一种依靠多电站融合能源的综合能源系统的制作方法

1.本发明涉及综合能源技术领域，尤其涉及一种依靠多电站融合能源的综合能源系统。


背景技术：

2.综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行，协同管理、交互响应和互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。
3.现有的综合能源系统无法对多余的新能源发电进行有效利用，导致新能源发电产生的电量进行浪费，能源利用率低。
4.例如，中国专利cn202120126073.0公开了一种光气电储地热耦合的园区综合能源供能系统。燃气轮机发电机组和太阳能光伏板提供的电能根据优先级不同分别自发自用、余电制冷或制热、储电，最大限度的削减了储电设备的容量，提高了能源的综合利用率及系统运行的经济性；该申请虽然采用燃气轮机发电机组进行了一定程度的储电，但是对于整体光伏发电系统的利用率依然较低。


技术实现要素：

5.本发明主要解决现有的技术中综合能源系统中对于能源的利用率较低的问题；提供一种依靠多电站融合能源的综合能源系统。
6.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，包括光伏发电系统，将太阳能转换为电能，经逆变器转换为交流电后与外部电网连接；风力发电系统，将风能转换为电能，经变频器与外部电网连接；外部电网，提供稳定的高压交流电，经变压器转换为低压电后给用户供电；储热装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，给用户供热；储电装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行电力存储，给用户进行供电；调度系统，获取电网供电峰期和谷期，在电网供电峰期时控制光伏发电系统和风力发电系统与外部电网并网连接，并在用户需要供热时控制储热装置给用户供热，同时控制储电装置产生低压交流电给用户供电，在电网供电谷期时控制光伏发电系统和风力发电系统给储热装置进行产热和储电装置进行储电。通过调度系统对光伏发电系统和风力发电系统产生的多余电量进行有效利用，通过储电装置进行电能存储，通过储热装置进行热能存储，并在用电峰期时提供给用户，给外部电网减轻供电压力，提高能源利用率。
7.作为优选，还包括监控系统，所述监控系统包括光伏电站监控系统和风力电站监控系统，所述光伏电站监控系统和风力电站监控系统上传监测数据时同时上传电站的经纬度信息给调度系统。通过监控系统对风力发电和光伏发电进行有效监控，防止新能源发电出现故障导致用电峰期无法正常供电或用电谷期无法进行储电，减少故障的损坏度。
8.作为优选，所述的光伏电站监控系统包括：数据采集模块，用于实时采集光伏电站的数据信息，通过加密模块进行数据加密后，以第一数据包的形式将光伏电站的数据信息传递给服务器；环境监测模块，用于实时监测光伏电站的环境信息，以周期t的频率通过第二数据包的形式将环境信息传递给控制器；嗅探器，设置在光伏电站内，用于截取数据采集模块发出的第一数据包和环境监测模块发出的第二数据包，对第一数据包进行数据解析，判断第一数据包是否成功被加密并向服务器传递判断结果，对第二数据包进行数据解析，得到第二数据包内的环境信息，根据存储器内存储的历史数据对环境信息进行标记，将第二数据包内的环境信息以及标记后的环境信息以t/2周期的频率传递给控制器；控制器，接收数据采集模块的数据信息，并在嗅探器传递的判断结果为是时，对第一数据包进行数据解析，当嗅探器传递的判断结果为否时，发出指令给数据采集模块重新发送光伏电站的数据信息，接收环境监测模块传递的环境信息，并与嗅探器传递的环境信息进行比对，在比对结果一致时保留标记后的环境信息，否则，发出指令给环境监测模块重新上传环境信息，根据光伏电站的数据信息和标记后的环境信息生成光伏电站的运行指标数据，控制器将光伏电站的运行指标数据、光伏电站的数据信息和标记后的环境信息传递给调度系统。通过加密模块对光伏电站的数据信息进行加密，加密后的数据包即使被窃取也无法被解密，提高了传输信息的安全保障，设置嗅探器，对传输数据进行截取，模拟数据窃取的过程和方式，同时，对传输信息进行验证和检测，保证控制器收到的数据是完整的，提高数据传输的可靠性。
