一种能源互补协调方法及装置

技术领域

本发明涉及电网技术领域，尤其是涉及一种能源互补协调及装置。

背景技术

我国未来能源可持续发展的根本之路就是多能协同。如果做不到多能协同，将来能源发展将不可持续，包括对环境的负面影响就会越来越明显，能源体制改革、电力体制改革也就很难推进，整个能源达不到资源配置的目的，用电效率也得不到明显提高。

现如今，各个能源供电系统之间缺乏联系，往往是检测到某一类型的发电机组故障后，切换至另一发电机组对用户终端进行供电，这样的供电系统稳定性和智能性不足，不符合多能协同可持续发展的要求。

发明内容

本发明提供一种能源互补协调方法及装置，通过计算经济影响系数、效率影响系数和波动影响系数，对各个发电机组的能源供给能力进行合理评估计算，从而为后续的各个发电机组之间的协调互补提供准确的数据支撑，实现了电网供电系统的合理管控，推进了电网供电系统的智能化进程。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种能源互补协调方法，包括：

获取目标区域内的各个发电机组的历史数据，其中，所述发电机组至少包括光伏发电机组、火电发电机组、水电发电机组、风电发电机组和生物质发电机组；

基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；

将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；

在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。

作为其中一种优选方案，所述生物质发电机组至少包括以下所述中的一种或多种：

农林废弃物直接燃烧发电机组、农林废弃物气化发电机组、垃圾焚烧发电机组、垃圾填埋气发电机组或沼气发电机组。

作为其中一种优选方案，所述能源供给计算式具体为：

E＝ξ×θ×φ×P

其中，E为所述能源输出梯队值，ξ为所述经济影响系数，ξ＝0.63，θ为所述效率影响系数，θ＝0.87，φ为所述波动影响系数，φ＝0.75，P为每一发电机组的实时输出功率值。

作为其中一种优选方案，所述设备参数至少包括以下所述中的一种或多种：

开关状态、启停状态、电压数值、电流数值、转速数值、液体流量、高温报警、设备噪音、燃料数值、设备震动或液位数值；

所述基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数，具体包括：

根据所述设备参数，判断各个所述发电机组是否已发生故障或即将发生故障或确定发电机组的健康状态等级；

以各个所述发电机组已发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组即将发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组的健康状态等级，计算对应的所述波动影响系数。

作为其中一种优选方案，所述能源互补协调方法还包括：

接收各个所述发电机组向用户终端进行供电的供电信息，并接收各个所述发电机组之间的互补协调信息；

根据目标区域的电网安全需求、所述供电信息和所述互补协调信息对应启动或关闭各个所述发电机组的运行。

本发明另一实施例提供了一种能源互补协调装置，包括：

历史数据模块，用于获取目标区域内的各个发电机组的历史数据，其中，所述发电机组至少包括光伏发电机组、火电发电机组、水电发电机组、风电发电机组和生物质发电机组；

系数计算模块，用于基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；并基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；

能源输出梯队模块，用于将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；

互补模块，用于在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。

作为其中一种优选方案，所述生物质发电机组至少包括以下所述中的一种或多种：

农林废弃物直接燃烧发电机组、农林废弃物气化发电机组、垃圾焚烧发电机组、垃圾填埋气发电机组或沼气发电机组。

作为其中一种优选方案，所述能源供给计算式具体为：

E＝ξ×θ×φ×P

其中，E为所述能源输出梯队值，ξ为所述经济影响系数，ξ＝0.63，θ为所述效率影响系数，θ＝0.87，φ为所述波动影响系数，φ＝0.75，P为每一发电机组的实时输出功率值。

作为其中一种优选方案，所述设备参数至少包括以下所述中的一种或多种：

开关状态、启停状态、电压数值、电流数值、转速数值、液体流量、高温报警、设备噪音、燃料数值、设备震动或液位数值；

所述基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数，具体包括：

根据所述设备参数，判断各个所述发电机组是否已发生故障或即将发生故障或确定发电机组的健康状态等级；

以各个所述发电机组已发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组即将发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组的健康状态等级，计算对应的所述波动影响系数。

