定必须保持一个稳定的功率输出，因此需要维持作为实际发电功率的超短期预测功率输出的稳定性。
[0033]为实现新能源发电系统的超短期预测功率，也即是实际输出功率的稳定性，需要采用削峰填谷的办法。削峰填谷通过发电侧或用电侧的调度，将尖峰负荷时段内的部分负荷安排到低谷负荷时段内，以便削减系统的尖峰负荷、增加系统的低谷负荷，提高负荷率；也即是当实际功率低于设定值时，发电系统配置的储能设备进行放电，弥补功率的不足；当实际功率大于设定值时，发电系统配置的储能设备进行充电。短期预测是基于外界天气情况，预测一天之内的发电功率的预测方式。在新能源发电并网运行后，对发电功率的调度一般是以天为基础的，因此可以以短期预测的功率作为采用削峰填谷方法的设定值，通过在发电系统中配置相应储能系统实现超短期预测和短期预测之间精度的误差，也即是，弥补预测精度是弥补超短期预测和短期预测之间精度的差值。具体的本发明中，根据超短期预测功率和短期预测功率之间的差值，通过储能管理系统管理储能单元的充放电实现超短期预测功率和短期预测功率之间差值的弥补，进而实现对预测功率的削峰填谷。
[0034]下述结合实施例对本发明进行更详细的说明，本领域技术人员应该理解的是下述实施例中各电子设备、存储器、中间介质、连接线等，通过一定的连接方式、构成方式等相互结合，实现本发明技术方案。
[0035]图1所示是本发明实施例一中弥补功率预测精度的新能源发电系统结构示意图。如I所示，所述系统包括:
[0036]数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，数值天气预报服务器与计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，计算系统与监控系统相连接，实现数据交换。
[0037]计算系统又包括:反向隔离装置101、数据采集服务器102、web服务器103、数据库服务器104、功率预测服务器105、PC工作站106、储能策略服务器107、硬件防火墙108和交换机109 ;其中，反向隔离装置101用于与数值天气预报服务器102相连接，数据采集服务器102与反向隔离装置101相连接，用于接收天气预报数据；数据采集服务器102通过web服务器103与数据库服务器104相连接，将接收的天气预报数据通过web服务器103发送至数据库服务器104述数据库服务器104与功率预测服务器105相连接，功率预测服务器105用于根据数据库服务器104中的数据信息对功率进行预测，PC工作站106和储能策略服务器107分别与功率预测服务器105相连接，储能策略服务器107根据功率预测服务器105预测功率确定充放电的策略，PC工作站106用于实现控制、展示及人机操作；储能策略服务器107、功率预测服务器105和硬件防火墙108分别与交换机109相连接，交换机109用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙108用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0038]监控系统又包括:储能单元110、储能管理系统111、功率转换装置112、储能监控系统113、新能源发电机组114和机组监控系统115 ;其中，储能单元110与储能管理系统111相连接，储能管理系统111用于管理储能单元110的充放电，储能管理系统111与功率转换装置112相连接，功率转换装置112实现储能单元110充放电功率的转换；储能监控系统113和新能源发电机组114分别与功率转换装置112相连接，储能监控系统113用于监控储能单元110的储能；新能源发电机组114与机组监控系统115相连接，机组监控系统115监控新能源发电机组114的发电；机组监控系统115和储能监控系统113分别用于与计算系统的硬件防火墙相连接，机组监控系统115发送新能源发电机组的发电信息至计算系统，储能监控系统113接收计算系统的预测功率，以及根据预测功率储能管理系统控制储能单元充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0039]具体的，本实施例中功率预测服务器105预测功率为预测超短期预测功率和短期预测功率。储能策略服务器107根据预测的超短期预测功率和短期预测功率计算出二者的差值，并进一步经预测差值发送至储能监控系统，储能监控系统113根据二者的差值决定储能系统110的充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0040]本实施例中数值天气预报服务器与反向隔离装置101通过无线，例如WIF1、CDMA、3G等，或者采用有线通信等方式连接；反向隔离装置101与数据采集服务器102相连接。反向隔离装置101是一种网络传输控制硬件，保证数值天气预报服务器只能向数据采集服务器102传动文件，而数据采集服务器102不能向外发送文件，数据采集服务器101是一种接收服务器，接收数值天气预报文件。