9.作为优选，还包括计时模块，所述计时模块与数据采集模块连接，当数据采集模块采集一次数据时进行计时，并将计时信息发送给加密模块和控制器。通过计时模块进行计时，用于加密的同时，方便进行信息查看和信息回溯。
10.作为优选，所述的加密模块进行数据加密的方法为：根据计时模块的计时信息，在数据包的报头加入时间戳进行数据包加密。采用时间戳进行加密时，将时间戳的时、分、秒进行数字相加，得到数字l，将十进制的数字l转换为二进制字符串，根据转换后的二进制字符串进行数据包的加密。
11.作为优选，还包括并网波动指示器，所述并网波动指示器与调度系统连接，所述并网波动指示器包括壳体、电流互感器、动作弹簧、导轨、滑块、高压指示装置和低压指示装置，所述壳体安装在并网线路上，所述滑块通过安装在壳体底部的导轨与壳体滑动连接，所述滑块的两侧设置有高压安全腔和低压安全腔，所述高压安全腔和低压安全腔靠近滑块的一侧均设置有与导轨滑动连接的活动板，所述高压指示装置安装在高压安全腔内，所述低压指示装置安装在低压安全腔内，所述电流互感器用于采集并网线路上的电流，所述动作弹簧的一端与电流互感器连接，所述动作弹簧的另一端与滑块连接。通过并网波动指示器检测光伏发电系统和风力发电系统并网后的波动情况，使得调度系统更好进行能源调度，进一步提高能源利用率，弹簧具有通电压缩的性质，在安装弹簧时，根据安装位置的常用电流大小，对弹簧进行预压缩，电网电压波动电压增大时，电流互感器采集的电流增大，动作弹簧进行进一步收缩，压缩高压安装腔内的高压指示装置，电网电压波动电压减小时，电流互感器采集的电流变小，动作弹簧进行一定程度的回复，挤压低压安装腔内的低压指示装置。
12.作为优选，所述的高压指示装置和低压指示装置均包括液位计、导液管和柔性球，
所述高压安全腔和低压安全腔内均设置有隔板，所述柔性球安装在隔板上，与活动板抵接，所述液位计安装在隔板另一侧，所述隔板开有通孔，所述导液管的一端与液位计连接，所述导液管的另一端穿过通孔与柔性球连接。通过柔性球被挤压后，柔性球内压强变大，通过导液管挤压液体，液位计显示的液位高度产生变化，电压波动平复后，动作弹簧复位，活动板复位，柔性球慢慢回复，液位计显示的液位回到原位，柔性球中也可以填充与液位计相同的液体，液位计可以采用电子液位计或增加摄像头进行液位读取，并传递给调度中心。
13.作为优选，所述的储热装置包括储热模块和蒸汽发生模块，所述储热模块采用光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，所述蒸汽发生模块与储热模块连接，所述蒸汽发生模块通过储热模块产生的热量产生蒸汽，并通过气路管道输送给用户。
14.本发明的有益效果是：通过调度系统对光伏发电系统和风力发电系统产生的多余电量进行有效利用，通过储电装置进行电能存储，通过储热装置进行热能存储，并在用电峰期时提供给用户，给外部电网减轻供电压力，提高能源利用率；通过并网波动指示器检测光伏发电系统和风力发电系统并网后的波动情况，使得调度系统更好进行能源调度，进一步提高能源利用率。
附图说明
15.图1是本发明实施例的综合能源系统的结构框图。
16.图2是本发明实施例的并网波动指示器的结构示意图。
17.图中1、调度系统，2、光伏发电系统，3、风力发电系统，4、外部电网，5、壳体，6、电流互感器，7、动作弹簧，8、导轨，9、滑块，10、低压安装腔，11、高压安全腔，12、液位计，13、柔性球，14、导液管，15、隔板，16、活动板，17、储热装置，18、储电装置，19、用户。
具体实施方式
18.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
20.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术
语在本发明中的具体含义。
21.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解，此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