作为其中一种优选方案，所述能源互补协调装置还包括：

信息接收模块，用于接收各个所述发电机组向用户终端进行供电的供电信息，并接收各个所述发电机组之间的互补协调信息；

管控模块，用于根据目标区域的电网安全需求、所述供电信息和所述互补协调信息对应启动或关闭各个所述发电机组的运行。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点：首先获取目标区域内的各个发电机组的历史数据；然后基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；接着将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；最后在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。整个过程基于历史数据对各个发电机组的供给能力进行合理评估分析，为各个发电机组之间的能源协调互补提供经济性和效率性和稳定性的指标，从而提高了协调互补的准确率，实现了电网供电系统的合理管控，推进了电网供电系统的智能化进程。

附图说明

图1是本发明其中一种实施例中的能源互补协调方法的流程示意图；

图2是本发明其中一种实施例中的能源互补协调装置的结构示意图；

附图标记：

其中，11、历史数据模块；12、系数计算模块；13、能源输出梯队模块；14、互补模块。

具体实施方式

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，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明一实施例提供了一种能源互补协调方法，具体的，请参见图1，图1示出为本发明其中一种实施例中的能源互补协调方法的流程示意图，其具体包括步骤S1～S4：

S1、获取目标区域内的各个发电机组的历史数据，其中，所述发电机组至少包括光伏发电机组、火电发电机组、水电发电机组、风电发电机组和生物质发电机组；

S2、基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；

S3、将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；

S4、在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。

应当说明的是，在我国当下多能源供给的背景下，目标用电区域往往存在着多种类型的发电机组对居民用户终端进行供电，这是因为单一的发电机组供电不稳定性较高，例如对于风力发电机组而言，气象部门给出的风力等级指标会直接影响风力发电机组的输出功率，在低于阈值时风力发电机组难以输出电能，由此可见若依靠风力发电机组则会导致用户终端的用电不稳，在此基础上，本发明实施例统计了我国现有大部分城市的居民用电的发电机组类型，应当强调的是，本实施例给出的上述发电机组类型只是其中一种示例，本领域技术人员可以根据实际的区域用电要求增删相关的发电机组，再次不再额外赘述。

在现有技术中，各能源之间的协调互补缺乏统一的评判指标，且形式单一，往往是某一特定的发电机组向另一特定的发电机组进行互补，例如火电发电机组向生物质发电机组进行互补协调，这会导致能源的利用率较低，且互补协调的效果较差，本发明实施例各个发电机组之间均能够进行互补协调，从而打破了现有技术固定发电机组之间的协调互补的现状。

进一步地，在上述实施例中，所述生物质发电机组至少包括以下所述中的一种或多种：农林废弃物直接燃烧发电机组、农林废弃物气化发电机组、垃圾焚烧发电机组、垃圾填埋气发电机组或沼气发电机组。当然，生物质发电需要结合目标区域的地域特色，例如垃圾焚烧发电可以与火力发电机组中的燃气发电进行互动，在此不再额外限定。

进一步地，在上述实施例中，所述能源供给计算式具体为：

E＝ξ×θ×φ×P

其中，E为所述能源输出梯队值，ξ为所述经济影响系数，ξ＝0.63，θ为所述效率影响系数，θ＝0.87，φ为所述波动影响系数，φ＝0.75，P为每一发电机组的实时输出功率值。当然，上述ξ＝0.63，θ＝0.87，φ＝0.75的取值只是其中一种示例，具体的计算过程如下所述，在此不再额外说明。

经济影响系数是对历史数据中的某一时间段进行统计分析，需要综合考虑从发电机组的运维费用，例如风电机组、光伏电池、燃料电池、余热锅炉、燃气锅炉、蓄电池、技术设备等的维护费，相关的发电机组的成本所涉及的指标可以借由现有技术中的相关统计模型计算得到，在得到成本后采集对应的发电机组在某一时间段的效益营收，进而通过比值计算得到经济影响系数。效率影响系数反映了投入/产出之间的关系，通过获取某一发电机组的发电投入以及功率输出得到效率影响系数。

需要强调的是，波动影响系数用于表征某一发电机组的稳定性，在本发明中，优选地，通过计算相关设备参数得到，具体的，所述设备参数至少包括以下所述中的一种或多种：开关状态、启停状态、电压数值、电流数值、转速数值、液体流量、高温报警、设备噪音、燃料数值、设备震动或液位数值；