[0041]数据采集服务器102与web服务器103相连接，web服务器103与数据库服务器104相连接。web服务器103用于部署web系统；数据库服务器104用于部署oracle或mysql数据库系统，可以从web服务器103接收数据，也接收从交换机109发送过来的监控系统的数据。
[0042]数据库服务器102与功率预测服务器105相连接，PC工作站106和储能策略服务器107分别与功率预测服务器105相连接。功率预测服务器105根据数据库服务器中的发电机组信息和数值天气预报进行功率与预测，得到未来时刻的可能发电功率；储能策略服务器根据储能监控系统的信息、机组监控系统的信息和功率预测的信息计算最优的充放电策略；PC工作站为一台双核计算机，可以实现展示与控制的人机界面操作。
[0043]储能策略服务器107、功率预测服务器105和硬件防火墙108分别与交换机109相连接。交换机用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙108用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0044]储能单元110与储能管理系统111相连接，储能管理系统111与功率转换装置112相连接。储能管理系统111控制储能单元Iio的充放电；储能单元110储能的电池单元或电容器单元等存储能量单元。
[0045]储能监控系统113和新能源发电机组114分别与功率转换装置112相连接，新能源发电机组114与机组监控系统115相连接；机组监控系统115和储能监控系统113分别用于与计算系统的硬件防火墙108相连接。机组监控系统115实现和储能监控系统113的互联，实施调节机组的运行状态；新能源发电机组114指风能或光能(太阳能)等新能源的发电机组；储能监控系统113指控制功率转换装置112启停与数值的系统，可以监测整体系统的运转状态；功率转换装置112将储能单元110的电能或热能转为直流或交流点的装置。
[0046]优选的，本实施例中，数值天气预报服务器、数据采集服务器102、web服务器103、数据库服务器104、功率预测服务器105和所述储能策略服务器107采用IBMX3650机型。
[0047]优选的，本实施例中，硬件防火墙108采用USG2110-F。
[0048]优选的，本实施例中，反向隔离装置101采用StoneWall2000 ;更进一步的采用科东 StoneWal12000。
[0049]优选的，本实施例中，功率转换装置112采用双路控制器。
[0050]本发明技术方案通过硬件之间相互配合及作用实现本发明目的。天气预报服务器获取并向计算系统发送天气预报数据，功率预测服务器预测出超短期功率和短期功率，然后利用储能策略服务器计算出计算出超短期预测功率与短期预测功率预测精度的误差；储能策略服务器根据设定把预测精度的误差通过交换机、硬件防火墙发送至监控系统。监控系统中的储能监控系统接收预测精度误差，并根据预测精度误差储能单元在管理系统作用下实现对预测功率的削峰填谷，弥补预测精度误差。以此，实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
[0051]图2所示是本发明实施例二中弥补功率预测精度的风力发电系统结构示意图。本实施例中以风力发电为例进行说明，与此相适应储能单元采用锂离子电池阵列，储能管理系统采用电池管理系统，新能源发电机组采用风力发电系统，风机监控系统采用光伏监控系统；其中锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反；电池管理系统(BMS)主要是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；光伏监控就是将光伏电站的逆变器、汇流箱、辐照仪、气象仪、电表等设备通过数据线连接起来，用光伏电站数据采集器进行这些设备的数据采集，并通过GPRS、以太网、WIFI等方式上传到网络服务器或本地电脑，使用户可以在互联网或本地电脑上查看相关数据，方便电站管理人员和用户对光伏电站的运行数据查看和管理。如图1所示，所述系统包括:
[0052]数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，数值天气预报服务器与计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，计算系统与监控系统相连接，实现数据交换。
