一种基于用电信息采集的逆变器集群统一控制系统的制作方法-j9九游会真人

1.本发明属于分布式电力系统控制技术领域，具体为一种基于用电信息采集的逆变器集群统一控制系统。


背景技术：

2.在分布式光伏电站和电力系统控制领域中，通过利用用电信息采集和聚类算法，以及优化调度算法，实现光伏电站的集中控制和灵活调度，从而提高电网负荷调节能力，提高发电效率，并缓解电网调度压力；目前，对于分布式光伏电站的控制和调度，已经存在一些相关技术：
3.一种常见的方法是单个逆变器的独立控制，即每个光伏逆变器单独运行，并根据当地的光照条件进行功率调整，这种方法的问题是缺乏统一的集中管理和调度，逆变器之间缺乏协同工作，无法实现群调群控，从而无法应对电网的需求和变化；
4.另一种现有技术是使用集中控制系统来监测和控制光伏逆变器，通过集中管理系统对逆变器进行远程控制和调度；然而，这种方法通常依赖于逆变器之间的通信连接，而且对逆变器的控制和调度往往是基于预设的固定策略，无法根据实时的电网需求进行灵活调整；
5.上述两种现有技术存在以下问题：
6.1.分布式光伏电站的无序报装导致电网公司配电网和变压器设备承受能力不足，影响电网调度的稳定性。
7.2.单个逆变器的独立控制无法实现集群调度和协同工作，无法应对电网的需求和变化。
8.3.现有的集中控制系统往往基于预设的固定策略，无法根据实时的电网需求进行灵活调整。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种基于用电信息采集的逆变器集群统一控制系统，以解决上述背景技术中提出的关于分布式光伏电站无序报装导致的电网承受能力不足、逆变器独立控制无法实现集群协同和现有集中控制系统缺乏灵活性等问题。
10.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于用电信息采集的逆变器集群统一控制系统，包括中央控制器，逆变器，传感器；其中，本系统由中央控制器和与逆变器连接的通信接口组成；
11.还包括基于本系统的运行的下列步骤：
12.s1.用电信息采集，采用先进的电力信息采集技术，对光伏逆变器集群的用电信息进行实时采集和监测，采集到的数据经过预处理和标准化，以确保数据的准确性和可比性；
13.s2.逆变器集群统一控制，引入逆变器集群统一控制系统，通过集中管理和控制所有逆变器，实现逆变器集群的协同运行和统一调度；
14.s3.群调群控策略生成，通过分析用电信息和电网负荷需求，采用群调群控的控制策略生成算法，制定逆变器集群的统一控制策略该算法基于用电信息和电网需求，结合逆变器的功率特性和响应能力，考虑光伏电站的发电量、电网负荷等因素，生成逆变器的运行模式和工作参数；
15.s4.灵活调度和优化算法，该算法基于用电信息采集和统一控制系统，能够根据电网负荷、天气状况等实时数据，结合用电信息和逆变器集群的运行特性，通过优化算法确定逆变器的工作模式和发电功率；
16.s5.远程监控和故障诊断，通过逆变器集群统一控制系统，可以实时监测和诊断逆变器的工作状态，及时发现和处理故障情况。系统能够自动报警和生成故障诊断报告，提供准确的故障定位和j9九游会真人的解决方案，提高光伏电站的可靠性和运行稳定性。
17.优选地，电力信息采集技术基于传感器，收集逆变器集群的相关数据：工作状态、发电功率、输入电压、输出电流；
18.假设有n台逆变器，用电信息可以表示为一个n
×
3的矩阵d，其中第i行表示第i台逆变器的用电信息，包括发电功率pi，输入电压ui和输出电流li，矩阵d可以表示为：pi19.d＝[p
1 u
1 l1；p
2 u
2 l2；...；p
n u
n ln]。
[0020]
优选地，逆变器集群统一控制系统由个中央控制器和n个逆变器组成，其中，中央控制器负责采集用电信息，并发送控制命令给逆变器，假设中央控制器的控制命令为c，逆变器i的控制命令为ci，控制命令可以表示为：
[0021]
c＝[c
1 c
2 ... cn]。
[0022]
优选地，群调群控控制策略基于用电信息和电网负荷需求，并利用fcm(fuzzy c-means)算法生成，它可以根据数据的相似性将逆变器划分为不同的群组，并为每个群组分配一个权重；假设有k个群组，fcm算法的优化目标可以表示为：
[0023]
minj＝∑∑(u
ij
)^m d
ij
^2
[0024]
其中，u_ij是逆变器i属于群组j的隶属度，m是模糊度参数，d
ij
是逆变器i和群组j之间的距离。通过最小化目标函数j，可以得到每个逆变器的隶属度矩阵u，表示每个逆变器属于不同群组的程度。
[0025]