23.实施例：一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，如图1所示，包括光伏发电系统2、风力发电系统3、外部电网4、储热装置17、储电装置18和调度系统1，其中，光伏发电系统将太阳能转换为电能，经逆变器转换为交流电后与外部电网连接，风力发电系统将风能转换为电能，经变频器与外部电网连接；外部电网提供稳定的高压交流电，经变压器转换为低压电后给用户19供电；储热装置通过光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，给用户供热；储电装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行电力存储，给用户进行供电；调度系统根据用户历史用户曲线获取电网供电的峰谷期，在电网供电峰期时控制光伏发电系统和风力发电系统与外部电网并网连接，并在用户需要供热时控制储热装置给用户供热，同时控制储电装置产生低压交流电给用户供电，在电网供电谷期时控制光伏发电系统和风力发电系统给储热装置进行产热和储电装置进行储电。
24.本实施例中还提供监控系统，监控系统包括光伏电站监控系统和风力电站监控系统，光伏电站监控系统和风力电站监控系统上传监测数据时同时上传电站的经纬度信息给调度系统；光伏电站监控系统包括：数据采集模块，用于实时采集光伏电站的数据信息，通过加密模块进行数据加密后，以第一数据包的形式将光伏电站的数据信息传递给服务器；环境监测模块，用于实时监测光伏电站的环境信息，以周期t的频率通过第二数据包的形式将环境信息传递给控制器；嗅探器，设置在光伏电站内，用于截取数据采集模块发出的第一数据包和环境监测模块发出的第二数据包，对第一数据包进行数据解析，判断第一数据包是否成功被加密并向服务器传递判断结果，对第二数据包进行数据解析，得到第二数据包内的环境信息，根据存储器内存储的历史数据对环境信息进行标记，将第二数据包内的环境信息以及标记后的环境信息以t/2周期的频率传递给控制器；控制器，接收数据采集模块的数据信息，并在嗅探器传递的判断结果为是时，对第一数据包进行数据解析，当嗅探器传递的判断结果为否时，发出指令给数据采集模块重新发送光伏电站的数据信息，接收环境监测模块传递的环境信息，并与嗅探器传递的环境信息进行比对，在比对结果一致时保留标记后的环境信息，否则，发出指令给环境监测模块重新上传环境信息，根据光伏电站的数据信息和标记后的环境信息生成光伏电站的运行指标数据，控制器将光伏电站的运行指标
数据、光伏电站的数据信息和标记后的环境信息传递给调度系统。
25.数据采集模块包括第一温度传感器、电压采集模块、电流采集模块、检修信息存储器、声波发生器和录音装置，其中，第一温度传感器用于采集光伏设备的温度信息，电压采集模块和电流采集模块用于采集光伏电站的发电功率，光伏设备每次检修后，检修人员将检修信息记录在检修信息存储器中，通过检修信息和设备信号以及设备使用时长进行设备使用寿命预测，在光伏组件的安装部设置有旋转组件，旋转组件带动光伏组件进行转动，旋转组件带有联网校时装置，通过联网校时装置控制旋转组件旋转，使得光伏组件随太阳的运转而转动，接收更多的太阳光，通过声波发生器发送声波，对光伏组件的转动进行检测，录音装置进行声波接收，根据声波的发出时间和接收时间判断光伏组件是否正常转动。
26.具体的，每天的上午6点为光伏组件转动的起始位，下午18点为光伏组件的转动终点，当联网校时装置时间达到18点时，控制旋转组件反向转动，使得光伏组件缓慢复位。
27.环境监测模块包括第二温度传感器、气象仪和土壤检测仪，通过第二温度传感器检测环境温度信息，通过气象仪检测气象信息，通过土壤检测仪检测土壤信息，通过环境温度信息和气象信息，判断光伏设备能产生的发电量，结合数据采集模块采集的光伏电站的发电量信息，进行光伏设备故障判断，通过土壤信息，对光伏电站的地面土壤进行检查，防止出现塌方等故障，同时根据土壤状态，可反馈接地设备的振动情况，提高光伏电站监测的全面性。
28.通过嗅探器对第一数据包进行解析，若第一数据包成功被解析则第一数据包没有被加密，嗅探器反馈给服务器，服务器通过相关人员对加密模块进行检修处理，当第一数据包无法被嗅探器进行数据解析时，则证明第一数据包成功被加密，即使中途被他人获取，也不会产生信息泄露的风险，提高了信息传输的安全性，通过，嗅探器对环境监测模块传递的第二数据包进行截取，服务器通过比对后确认数据传输的完整性，通过不同周期的频率进行数据发送，确保接收的数据没有被中途更改。