[0053]计算系统又包括:反向隔离装置201、数据采集服务器202、web服务器203、数据库服务器204、功率预测服务器205、PC工作站206、储能策略服务器207、硬件防火墙208和交换机209 ;其中，反向隔离装置201用于与数值天气预报服务器202相连接，数据采集服务器202与反向隔离装置201相连接，用于接收天气预报数据；数据采集服务器202通过web服务器203与数据库服务器204相连接，将接收的天气预报数据通过web服务器203发送至数据库服务器204述数据库服务器204与功率预测服务器205相连接，功率预测服务器205用于根据数据库服务器204中的数据信息对功率进行预测，PC工作站206和储能策略服务器207分别与功率预测服务器205相连接，储能策略服务器207根据功率预测服务器205预测功率确定充放电的策略，PC工作站206用于实现控制、展示及人机操作；储能策略服务器207、功率预测服务器205和硬件防火墙208分别与交换机209相连接，交换机209用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙208用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0054]监控系统又包括:锂离子电池阵列210、电池管理系统211、功率转换装置212、储能监控系统213、风力发电机组214和风机监控系统215 ;其中，锂离子电池阵列210与电池管理系统211相连接，电池管理系统211用于管理锂离子电池阵列210的充放电，电池管理系统211与功率转换装置212相连接，功率转换装置212实现锂离子电池阵列210充放电功率的转换；储能监控系统213和风力发电机组214分别与功率转换装置212相连接，储能监控系统213用于监控锂离子电池阵列210的储能；风力发电机组214与风力监控系统215相连接，风力监控系统215监控风力发电机组214的发电；风力监控系统215和储能监控系统213分别用于与计算系统的硬件防火墙相连接，风力监控系统215发送新能源发电机组的发电信息至计算系统，储能监控系统213接收计算系统的预测功率，以及根据预测功率储能管理系统控制储能单元充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0055]具体的，本实施例中功率预测服务器205预测功率为预测超短期预测功率和短期预测功率。储能策略服务器207根据预测的超短期预测功率和短期预测功率计算出二者的差值，并进一步经预测差值发送至储能监控系统，储能监控系统213根据二者的差值决定锂离子电池阵列210的充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0056]本实施例中数值天气预报服务器与反向隔离装置201通过无线，例如WIF1、CDMA、3G等，或者采用有线通信等方式连接；反向隔离装置201与数据采集服务器202相连接。反向隔离装置201是一种网络传输控制硬件，保证数值天气预报服务器只能向数据采集服务器202传动文件，而数据采集服务器202不能向外发送文件，数据采集服务器201是一种接收服务器，接收数值天气预报文件。
[0057]数据采集服务器202与web服务器203相连接，web服务器203与数据库服务器204相连接。web服务器203用于部署web系统；数据库服务器用于部署oracle或mysql数据库系统，可以从web服务器接收数据，也接收从交换机209发送过来的监控系统的数据。
[0058]数据库服务器202与功率预测服务器205相连接，PC工作站206和储能策略服务器207分别与功率预测服务器205相连接。功率预测服务器根据数据库服务器中的发电机组信息和数值天气预报进行功率与预测，得到未来时刻的可能发电功率；储能策略服务器根据储能监控系统的信息、机组监控系统的信息和功率预测的信息计算最优的充放电策略；PC工作站为一台双核计算机，可以实现展示与控制的人机界面操作。
[0059]储能策略服务器207、功率预测服务器205和硬件防火墙208分别与交换机209相连接。交换机用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0060]锂离子电池阵列210与电池管理系统211相连接，电池管理系统211与功率转换装置212相连接。
[0061]储能监控系统213和风力发电机组214分别与功率转换装置212相连接，风力发电机组214与风机监控系统215相连接；风机监控系统215和储能监控系统213分别用于与计算系统的硬件防火墙208相连接。风机监控系统215和储能监控系统的互联，实施调节机组的运行状态；风力发电机组214指风能发电机组；储能监控系统213控制功率转换装置212启停与数值，可以监测整体系统的运转状态；功率转换装置212将储能单元的电能或热能转为直流或交流点的装置。
[0062]优选的，本实施例中，电池管理系统211采用LCL多路电路。
[0063]优选的，本实施例中，锂离子电池阵列210采用15MW*4h电池模组储能。
[0064]优选的，本实施例中，数值天气预报服务器、数据采集服务器202、web服务器203、数据库服务器204、功率预测服务器205和所述储能策略服务器207采用IBMX3650机型。
[0065]优选的，本实施例中，硬件防火墙208采用USG2110-F。
[0066]优选的，本实施例中，反向隔离装置201采用StoneWall2000 ;更进一步的采用科东 StoneWal12000。
