一种基于山地城市的利用发电量实现压力控制的系统的制作方法

1.本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于山地城市的利用发电量实现压力控制的系统。


背景技术：

2.电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。山地，是指海拔在500米以上的高地，起伏很大，坡度陡峻，沟谷幽深，一般多呈脉状分布。
3.现有的技术中，在山地发电系统中，会利用山地的地形以及山地的自然资源优势进行发电，通常山地城市的新能源发电通常采用太阳能发电、风力发电以及水利发电，水利发电主要和降雨量和地势有关，但是由于山地地形的特殊原因，山地城市一般分布在山地的河谷两侧，河谷地带的地势也较为平缓，适合建造城市，因此山顶和山腰处的大面积范围可用于发电设备的搭建，但是在这类输电系统中，发电区域距离核心用电区域的距离较远，因此对于输电电压的要求也较高，现有的山地的电力系统中的输电电压是额定设置的，这种方式能够使输电保持稳定，不需要人工后期调节，但是在风力和太阳能充足的时间段内，所产出的发电量较大，此时采用原先的电压进行输送不能达到最大电流的输送，会造成发电量的浪费，不能有效的利用产出的电量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于山地城市的利用发电量实现压力控制的系统，管控子系统通过根据太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量，能够调整输变电子系统的输送电压，从而提高发电量的输送效率，以解决现有的山地城市中发电量的传输效率较低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于山地城市的利用发电量实现压力控制的系统，包括：
6.发电子系统，所述发电子系统包括太阳能发电模块以及风力发电模块，所述太阳能发电模块用于通过太阳能进行发电，所述太阳能发电模块成梯度设置在山地阳面的不同高度上，所述风力发电模块用于通过风力进行发电，所述风力发电模块成梯度设置在山地阳面和阴面的不同高度上；
7.输变电子系统，所述输变电子系统用于将发电子系统输出的电量传输至用电端；
8.管控子系统，所述管控子系统用于根据发电子系统产出的发电量控制输变电子系统的输送电压；
9.所述输变电子系统包括若干级输变电模块，若干输变电模块分别设置在山地的不
同高度上，若干输变电模块分别用于不同高数的太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量进行输送；
10.所述管控子系统还包括根据不同高度的太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量调节对应高度上的输变电模块的输送电压。
11.进一步地，所述输变电模块包括压力变送器、逆变器以及输电线路，所述太阳能发电模块和风力发电模块分别与逆变器电连接，所述逆变器与压力变送器电连接，所述压力变送器与输电线路电连接；
12.所述管控子系统包括存储模块、处理模块以及控制模块，所述存储模块存储有压力变送器的压力变送范围、逆变器的最大承载电压和最大输出电流、输电线路的线径和长度以及电网额定电压和范围；
13.所述处理模块配置有第一算法，所述第一算法用于根据太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量、逆变器的最大承载电压和最大输出电流、输电线路的线径和长度以及电网额定电压和范围进行计算得到压力变送器的输送电压；
14.所述控制模块用于将压力变送器的输出电压调整至与处理模块处理得到的输送电压保持一致。
15.进一步地，所述第一算法配置为：
[0016][0017]
其中，vs为输送电压，vnmax为逆变器的最大承载电压，inmax为逆变器的最大输出电流，df为太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量，xj为输电线路的线径，xc为输电线路的长度，ve为电网额定电压，vemax为电网额定电压的最大范围，vemin为电网额定电压的最小范围，a1至a4分别为第一至第四转换系数。
[0018]
进一步地，所述管控子系统还包括配置模块以及监控模块，所述监控模块用于分别监控不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的月发电量；
[0019]
所述存储模块还存储有不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的输电距离；
[0020]
所述配置模块配置有第二算法，所述第二算法用于根据不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的月发电量以及输电距离计算得到第一配置电压。
[0021]
进一步地，所述第二算法配置为：v
pd
＝k1×
d
nf
k2s，其中，vpd为第一配置电压，dnf为太阳能发电模块和风力发电模块的月发电量，s为输电距离，k1为第一比例系数，k2为第二比例系数。
[0022]
