一种光伏组件直流输出接入变速水电控制方法及系统与流程

本发明涉及水电控制，具体为一种光伏组件直流输出接入变速水电控制方法及系统。

背景技术：

1、随着可再生能源技术的发展，光伏发电已经成为了一种越来越受欢迎的绿色能源解决方案。然而，由于光伏发电的产能受到光照强度、天气条件等多种因素的影响，其输出电力存在一定的不稳定性。为了确保电网的稳定运行，需要对光伏发电的输出进行有效的控制和调节。

2、此外，水电作为另一种重要的可再生能源，其发电量受到水流量、水库蓄水量等因素的影响。因此，如何根据实时的水流信息和储水量进行有效的水电控制，以确保电网的稳定供电，也是当前面临的一个技术挑战。

3、为了解决上述问题，提出本方法通过采集光伏组件的光照信息和水量及水流信息，结合历史控制数据，对水流、光照和储能进行综合评估，并据此对水流状态进行预测。基于这些信息，可以实时地对控制器进行精确的控制，从而实现光伏和水电的协同发电，确保电网的稳定供电。

4、为了进一步优化该控制方法，研究者们还对光照信息、水流信息进行了详细的定义，并根据历史数据建立了多种线性关系，以实现对不同情况下的光照强度、存水量、储能量等参数的精确预测。此外，还提出了一种基于季度、月份和7日周期的数据波动分析方法，以实现对光伏和水电发电量的长期预测。

5、总的来说，该发明为光伏和水电的协同发电提供了一种新的、高效的控制策略，有望为实现电网的绿色、稳定供电做出重要贡献。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的变速水电控制方法存在响应速度慢，数据利用不足，缺乏灵活性，操作人员依赖性强，控制策略单一的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，包括：

4、采集光伏组件的光照信息、储能量、控制器的耗能和水量及水流信息；

5、获取历史控制数据，分析历史数据之间的关联关系；

6、根据采集到的信息和历史数据，对水流、光照、储能进行评估，并对水流状态进行预测；

7、根据对控制器的操作需求，执行对控制器的控制。

8、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：所述光照信息包括，通过光伏组件直流输出接入变速水电装置而获取到的光照的曲线，用于记录光照强度和光照时长信息；

9、所述水流信息包括，水流流经控制器前和水流流经控制器后的流速信息和流量信息。

10、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：所述评估包括，根据历史记录中的光照强度、存水量和蒸发率进行关系评估；根据历史记录中的储能量、水流信息、光照强度、光能获取量和水能获取量进行关系评估；根据历史记录中的储能量、控制器的耗能、自然损耗的关系进行评估。

11、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：所述评估还包括，通过对多组历史记录中光照强度和存水量的变量分析，通过对历史数据的拟合，得到每个光照强度下，存水量和蒸发率的关系并建立线性关系：

12、ci→zi

13、和每种数量的存水量下，光照强度和蒸发率的关系并建立线性关系：

14、ic→zc

15、通过对多组历史记录中储能量、水流信息、光照强度的变量分析，得到每种储能量和水流信息下，光照强度和光能获取量的关系并建立线性关系：

16、iqv→eqv

17、和每种储能量和光照强度下，水流信息和水能获取量的关系并建立线性关系：

18、vqi→eqi

19、通过对多组历史记录中储能量、控制器的耗能的变量分析，得到每种储能量下，控制器的耗能和自然损耗的关系并建立线性关系：

20、hq→σq

21、和每种控制器的耗能下，储能量和自然损耗的关系并建立线性关系：

22、qh→σh

23、其中，ci表示光照强度为i时，存水量的数据集合；zi表示光照强度为i时，蒸发率的拟合结果；ic表示存水量为c时，光照强度的数据集合；zc表示存水量为c时蒸发率的拟合结果；iqv表示储能量为q和水流信息为v时，光照强度的数据集合；eqv表示储能量为q和水流信息为v时，光能获取量的拟合结果；vqi表示储能量为q和光照强度为i时，水流信息的数据集合；eqi储能量为q和光照强度为i时，水能获取量的拟合结果；hq表示储能量为q时，控制器的耗能的数据集合；σq表示储能量为q时，自然损耗的拟合结果；qh表示控制器的耗能为h时，储能量的数据集合；σh表示控制器的耗能为h时，自然损耗的拟合结果；

24、根据每种线性关系，能够将光照强度、存水量、储能量、水流信息、控制器的耗能进行随机组合，从而得到不同组合条件下蒸发率、光能获取量、水能获取量、自然损耗的结果。

25、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：所述预测包括，获取当前的信息，在所述随机组合中获取与所述当前信息相同的组合，根据当前的水量和储能量的变化率预测下一时刻的数据变化；

26、在完成预测后，对预测结果进行获取和计算，得到储能量和水量的预测结果；

27、所述预测的储能量＝原始储能量+光能获取量+水能获取量-自然损耗-控制器的耗能；

28、所述预测的水量＝存水量-蒸发率×时间-水流量；

29、设定步长t，以每个时间步长的数据信息的平均值表示每个时间步长中的实际数据；并以每个时间步长t为节点重新预测下一个步长后的预测结果；从而得到t到nt的预测结果，其中n为预测的步长数量；

30、设定n的初始值为100，若100t的预测结果与100t的时间后的实际数据相差小于10％，则增加1个步长的初始值n，进行下一次预测，直到预测结果与实际数据相差超过10％停止增加预测的步长数量。