[0067]优选的，本实施例中，功率转换装置212采用双路控制器。
[0068]本发明技术方案通过硬件之间相互配合作用实现本发明目的。天气预报服务器获取并向计算系统发送天气预报数据，功率预测服务器预测出超短期功率和短期功率，然后利用储能策略服务器计算出计算出超短期预测功率与短期预测功率预测精度的误差；储能策略服务器根据设定把预测精度的误差通过交换机、硬件防火墙发送至监控系统。监控系统中的储能监控系统接收预测精度误差，并根据预测精度误差储能单元锂离子电池阵列在电池管理系统作用下实现对预测功率的削峰填谷，弥补预测精度误差。
[0069]图3所示是本发明实施例三中弥补功率预测精度的光能发电系统结构示意图。本实施例中以光能发电为例进行说明，与此相适应储能单元采用热熔岩储能单元，储能管理系统采用热能管理系统，新能源发电机组采用光伏阵列，机组监控系统采用光伏监控系统；其中，熔融盐储能是利用硝酸钠等原料作为传热介质，一般与太阳能光热发电系统结合，使光热发电系统具备储能和夜间发电能力，可满足电网调峰需要。光伏监控就是将光伏电站的逆变器、汇流箱、辐照仪、气象仪、电表等设备通过数据线连接起来，用光伏电站数据采集器进行这些设备的数据采集，并通过GPRS、以太网、WIFI等方式上传到网络服务器或本地电脑，使用户可以在互联网或本地电脑上查看相关数据，方便电站管理人员和用户对光伏电站的运行数据查看和管理。如图3所示，所述系统包括:
[0070]数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，数值天气预报服务器与计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，计算系统与监控系统相连接，实现数据交换。
[0071]计算系统又包括:反向隔离装置301、数据采集服务器302、web服务器303、数据库服务器304、功率预测服务器305、PC工作站306、储能策略服务器307、硬件防火墙308和交换机309 ;其中，反向隔离装置201用于与数值天气预报服务器202相连接，数据采集服务器202与反向隔离装置201相连接，用于接收天气预报数据；数据采集服务器202通过web服务器203与数据库服务器204相连接，将接收的天气预报数据通过web服务器203发送至数据库服务器204述数据库服务器204与功率预测服务器205相连接，功率预测服务器205用于根据数据库服务器204中的数据信息对功率进行预测，PC工作站206和储能策略服务器207分别与功率预测服务器205相连接，储能策略服务器207根据功率预测服务器205预测功率确定充放电的策略，PC工作站206用于实现控制、展示及人机操作；储能策略服务器207、功率预测服务器205和硬件防火墙208分别与交换机209相连接，交换机209用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙208用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0072]监控系统又包括:熔融盐储能单元310、热能管理系统311、功率转换装置312、储能监控系统313、光伏阵列314和光伏监控系统315 ;其中，熔融盐储能系统310与热能管理系统311相连接，热能管理系统311用于管理熔融盐储能系统310的充放电，热能管理系统311与功率转换装置312相连接，功率转换装置312实现熔融盐储能系统310充放电功率的转换；储能监控系统313和光伏阵列314分别与功率转换装置312相连接，储能监控系统313用于监控熔融盐储能系统310的储能；光伏阵列314与光伏监控系统315相连接，光伏监控系统315监控光伏阵列314的发电；光伏监控系统315和储能监控系统313分别用于与计算系统的硬件防火墙相连接，光伏监控系统315发送新能源发电机组的发电信息至计算系统，储能监控系统313接收计算系统的预测功率，以及根据预测功率储能管理系统控制储能单元充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0073]具体的，本实施例中功率预测服务器305预测功率为预测超短期预测功率和短期预测功率。储能策略服务器307根据预测的超短期预测功率和短期预测功率计算出二者的差值，并进一步经预测差值发送至储能监控系统，储能监控系统313根据二者的差值决定熔融盐储能系统310的充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
[0074]本实施例中数值天气预报服务器与反向隔离装置301通过无线，例如WIF1、CDMA、3G等，或者采用有线通信等方式连接；反向隔离装置301与数据采集服务器302相连接。反向隔离装置301是一种网络传输控制硬件，保证数值天气预报服务器只能向数据采集服务器302传动文件，而数据采集服务器302不能向外发送文件，数据采集服务器301是一种接收服务器，接收数值天气预报文件。