进一步地，所述配置模块还配置有第三算法，所述第三算法用于根据第一配置电压和不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的输电距离计算得到输电线路的第一配置线径。
[0023]
进一步地，所述第三算法配置为：x
jp
＝k3×
d
nf
k4s，其中，xjp为第一配置线径，k3为第三比例系数，k4为第四比例系数。
[0024]
进一步地，所述存储模块还存储有不同规格的压力变送器、逆变器以及输电线路的最大输电量、成本和折旧损耗，所述存储模块还存储有电量的效益值；
[0025]
所述配置模块还配置有第四算法，所述第四算法用于根据不同规格的压力变送器、逆变器以及输电线路的最大输电量、成本和折旧损耗以及电量的效益值分别计算得到若干配置值；
[0026]
所述配置模块还包括配置策略，所述配置策略包括选用最高配置值对应的压力变送器、逆变器以及输电线路的规格配置为该输变电模块的选用设备。
[0027]
进一步地，所述第四算法配置为：
[0028]
其中，pz为配置值，dy为压力变送器的最大输电量，dn为逆变器的最大输电量，dx为输电线路的最大输电量，dxy为电量的效益值，cy为压力变送器的成本，cn为逆变器的成本，cx为输电线路的成本，zy为压力变送器的折旧损耗，zn为逆变器的折旧损耗，zx为输电线路的折旧损耗，b1为第一占比，b2为第二占比。
[0029]
本发明的有益效果：本发明的输变电子系统包括若干级输变电模块，若干输变电模块分别设置在山地的不同高度上，若干输变电模块分别用于不同高数的太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量进行输送，管控子系统还包括根据不同高度的太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量调节对应高度上的输变电模块的输送电压，因此对于不同产出发电量的区域采用不同的输送电压，能够保证产出的发电量得到合理充分的利用，提高发电量的传输效率。
[0030]
本发明输变电模块包括压力变送器、逆变器以及输电线路，管控子系统包括存储模块、处理模块以及控制模块，所述存储模块存储有压力变送器的压力变送范围、逆变器的最大承载电压和最大输出电流、输电线路的线径和长度以及电网额定电压和范围，处理模块配置有第一算法，所述第一算法用于根据太阳能发电模块和风力发电模块产出的发电量、逆变器的最大承载电压和最大输出电流、输电线路的线径和长度以及电网额定电压和范围进行计算得到压力变送器的输送电压，通过控制模块能够将压力变送器的输出电压调整至与处理模块处理得到的输送电压保持一致，从而实现对不同区域内的输变电模块的输送电压进行独立调节。
[0031]
本发明的管控子系统还包括配置模块以及监控模块，所述监控模块用于分别监控不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的月发电量；所述存储模块还存储有不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的输电距离；所述配置模块配置有第二算法，所述第二算法用于根据不同高度上的太阳能发电模块和风力发电模块的月发电量以及输电距离计算得到第一配置电压，通过计算得到第一配置电压，能够为不同区域匹配不同规格的压力变送器、逆变器以及输电线路，从而匹配不同区域内的发电量的输送需求，提高发电量传输的有效性和合理性。
附图说明
[0032]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0033]
图1为本发明的实施例一的原理框图；
[0034]
图2为本发明的实施例二中管控子系统的原理框图。
[0035]
图中：1、发电子系统；11、太阳能发电模块；12、风力发电模块；2、输变电子系统；21、压力变送器；22、逆变器；23、输电线路；3、管控子系统；31、存储模块；32、处理模块；33、控制模块；34、配置模块；35、监控模块；4、用电端。
具体实施方式
[0036]
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0037]
实施例一，请参阅图1，一种基于山地城市的利用发电量实现压力控制的系统，包括：
[0038]
发电子系统1，所述发电子系统1包括太阳能发电模块11以及风力发电模块12，所述太阳能发电模块11用于通过太阳能进行发电，所述太阳能发电模块11成梯度设置在山地阳面的不同高度上，所述风力发电模块12用于通过风力进行发电，所述风力发电模块12成梯度设置在山地阳面和阴面的不同高度上。一般来说，在山地中，随着高度的增加，风力条件和光照条件都会随之增加，但是山地城市的建造思路却与之相反，一般城市的密集程度集中在山脚的山谷和河谷中，因此发电量的产出与输送距离成为输送过程的关键，对于发电量的产出，调整输送的电压也是必须的。
[0039]
输变电子系统2，所述输变电子系统2用于将发电子系统1输出的电量传输至用电端4，一般来说，电流的输送过程中会采用一个额定的输送电压，这样可以统一配置统一规格的设备，方便安装和投入使用，维修过程中也能减少设备配置过程的时间。
[0040]