29.本实施例中还设置计时模块，计时模块与数据采集模块连接，当数据采集模块采集一次数据时进行计时，并将计时信息发送给加密模块和服务器，加密模块进行数据加密的方法为：根据计时模块的计时信息，在数据包的报头加入时间戳进行数据包加密。
30.如图2所示，并网波动指示器包括壳体5、电流互感器6、动作弹簧7、导轨8、滑块9、高压指示装置和低压指示装置，壳体安装在并网线路上，滑块通过安装在壳体底部的导轨与壳体滑动连接，滑块的两侧设置有高压安全腔11和低压安全腔10，高压安全腔和低压安全腔靠近滑块的一侧均设置有与导轨滑动连接的活动板16，高压指示装置安装在高压安全腔内，低压指示装置安装在低压安全腔内，电流互感器用于采集并网线路上的电流，动作弹簧的一端与电流互感器连接，动作弹簧的另一端与滑块连接，高压指示装置和低压指示装置均包括液位计12、导液管14和柔性球13，高压安全腔和低压安全腔内均设置有隔板15，柔性球安装在隔板上，与活动板抵接，液位计安装在隔板另一侧，隔板开有通孔，导液管的一端与液位计连接，导液管的另一端穿过通孔与柔性球连接；弹簧具有通电压缩的性质，在安装弹簧时，根据安装位置的常用电流大小，对弹簧进行预压缩，电网电压波动电压增大时，电流互感器采集的电流增大，动作弹簧进行进一步收缩，压缩高压安装腔内的高压指示装置，电网电压波动电压减小时，电流互感器采集的电流变小，动作弹簧进行一定程度的回复，挤压低压安装腔内的低压指示装置，柔性球被挤压后，柔性球内压强变大，通过导液管
挤压液体，液位计显示的液位高度产生变化，电压波动平复后，动作弹簧复位，活动板复位，柔性球慢慢回复，液位计显示的液位回到原位，柔性球中也可以填充与液位计相同的液体，液位计可以采用电子液位计或增加摄像头进行液位读取，并传递给调度系统。
31.储热装置包括储热模块和蒸汽发生模块，储热模块采用光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，蒸汽发生模块与储热模块连接，蒸汽发生模块通过储热模块产生的热量产生蒸汽，并通过气路管道输送给用户。
32.储电装置采用蓄电池进行电量存储，给用户进行供电时，通过升压模块和逆变模块后转换成用户使用的低压交流电。
33.本发明通过调度系统对光伏发电系统和风力发电系统产生的多余电量进行有效利用，通过储电装置进行电能存储，通过储热装置进行热能存储，并在用电峰期时提供给用户，给外部电网减轻供电压力，提高能源利用率；通过并网波动指示器检测光伏发电系统和风力发电系统并网后的波动情况，使得调度系统更好进行能源调度，进一步提高能源利用率。
34.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

技术特征：
1.一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，包括：光伏发电系统，将太阳能转换为电能，经逆变器转换为交流电后与外部电网连接；风力发电系统，将风能转换为电能，经变频器与外部电网连接；外部电网，提供稳定的高压交流电，经变压器转换为低压电后给用户供电；储热装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，给用户供热；储电装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行电力存储，给用户进行供电；调度系统，获取电网供电峰期和谷期，在电网供电峰期时控制光伏发电系统和风力发电系统与外部电网并网连接，并在用户需要供热时控制储热装置给用户供热，同时控制储电装置产生低压交流电给用户供电，在电网供电谷期时控制光伏发电系统和风力发电系统给储热装置进行产热和储电装置进行储电。2.根据权利要求1所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，还包括监控系统，所述监控系统包括光伏电站监控系统和风力电站监控系统，所述光伏电站监控系统和风力电站监控系统上传监测数据时同时上传电站的经纬度信息给调度系统。3.