优选地，还包括群调群控控制策略实施，根据生成的控制策略，确定每个逆变器的工作模式和发电功率，假设逆变器i的工作模式为mi，发电功率为pi，根据控制策略中的权重和隶属度矩阵u，可以通过以下公式计算逆变器的工作模式和发电功率：
[0026]
mi＝argmaxj(u
ij
)
[0027]
pi＝p
max
*(u
ij
/∑
j u
ij
)
[0028]
其中，p
max
是逆变器的最大发电功率，根据逆变器的工作模式和发电功率，中央控制器生成控制命令ci，并发送给每个逆变器。
[0029]
优选地，在群调群控控制策略的基础上，利用优化算法进行灵活调度，假设电网负荷为l，天气条件为w，通过优化算法，确定逆变器集群的最佳发电功率p_i_opt。优化算法的目标是最大化光伏电站的发电效率，同时满足电网负荷需求。可以使用如下的数学公式表示优化目标：
[0030]
max
[0031]
subject to
[0032]
其中，gi(w)是逆变器i在给定天气条件下的发电效率函数，优化算法考虑到电网的稳定性和经济性，通过调整逆变器的发电功率，使得发电效率最大化，并且总发电功率不超过电网负荷。
[0033]
本发明的有益效果如下：
[0034]
电网负荷调节能力提升：
[0035]
通过本发明的逆变器集群统一控制技术，能够实现对光伏电站的集中调度和控制，通过灵活调度和优化算法，将逆变器集群的发电功率根据电网负荷需求进行动态调整，使得光伏电站能够更好地满足电网的负荷需求，这样可以提升电网的负荷调节能力，减少电网负荷波动对供电稳定性的影响。
[0036]
光伏电站发电效率提高：
[0037]
本发明利用群调群控的控制策略生成算法，根据实时用电信息和天气状况，对逆变器集群进行统一控制和优化调度，通过调整逆变器的工作模式和发电功率，实现光伏电站的发电效率最大化，同时，根据电网负荷需求进行灵活调度，确保光伏电站在满足供电需求的前提下，最大限度地利用太阳能资源，这样可以提高光伏电站的发电效率，提高可再生能源利用率。
[0038]
电网调度压力缓解：
[0039]
随着分布式光伏电站的不断增多，电网配电网和变压器设备面临着承受能力不足的问题，本发明的逆变器集群统一控制技术可以实现对光伏电站的集中调度和控制，通过优化调度算法，减少了光伏电站对电网的冲击，光伏电站能够根据电网负荷需求进行动态调整，使得光伏发电对电网的影响降到最低，从而缓解了电网调度的压力。
[0040]
远程监控和故障诊断：
[0041]
本发明的逆变器集群统一控制系统具备远程监控和故障诊断功能，通过实时监测逆变器的工作状态和用电信息，能够及时发现和处理故障情况，系统可以自动报警和生成故障诊断报告，提供准确的故障定位和j9九游会真人的解决方案，这样可以提高光伏电站的可靠性和运行稳定性，减少故障对发电效率的影响。
附图说明
[0042]
图1为本发明整体流程示意图。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于用电信息采集的逆变器集群统一控制系统，包括中央控制器，逆变器，传感器；其中，本系统由中央控制器和与逆变器连接的通信接口组成；
[0045]
还包括基于本系统的运行的下列步骤：
[0046]
s1.用电信息采集，采用先进的电力信息采集技术，对光伏逆变器集群的用电信息进行实时采集和监测，采集到的数据经过预处理和标准化，以确保数据的准确性和可比性；
[0047]
s2.逆变器集群统一控制，引入逆变器集群统一控制系统，通过集中管理和控制所有逆变器，实现逆变器集群的协同运行和统一调度；
[0048]
s3.群调群控策略生成，通过分析用电信息和电网负荷需求，采用群调群控的控制策略生成算法，制定逆变器集群的统一控制策略该算法基于用电信息和电网需求，结合逆变器的功率特性和响应能力，考虑光伏电站的发电量、电网负荷等因素，生成逆变器的运行模式和工作参数；
[0049]
s4.灵活调度和优化算法，该算法基于用电信息采集和统一控制系统，能够根据电网负荷、天气状况等实时数据，结合用电信息和逆变器集群的运行特性，通过优化算法确定逆变器的工作模式和发电功率；
[0050]
s5.远程监控和故障诊断，通过逆变器集群统一控制系统，可以实时监测和诊断逆变器的工作状态，及时发现和处理故障情况。系统能够自动报警和生成故障诊断报告，提供准确的故障定位和j9九游会真人的解决方案，提高光伏电站的可靠性和运行稳定性。
[0051]
本实施例的优点：
[0052]
根据用电信息的相似性，将逆变器划分为若干个群组，并为每个群组分配一个权重；聚类算法考虑了逆变器之间的用电特征，以及其与电网负荷需求的匹配程度；
[0053]
在控制策略生成阶段，根据生成的群调群控控制策略，确定每个逆变器的工作模式和发电功率；通过分析逆变器的隶属度矩阵和权重，选择每个逆变器所属的群组，并根据权重分配相应的发电功率；这样可以实现逆变器集群的群调群控，根据实际电网负荷需求进行灵活调度；