[0075]数据采集服务器302与web服务器303相连接，web服务器303与数据库服务器304相连接。web服务器303用于部署web系统；数据库服务器用于部署oracle或mysql数据库系统，可以从web服务器303接收数据，也接收从交换机309发送过来的监控系统的数据。
[0076]数据库服务器302与功率预测服务器305相连接，PC工作站306和储能策略服务器307分别与功率预测服务器305相连接。功率预测服务器根据数据库服务器中的发电机组信息和数值天气预报进行功率与预测，得到未来时刻的可能发电功率；储能策略服务器根据储能监控系统的信息、机组监控系统的信息和功率预测的信息计算最优的充放电策略；PC工作站为一台双核计算机，可以实现展示与控制的人机界面操作。
[0077]储能策略服务器307、功率预测服务器305和硬件防火墙308分别与所述交换机309相连接。交换机用于集合各类服务器的通讯；硬件防火墙用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输。
[0078]热熔岩储能单元310与热能管理系统311相连接，热能管理系统311与功率转换装置312相连接。热能管理系统311通过与热熔岩储能单元310相连接，控制热熔岩储能单元310的充放电。
[0079]储能监控系统313和光伏阵列314分别与功率转换装置312相连接，光伏阵列314与光伏监控系统315相连接；光伏监控系统315和储能监控系统313分别用于与计算系统的硬件防火墙308相连接。光伏监控系统115能够实现和储能监控系统313的互联，实施调节机组的运行状态；光伏阵列314指太阳能发电的光伏阵列机组；储能监控系统313指控制功率转换装置312启停与数值的系统，可以监测整体系统的运转状态；功率转换装置312将储能单元的电能或热能转为直流或交流点的装置。
[0080]优选的，本实施例中，热能管理系统311采用配备LCL多路电路的双罐换热器。
[0081]优选的，本实施例中，熔融盐储能单元310为采用20MW*8h熔融盐储能罐储能。
[0082]优选的，本实施例中，数值天气预报服务器、数据采集服务器302、web服务器303、数据库服务器304、功率预测服务器305和所述储能策略服务器307采用IBMX3650机型。
[0083]优选的，本实施例中，硬件防火墙308采用USG2110-F。
[0084]优选的，本实施例中，反向隔离装置301采用StoneWall2000 ;更进一步的采用科东 StoneWal12000。
[0085]优选的，本实施例中，功率转换装置312采用双路控制器。
[0086]本发明技术方案通过硬件之间相互配合及作用实现本发明目的。天气预报服务器获取并向计算系统发送天气预报数据，功率预测服务器预测出超短期功率和短期功率，然后利用储能策略服务器计算出计算出超短期预测功率与短期预测功率预测精度的误差；储能策略服务器根据设定把预测精度的误差通过交换机、硬件防火墙发送至监控系统。监控系统中的储能监控系统接收预测精度误差，并根据预测精度误差熔融盐储能单元在热能管理系统作用下实现对预测功率的削峰填谷，弥补预测精度误差。以此，实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
[0087]如图4所示是本发明实施例四中弥补预测精度的新能源发电方法流程示意图。本实施例涉及名词、概念及其他参照实施例、实施例二及实施例三，为本发明的清楚简要概述在本实施例中不再赘述。如图4所示，所述方法包括:
[0088]步骤401、获取超短期预测功率及短期预测功率。
[0089]本步骤中通过对发电环境的检测与预测，进而计算获取超短期预测功率Pu和短期预测功率Ps。
[0090]步骤402、比较超短期预测功率和短期预测功率。
[0091]本步骤中也即是将超短期预测功率Pu和短期预测功率Ps进行一定的比较。
[0092]步骤403、当超短期预测功率大于短期预测功率，且满足充电条件时，控制储能单元进行充电。
[0093]本步骤中，当超短期预测功率Pu大于短期预测功率Ps，且满足充电条件时，控制储能单元进行充电电；当超短期预测功率Pu小于短期预测功率Ps后系统会判断是否满足充电条件。如果满足充电条件，系统启动储能单元充电并控制放电电流，当充电到一定条件后会停止放电。本实施例中，如果不满足充电条件，系统不会启动储能模块，机组照常运行。
[0094]优选的，本实施例中充电的功率为超短期预测功率和短期预测功率的差值。
[0095]步骤404、当超短期预测功率小于短期预测功率，且满足放电条件时，储能单元进行放电。
[0096]本步骤中，当超短期预测功率Pu小于短期预测功率Ps，且满足放电条件时，控制储能单元进行放电；当超短期预测功率Pu小于短期预测功率Ps后系统会判断是否满足放电条件。如果满足放电条件，系统启动储能单元放电并控制放电电流，当放电到一定条件后会停止放电。本实施例中，如果不满足放电条件，系统不会启动储能模块，机组照常运行。
[0097]优选的，本实施例中放电的功率为超短期预测功率和短期预测功率的差值。