31、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：根据历史记录中季周期、月周期、7日周期的数据波动，获取季周期、月周期的储能量的最大值和最小值、水量的最大值和最小值；

32、在预测结果超过所述储能量的最大值和最小值、所述水量的最大值和最小值，则发出异常预警并对季周期和月周期的预警信息设置不同预警信号进行区分；

33、当操作人员需求储能为主时，将储能量变化率的历史记录中月周期的波动最大值作为调节的目标极限，操作人员能够选择需要的储能量变化率；当操作人员需求蓄水或排水为主时，将水量变化率的历史记录月周期的波动最大值作为调节的目标极限，操作人员能够选择需要的水量变化率；控制模块根据操作人员选择的需求，对控制器进行变速控制的模拟，并根据对控制器的模拟预测变速控制后的数据，若达到所述需求，则将模拟的变速器的控制数据作为指令，对控制器进行变速控制；若无法达到所述需求，则以变化率最接近所述需求的控制数据作为指令，对控制器进行变速控制；

34、若操作人员没有选择需求，则调取与当前数据信息条件最相近的历史记录中的操作行为作为控制指令对控制器进行变速控制；

35、若操作人员对所述变速控制进行调整，则记录调整结果，在相同的季周期、月周期、7日周期内当对相同数据信息输出调整前的控制指令时，对所述变速控制直接进行调整；

36、所述数据信息包括，所述光照强度、所述存水量、所述储能量、所述水流信息、所述控制器的耗能。

37、作为本发明所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法的一种优选方案，其中：所述季周期包括，将每三个相邻月份作为一个周期，共12个周期，以季周期中间月份为当前月份的季周期作为当前季周期；

38、所述7日周期包括，在所述当前季周期中选择连续4天的所述数据信息与历史记录中前3天信息加当天数据信息匹配度最高的日期作为当前7日周期的中间日期，所述中间日期的向前3天和向后3天的时间段作为当前7日周期；

39、所述月周期包括，将每30个相邻的日期作为一个月周期，将月周期的第12—18个日期为所述当前7日周期作为月周期作为当前月周期。

40、一种采用如本发明任一所述方法的光伏组件直流输出接入变速水电控制系统，其特征在于：

41、采集单元，采集光伏组件的光照信息和水量及水流信息；获取历史控制数据，分析历史数据之间的关联关系；

42、分析单元，根据采集到的信息和历史数据，对水流、光照、储能进行评估，并对水流状态进行预测；

43、控制单元，根据对控制器的操作需求，执行对控制器的控制。

44、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

45、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

46、本发明的有益效果：本发明提供的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法通过实时采集和历史数据分析，实现了快速、准确的响应，确保电网供电稳定。结合多时间周期的数据波动分析，提供了灵活、高效的控制策略。当预测结果超出预期时，能够及时发出预警并自动调整，减少了对操作人员的依赖。此外，本发明实现了光伏和水电的协同控制，充分发挥了两者的优势，提高了资源利用率，实现了节能和环保。总体上，本发明提高了控制效率，为绿色、可持续的能源供应提供了坚实基础。

技术特征：

1.一种光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：所述光照信息包括，通过光伏组件直流输出接入变速水电装置而获取到的光照的曲线，用于记录光照强度和光照时长信息；

3.如权利要求2所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：所述评估包括，根据历史记录中的光照强度、存水量和蒸发率进行关系评估；根据历史记录中的储能量、水流信息、光照强度、光能获取量和水能获取量进行关系评估；根据历史记录中的储能量、控制器的耗能、自然损耗的关系进行评估。

4.如权利要求3所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：所述评估还包括，通过对多组历史记录中光照强度和存水量的变量分析，通过对历史数据的拟合，得到每个光照强度下，存水量和蒸发率的关系并建立线性关系：

5.如权利要求4所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：所述预测包括，获取当前的信息，在所述随机组合中获取与所述当前信息相同的组合，根据当前的水量和储能量的变化率预测下一时刻的数据变化；

6.如权利要求5所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：根据历史记录中季周期、月周期、7日周期的数据波动，获取季周期、月周期的储能量的最大值和最小值、水量的最大值和最小值；

7.如权利要求6所述的光伏组件直流输出接入变速水电控制方法，其特征在于：所述季周期包括，将每三个相邻月份作为一个周期，共12个周期，以季周期中间月份为当前月份的季周期作为当前季周期；

8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的光伏组件直流输出接入变速水电控制系统，其特征在于：

9.一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种光伏组件直流输出接入变速水电控制方法及系统，包括：采集光伏组件的光照信息、储能量、控制器的耗能和水量及水流信息；获取历史控制数据，分析历史数据之间的关联关系；根据采集到的信息和历史数据，对水流、光照、储能进行评估，并对水流状态进行预测；根据对控制器的操作需求，执行对控制器的控制。结合多时间周期的数据波动分析，提供了灵活、高效的控制策略。实现了光伏和水电的协同控制，充分发挥了两者的优势，提高了资源利用率，实现了节能和环保。总体上，本发明提高了控制效率，为绿色、可持续的能源供应提供了坚实基础。

技术研发人员：叶应彬,雍敏,廖永强,叶应前,黄第荣
受保护的技术使用者：广州粤联科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23