[0054]
为了进一步提高发电效率和稳定性，应用了优化算法对逆变器集群进行灵活调度；考虑到电网负荷需求和天气状况，通过优化算法确定最佳的发电功率分配方案；优化算法通过调整逆变器的发电功率，使得光伏电站在满足电网负荷需求的前提下，最大限度地利用太阳能资源，提高光伏电站的发电效率；
[0055]
通过实施本发明的技术方案，光伏电站可以实现集中控制和灵活调度，从而实现电网负荷调节能力的提升；同时，光伏电站的发电效率得到了显著提高，可再生能源的利用率也得到了增加；电网调度压力得到缓解，电网的稳定性和可靠性得到提升。
[0056]
实施例1
[0057]
电力信息采集技术基于传感器，收集逆变器集群的相关数据：工作状态、发电功率、输入电压、输出电流；
[0058]
假设有n台逆变器，用电信息可以表示为一个n
×
3的矩阵d，其中第i行表示第i台逆变器的用电信息，包括发电功率pi，输入电压ui和输出电流li，矩阵d可以表示为：pi[0059]
d＝[p
1 u
1 l1；p
2 u
2 l2；...；p
n u
n ln]。
[0060]
本实施例的优点：该技术利用传感器等装置，收集逆变器的工作状态、发电功率、输入电压、输出电流等相关数据，采集到的数据经过预处理和标准化，以确保数据的准确性和可比性。
[0061]
实施例2
[0062]
逆变器集群统一控制系统由个中央控制器和n个逆变器组成，其中，中央控制器负
责采集用电信息，并发送控制命令给逆变器，假设中央控制器的控制命令为c，逆变器i的控制命令为ci，控制命令可以表示为：
[0063]
c＝[c
1 c
2 ... cn]。
[0064]
本实施例的优点：该系统由中央控制器和与逆变器连接的通信接口组成，中央控制器负责数据的采集、分析和决策，将控制命令通过通信接口发送给各个逆变器，通过该系统，可以对逆变器集群进行远程监控和集中管理，提高光伏电站的运行效率。
[0065]
实施例3
[0066]
群调群控控制策略基于用电信息和电网负荷需求，并利用fcm(fuzzy c-means)算法生成，它可以根据数据的相似性将逆变器划分为不同的群组，并为每个群组分配一个权重；假设有k个群组，fcm算法的优化目标可以表示为：
[0067]
minj＝∑∑(u
ij
)^m d
ij
^2
[0068]
其中，u
ij
是逆变器i属于群组j的隶属度，m是模糊度参数，d
ij
是逆变器i和群组j之间的距离。通过最小化目标函数j，可以得到每个逆变器的隶属度矩阵u，表示每个逆变器属于不同群组的程度。
[0069]
本实施例的优点：控制策略实现了逆变器之间的协同工作，使得逆变器集群能够根据电网需求和发电能力动态调整工作状态，提高光伏电站的发电效率。
[0070]
实施例4
[0071]
还包括群调群控控制策略实施，根据生成的控制策略，确定每个逆变器的工作模式和发电功率，假设逆变器i的工作模式为mi，发电功率为pi，根据控制策略中的权重和隶属度矩阵u，可以通过以下公式计算逆变器的工作模式和发电功率：
[0072]
mi＝argmaxj(u
ij
)
[0073]
pi＝p
max
*(u
ij
/∑
j u
ij
)
[0074]
其中，p
max
是逆变器的最大发电功率，根据逆变器的工作模式和发电功率，中央控制器生成控制命令ci，并发送给每个逆变器。
[0075]
本实施例的优点：基于用电信息和电网负荷需求，采用群调群控的控制策略生成算法，制定逆变器集群的统一控制策略。
[0076]
实施例5
[0077]
在群调群控控制策略的基础上，利用优化算法进行灵活调度，假设电网负荷为l，天气条件为w，通过优化算法，确定逆变器集群的最佳发电功率p_i_opt。优化算法的目标是最大化光伏电站的发电效率，同时满足电网负荷需求。可以使用如下的数学公式表示优化目标：
[0078]
max
[0079]
subject to
[0080]
其中，gi(w)是逆变器i在给定天气条件下的发电效率函数，优化算法考虑到电网的稳定性和经济性，通过调整逆变器的发电功率，使得发电效率最大化，并且总发电功率不超过电网负荷。
[0081]
本实施例的优点：算法考虑到电网的稳定性和经济性，使得逆变器集群能够在保证电网供电需求的前提下，最大限度地利用太阳能资源，提高光伏电站的发电效率和经济
效益。
[0082]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0083]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。