[0098]进一步的，如果超短期预测功率Pu和短期预测功率Ps大小相同，不进行充电或放电，系统维持正常运转发电。
[0099]本发明实施例提供的技术方案，通过超短期预测功率和短期预测功率的差值决定系统的充放电。以此，实现新能源发电系统并网运行后稳定的功率输出。
[0100]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，包括:数值天气预报服务器、计算系统和监控系统；其中，所述数值天气预报服务器与所述计算系统相连接，用于向计算系统发送天气预报数据，所述计算系统与所述监控系统相连接，实现数据交换；其中， 所述计算系统又包括:反向隔离装置、数据采集服务器、Web服务器、数据库服务器、功率预测服务器、储能策略服务器、PC工作站、交换机和硬件防火墙；其中， 所述反向隔离装置用于与数值天气预报服务器相连接，所述数据采集服务器与所述反向隔离装置相连接，用于接收天气预报数据；所述数据采集服务器通过所述web服务器与所述数据库服务器相连接，将接收的天气预报数据通过所述web服务器发送至所述数据库服务器；所述数据库服务器与所述功率预测服务器相连接，所述功率预测服务器用于根据数据库服务器中的数据信息对功率进行预测，所述PC工作站和所述储能策略服务器分别与所述功率预测服务器相连接，所述储能策略服务器根据所述功率预测服务器预测功率确定充放电的策略，所述PC工作站用于实现控制、展示及人机操作；所述储能策略服务器、功率预测服务器和所述硬件防火墙分别与所述交换机相连接，所述交换机用于集合各类服务器的通讯；所述硬件防火墙用于控制计算系统和监控系统之间信号的传输； 所述监控系统又包括:新能源发电机组、机组监控系统、储能监控系统、功率转换装置、储能管理系统和储 能单元；其中， 所述储能单元与所述储能管理系统相连接，所述储能管理系统用于管理所述储能单元的充放电，所述储能管理系统与所述功率转换装置相连接，所述功率转换装置实现所述储能单元充放电功率的转换；所述储能监控系统和所述新能源发电机组分别与所述功率转换装置相连接，所述储能监控系统用于监控储能单元的储能；所述新能源发电机组与所述机组监控系统相连接，所述机组监控系统监控所述新能源发电机组的发电；所述机组监控系统和所述储能监控系统分别用于与所述计算系统的硬件防火墙相连接，所述机组监控系统发送所述新能源发电机组的发电信息至所述计算系统，所述储能监控系统接收所述计算系统的预测功率，以及根据所述预测功率所述储能管理系统控制储能单元充放电，实现对预测功率的削峰填谷。
2.如权利要求1所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述新能源发电机组为风力发电机组，所述机组监控系统为风机监控系统，以及所述储能单元采用锂离子电池阵列储能和所述储能管理系统采用电池管理系统。
3.如权利要求2所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述采用锂离子电池阵列储能为采用15MW*4h电池模组储能。
4.如权利要求1所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述新能源发电机组为光伏阵列，所述机组监控系统为光伏监控系统，以及所述储能单元采用熔融盐储能和所述储能管理系统采用热能管理系统。
5.如权利要求4所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述采用熔盐储能为采用20MW*8h熔融盐储能罐储能。
6.如权利要求1所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述新能源发电机组为地热能发电机组。
7.如权利要求1-6任一所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述数值天气预报服务器、数据采集服务器、web服务器、数据库服务器、功率预测服务器和所述储能策略服务器采用IBMX3650机型。
8.如权利要求1-6任一所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述硬件防火墙采用USG2110-F。
9.如权利要求1-6任一所述的弥补功率预测精度的新能源发电系统，其特征在于，所述反向隔尚装直未用StoneWal 12000。
10.一种弥补预功率预测精度的新能源发电方法，其特征在于，包括: 获取超短期预测功率及短期预测功率； 比较所述超短期预测功率和短期预测功率； 当所述超短期预测功率大于所述短期预测功率，且满足充电条件时，控制储能单元进行充电；以及 当所述超短期预测功率小于所述短期预测功率，且满足放电条件时，控制储能单元进行放电。
【文档编号】H02J3/00GK103532143SQ201310508829
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】陈卓 申请人:东润环能(北京)科技有限公司