有效
一种氢燃料电池发电并网稳态控制方法及控制系统
李贵民、杨剑、王清、陈祉如、荆臻、张志、王者龙、李哲、郭红霞、朱红霞
国网山东省电力公司营销服务中心(计量中心)
李
李贵民 专利 56
山东大学供电配电储能发电变电配电电学
杨
杨剑 专利 710
西安交通大学地下衬砌地下结构工程计算机辅助设计
王
王清 专利 175
浙江大学模式识别信息通信行业流程商务信息处理
陈
陈祉如 专利 167
国网山东省电力公司电力科学研究院仪器测试或校准模式识别电磁测量
荆
荆臻 专利 171
国网山东省电力公司营销服务中心(计量中心)电磁测量物理仪器测量与测试

张志 专利 622
中国工程物理研究院材料研究所仪器测试或校准电磁测量遥信遥控
王
王者龙 专利 135
国网山东省电力公司信息通信行业流程电磁测量商务信息处理
李
李哲 专利 54
国网山东省电力公司物理仪器计算技术测量与测试
郭
郭红霞 专利 84
国网山东省电力公司电力科学研究院物理仪器电磁测量商务信息处理
朱
朱红霞 专利 174
国网山东省电力公司电力科学研究院模式识别电磁测量信息通信行业流程
摘要
本申请涉及并网发电的技术领域,尤其是涉及一种氢燃料电池发电并网稳态控制方法及控制系统,其中方法包括数据采集步骤、电网状态预测步骤、预期判断步骤、调整幅度获取步骤、可靠度计算步骤、筛选步骤、排序步骤、并网步骤和时段另选步骤;其中系统包括数据采集模块、电网状态预测模块、预期判断模块、调整幅度获取模块、可靠度计算模块、筛选模块、排序模块、并网模块和时段另选模块。本申请具有降低对电网稳定运行的影响的效果。
1.一种氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:包括以下步骤:数据采集:获取电网的实时工作状态,获取氢燃料电池发电的工作状态,获取并网指令确定并网时段;电网状态预测:利用历史数据,采用数据驱动的方式,建立电网状态预测模型,预测并网时段内电网的工作状态变化;预期判断:预估并网时段内任一时间的并网操作可能造成的电网变化,并判断这些变化是否符合预测的变化预期或不会造成显著影响,若是,则获得符合要求的并网时间点集,并执行调整幅度获取步骤,反之,则执行时段另选步骤;调整幅度获取:获取并网时间点集对应的预测电网工作状态,与氢燃料电池的实际工作状态进行对比,获得调整幅度,并对应并网时间点集进行关联存储;可靠度计算:根据并网时间点集与并网指令发出的距离时长、调整幅度、以及电网稳定贡献度,进行计算并网可靠度;筛选:判断不同并网时间点集对应的并网可靠度是否大于预设的可靠度阈值,若是,则执行排序步骤,反之,则执行时段另选步骤;排序:根据并网可靠度从大到小的顺序进行排序,并形成并网时机选集;并网:从并网时机选集中选择第一顺位并网可靠度的并网时间点,执行氢燃料电池并网;时段另选:发送该时段对电网影响大,不适合并网的提示,并传递给并网指令发送者。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在排序步骤之后,还设置有损坏可能获取步骤;损坏可能获取:包括波动需求获取步骤和排序干预步骤;波动需求获取:通过历史数据获取当前时段电网供电群体,判断是否存在精密元件供电或高要求供电,若是,则排序干预步骤,反之,则执行并网步骤;排序干预:对排序步骤中的并网时机选集进行优化,剔除存在精密元件供电或高需求供电的并网时间点,然后执行并网步骤。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在波动需求获取步骤和并网步骤之间,还设置有占比判断步骤、占比干预步骤和优化排序步骤;占比判断:统计精密元件供电或高要求供电在电网中的供电占比,判断供电占比是否小于设定占比阈值,若是,则执行占比干预步骤,反之,则优化排序步骤;占比干预:根据供电占比以及并网波动幅度,对排序步骤中的并网时机选集中并网时间点的可靠度进行调整,并重新排序,然后执行并网步骤;优化排序:剔除供电占比大于设定占比阈值对应的并网时间点,然后执行并网步骤。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在优化排序步骤和占比干预步骤之后还设置有谐波干预步骤;谐波干预:获取氢燃料电池发电时的谐波数据,记为第一谐波,获取电网实时的谐波数据,记为第二谐波,判断第一谐波和第二谐波是否匹配,若是,则执行谐波判断步骤,反之,则执行时段另选步骤;谐波判断:判断第一谐波与第二谐波是否相反,若是,则执行谐波调整步骤,反之,则执行时段另选步骤;谐波调整:根据第一谐波与所述第二谐波的接近程度,对并网时机选集进行调整。