根据权利要求2所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，所述光伏电站监控系统包括：数据采集模块，用于实时采集光伏电站的数据信息，通过加密模块进行数据加密后，以第一数据包的形式将光伏电站的数据信息传递给服务器；环境监测模块，用于实时监测光伏电站的环境信息，以周期t的频率通过第二数据包的形式将环境信息传递给控制器；嗅探器，设置在光伏电站内，用于截取数据采集模块发出的第一数据包和环境监测模块发出的第二数据包，对第一数据包进行数据解析，判断第一数据包是否成功被加密并向服务器传递判断结果，对第二数据包进行数据解析，得到第二数据包内的环境信息，根据存储器内存储的历史数据对环境信息进行标记，将第二数据包内的环境信息以及标记后的环境信息以t/2周期的频率传递给控制器；控制器，接收数据采集模块的数据信息，并在嗅探器传递的判断结果为是时，对第一数据包进行数据解析，当嗅探器传递的判断结果为否时，发出指令给数据采集模块重新发送光伏电站的数据信息，接收环境监测模块传递的环境信息，并与嗅探器传递的环境信息进行比对，在比对结果一致时保留标记后的环境信息，否则，发出指令给环境监测模块重新上传环境信息，根据光伏电站的数据信息和标记后的环境信息生成光伏电站的运行指标数据，控制器将光伏电站的运行指标数据、光伏电站的数据信息和标记后的环境信息传递给调度系统。4.根据权利要求3所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，还包括计时模块，所述计时模块与数据采集模块连接，当数据采集模块采集一次数据时进行计时，并将计时信息发送给加密模块和控制器。5.根据权利要求4所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，所述加密模块进行数据加密的方法为：根据计时模块的计时信息，在数据包的报头加入时间戳进行数据包加密。6.根据权利要求1所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，
还包括并网波动指示器，所述并网波动指示器与调度系统连接，所述并网波动指示器包括壳体、电流互感器、动作弹簧、导轨、滑块、高压指示装置和低压指示装置，所述壳体安装在并网线路上，所述滑块通过安装在壳体底部的导轨与壳体滑动连接，所述滑块的两侧设置有高压安全腔和低压安全腔，所述高压安全腔和低压安全腔靠近滑块的一侧均设置有与导轨滑动连接的活动板，所述高压指示装置安装在高压安全腔内，所述低压指示装置安装在低压安全腔内，所述电流互感器用于采集并网线路上的电流，所述动作弹簧的一端与电流互感器连接，所述动作弹簧的另一端与滑块连接。7.根据权利要求6所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，所述高压指示装置和低压指示装置均包括液位计、导液管和柔性球，所述高压安全腔和低压安全腔内均设置有隔板，所述柔性球安装在隔板上，与活动板抵接，所述液位计安装在隔板另一侧，所述隔板开有通孔，所述导液管的一端与液位计连接，所述导液管的另一端穿过通孔与柔性球连接。8.根据权利要求1所述的一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，其特征在于，所述储热装置包括储热模块和蒸汽发生模块，所述储热模块采用光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，所述蒸汽发生模块与储热模块连接，所述蒸汽发生模块通过储热模块产生的热量产生蒸汽，并通过气路管道输送给用户。

技术总结
本发明公开了一种依靠多电站融合能源的综合能源系统，包括光伏发电系统，将太阳能转换为电能，经逆变器转换为交流电后与外部电网连接；风力发电系统，将风能转换为电能，经变频器与外部电网连接；外部电网，提供稳定的高压交流电，经变压器转换为低压电后给用户供电；储热装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行供电产热，给用户供热；储电装置，通过光伏发电系统或风力发电系统进行电力存储，给用户进行供电；本发明通过调度系统对光伏发电系统和风力发电系统产生的多余电量进行有效利用，通过储电装置进行电能存储，通过储热装置进行热能存储，并在用电峰期时提供给用户，给外部电网减轻供电压力，提高能源利用率。提高能源利用率。提高能源利用率。


技术研发人员：钱伟杰 叶承晋 丁一 宋永华 屠晓栋 周旻 刘维亮
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/5/25