所述基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数，具体包括：根据所述设备参数，判断各个所述发电机组是否已发生故障或即将发生故障或确定发电机组的健康状态等级；以各个所述发电机组已发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组即将发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组的健康状态等级，计算对应的所述波动影响系数。

进一步地，在上述实施例中，所述能源互补协调方法还包括以下步骤：

S5、接收各个所述发电机组向用户终端进行供电的供电信息，并接收各个所述发电机组之间的互补协调信息；

S6、根据目标区域的电网安全需求、所述供电信息和所述互补协调信息对应启动或关闭各个所述发电机组的运行。

所述供电信息和所述互补协调信息需要进行存储，方便对整个电网供电系统的管理，以及后续的优化，此外，考虑到不同的目标区域的发电受制因素较多，例如盆地区域风力发电效果较差，极端气候条件下生物质发电容易引发安全事故，因此，需要对目标区域内的各个发电机组的运行进行管理，在恰当的时机进行启动/关闭，从而能够进一步优化电网供电的安全性和稳定性。

具体的，请参见图2，图2示出为本发明其中一种实施例中的能源互补协调装置的结构示意图，其包括：

历史数据模块11，用于获取目标区域内的各个发电机组的历史数据，其中，所述发电机组至少包括光伏发电机组、火电发电机组、水电发电机组、风电发电机组和生物质发电机组；

系数计算模块12，用于基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；并基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；

能源输出梯队模块13，用于将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；

互补模块14，用于在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。

进一步地，在上述实施例中，所述生物质发电机组至少包括以下所述中的一种或多种：

农林废弃物直接燃烧发电机组、农林废弃物气化发电机组、垃圾焚烧发电机组、垃圾填埋气发电机组或沼气发电机组。

进一步地，在上述实施例中，所述能源供给计算式具体为：

E＝ξ×θ×φ×P

其中，E为所述能源输出梯队值，ξ为所述经济影响系数，ξ＝0.63，θ为所述效率影响系数，θ＝0.87，φ为所述波动影响系数，φ＝0.75，P为每一发电机组的实时输出功率值。

进一步地，在上述实施例中，所述设备参数至少包括以下所述中的一种或多种：

开关状态、启停状态、电压数值、电流数值、转速数值、液体流量、高温报警、设备噪音、燃料数值、设备震动或液位数值；

所述基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数，具体包括：

根据所述设备参数，判断各个所述发电机组是否已发生故障或即将发生故障或确定发电机组的健康状态等级；

以各个所述发电机组已发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组即将发生故障的次数，计算对应的所述波动影响系数；或，以各个所述发电机组的健康状态等级，计算对应的所述波动影响系数。

进一步地，在上述实施例中，所述能源互补协调装置还包括：

信息接收模块，用于接收各个所述发电机组向用户终端进行供电的供电信息，并接收各个所述发电机组之间的互补协调信息；

管控模块，用于根据目标区域的电网安全需求、所述供电信息和所述互补协调信息对应启动或关闭各个所述发电机组的运行。

本发明提供的能源互补协调方法及装置，有益效果在于以下所述中的至少一点：首先获取目标区域内的各个发电机组的历史数据；然后基于所述历史数据中的各个发电机组的经济成本，计算各个所述发电机组的经济影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的发电功率，计算各个所述发电机组的效率影响系数；基于所述历史数据中的各个发电机组的设备参数，计算各个所述发电机组的波动影响系数；接着将所述经济影响系数、所述效率影响系数、所述波动影响系数和每一发电机组的实时输出功率值输入预设的能源供给计算式，分别计算各个所述发电机组的能源输出梯队值；最后在各个所述发电机组向用户终端进行供电时，控制高能源输出梯队值对应的发电机组向低能源输出梯队值对应的发电机组进行能源互补，以实现多能互补协调供电。整个过程基于历史数据对各个发电机组的供给能力进行合理评估分析，为各个发电机组之间的能源协调互补提供经济性和效率性和稳定性的指标，从而提高了协调互补的准确率，实现了电网供电系统的合理管控，推进了电网供电系统的智能化进程。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。