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在时段另选步骤之后,还设置有时机获取步骤、排序推荐步骤和推送步骤;时机获取:根据历史数据,预测多个时段的电网工作状态,与氢燃料电池的工作状态匹配,并进行可靠度计算,并获取每个时段的可靠度总值,然后执行排序推荐步骤;排序推荐:根据可靠度总值从大到小的顺序,进行排序,并执行推送步骤;推送:按照排序,将推荐并网的时段推荐给并网指令发出者。
6.根据权利要求5所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在排序推荐步骤之后,还设置有健康并网指数评估步骤;健康并网指数评估:包括健康指数计算步骤和推荐干预步骤;健康指数计算:统计每个时段超过可靠度阈值的时间点的数量,记作第一数量,根据第一数量、每个可靠度的总和以及均值计算获得健康并网指数;推荐干预:按照健康并网指数从大到小的顺序,对排序推荐步骤获得的推荐顺序,进行干预调整,并执行推送步骤。
7.根据权利要求6所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在健康指数计算步骤和推荐干预步骤之间,还设置有用电需求获取步骤和健康调整步骤;用电需求获取:根据历史数据,获取电网用电高峰期,建立时间间隔,对时间间隔后的时段进行删除,并获取用电趋势;健康调整:根据用电趋势以及氢燃料电池调整幅度,对健康指数进行干预,然后执行推荐干预步骤。
8.根据权利要求7所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在健康调整步骤和推荐干预步骤之间,还设置有波动调整步骤;波动调整:包括稳定获取步骤和稳定干预步骤;稳定获取:统计每个时段的每个时间点与时间间隔之间的用电趋势峰顶数量,判断是否大于设定数量限值,若是,则执行稳定干预步骤,反之,则删除该时段的推荐,并执行推送步骤;稳定干预:随着用电趋势峰顶数量的增大,对健康并网指数进行下调,然后执行推荐干预步骤。
9.根据权利要求8所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法,其特征在于:在健康调整步骤或波动调整步骤之后,还设置有负荷预测步骤;负荷预测:利用负荷预测算法,结合历史用电数据和当前用电趋势,预测未来一段时间内电网的负荷变化情况;匹配优化:将预测的负荷变化与氢燃料电池的发电能力进行匹配,分析不同并网时间点下氢燃料电池发电对电网负荷的补充效果;再次调整:根据匹配结果,调整并网时机选集,优先选择那些能够最大程度平滑电网负荷波动、提高电网稳定性的并网时间点,然后执行推荐干预步骤。
10.一种使用如权利要求1-9任意一项所述的氢燃料电池发电并网稳态控制方法的控制系统,其特征在于:包括以下模块:数据采集模块:用于获取电网的实时工作状态,获取氢燃料电池发电的工作状态,获取并网指令确定并网时段;电网状态预测模块:输入端与数据采集模块的输出端连接,用于预测并网时段内电网的工作状态变化;预期判断模块:输入端与电网状态预测模块输出端连接,判断并网时段内任一时间的并网操作可能造成的电网变化是否符合预测的变化预期或不会造成显著影响;调整幅度获取模块:输入端与预期判断模块的输出端连接,用于获取并网时段任一时间的氢燃料电池进行并网的调整幅度,并对应并网时间点集进行关联存储;可靠度计算模块:输入端与调整幅度获取模块的输出端连接,用于计算并网可靠度;筛选模块:输入端与可靠度计算模块的输出端连接,用于判断不同并网时间点集对应的并网可靠度是否大于预设的可靠度阈值;排序模块:输入端与筛选模块的输出端连接,用于在不同并网时间点集对应的并网可靠度大于预设的可靠度阈值,根据并网可靠度从大到小的顺序进行排序,并形成并网时机选集;并网模块:输入端与排序模块的输出端连接,用于从并网时机选集中选择第一顺位并网可靠度的并网时间点,执行氢燃料电池并网;时段另选模块:输入端筛选模块的输出端连接,用于在不同并网时间点集对应的并网可靠度小于等于预设的可靠度阈值时,发送该时段对电网影响大,不适合并网的提示,并传递给并网指令发送者。