管控子系统3，所述管控子系统3用于根据发电子系统1产出的发电量控制输变电子系统2的输送电压，输变电子系统2中的设备通常的运作承载能力都在一定的范围内，提供了一定的可调控的范围。
[0041]
所述输变电子系统2包括若干级输变电模块，若干输变电模块分别设置在山地的不同高度上，若干输变电模块分别用于不同高数的太阳能发电模块11和风力发电模块12产出的发电量进行输送，采用不同的输变电模块，能够分区域对太阳能发电模块11和风力发电模块12进行输送电压的调整，具体的，在实地的安装过程中，如发现某一区域中的发电量产出较大，可独立配置一输变电模块，如在峡谷之间，由于狭管效应，这里的风力条件比较凸出，因此在这一区域可以匹配一些承载能力较大的设备，提高该区域内发电量的输送效率。
[0042]
所述管控子系统3还包括根据不同高度的太阳能发电模块11和风力发电模块12产出的发电量调节对应高度上的输变电模块的输送电压，通过根据不同区域的产出情况定制输送电压，能够提高整体的发电量的输出效率，提高发电量的利用率，防止在局部地区或者局部时间段内产出的发电量较大，导致发电量不能有效传输导致资源浪费的问题。
[0043]
所述输变电模块包括压力变送器21、逆变器22以及输电线路23，所述太阳能发电模块11和风力发电模块12分别与逆变器22电连接，所述逆变器22与压力变送器21电连接，所述压力变送器21与输电线路23电连接，逆变器22与太阳能发电模块11和风力发电模块12直接连接，将电流转化后通过压力变送器21以一定的输送电压输送至输电线路23内，输电线路23与外界的用电端4连接，将产出的发电量进行使用。
[0044]
所述管控子系统3包括存储模块31、处理模块32以及控制模块33，所述存储模块31
存储有压力变送器21的压力变送范围、逆变器22的最大承载电压和最大输出电流、输电线路23的线径和长度以及电网额定电压和范围，通过预先存储输变电子系统2中的设备的最大承载的参数，能够在后续的调整时不超过其中设备的最大承载范围，在最大承载范围内调整至一个最佳的输送电压，以提高发电量的输送效率。
[0045]
所述处理模块32配置有第一算法，所述第一算法用于根据太阳能发电模块11和风力发电模块12产出的发电量、逆变器22的最大承载电压和最大输出电流、输电线路23的线径和长度以及电网额定电压和范围进行计算得到压力变送器21的输送电压，第一算法通用于不同的输变电模块。
[0046]
所述控制模块33用于将压力变送器21的输出电压调整至与处理模块32处理得到的输送电压保持一致，通过对不同的输变电模块中的输送电压进行计算，控制模块33能够对不同输变电模块的输送电压进行独立调整。
[0047]
所述第一算法配置为：
[0048][0049]
其中，vs为输送电压，vnmax为逆变器22的最大承载电压，inmax为逆变器22的最大输出电流，df为太阳能发电模块11和风力发电模块12产出的发电量，xj为输电线路23的线径，xc为输电线路23的长度，ve为电网额定电压，vemax为电网额定电压的最大范围，vemin为电网额定电压的最小范围，a1至a4分别为第一至第四转换系数。
[0050]
实施例二，请参阅图1和图2，所述管控子系统3还包括配置模块34以及监控模块35，所述监控模块35用于分别监控不同高度上的太阳能发电模块11和风力发电模块12的月发电量，通过对不同的太阳能发电模块11和风力发电模块12的发电量进行监控，能够针对发电量的不同匹配不同规格的输变电模块。
[0051]
所述存储模块31还存储有不同高度上的太阳能发电模块11和风力发电模块12的输电距离，输电的距离也会对输送的电压以及输电线路23的路径产生影响。
[0052]
所述配置模块34配置有第二算法，所述第二算法用于根据不同高度上的太阳能发电模块11和风力发电模块12的月发电量以及输电距离计算得到第一配置电压，通过获得第一配置电压，能够为之选配不同规格的输变电模块。
[0053]
所述第二算法配置为：v
pd
＝k1×
d
nf
k2s，其中，vpd为第一配置电压，dnf为太阳能发电模块11和风力发电模块12的月发电量，s为输电距离，k1为第一比例系数，k2为第二比例系数。
[0054]
所述配置模块34还配置有第三算法，所述第三算法用于根据第一配置电压和不同高度上的太阳能发电模块11和风力发电模块12的输电距离计算得到输电线路23的第一配置线径，输电线路23的输送效率和线径成正相关和输送距离成负相关。
[0055]
所述第三算法配置为：x
jp
＝k3×
d
nf
k4s，其中，xjp为第一配置线径，k3为第三比例系数，k4为第四比例系数。
[0056]
所述存储模块31还存储有不同规格的压力变送器21、逆变器22以及输电线路23的最大输电量、成本和折旧损耗，所述存储模块31还存储有电量的效益值，电量的效益值表示为一定单位内电量产生的利润。
[0057]
所述配置模块34还配置有第四算法，所述第四算法用于根据不同规格的压力变送器21、逆变器22以及输电线路23的最大输电量、成本和折旧损耗以及电量的效益值分别计算得到若干配置值。
[0058]
所述配置模块34还包括配置策略，所述配置策略包括选用最高配置值对应的压力变送器21、逆变器22以及输电线路23的规格配置为该输变电模块的选用设备，设置配置策略的目的在于，在进行设备配置时，不仅仅需要考虑设备的配置满足输电需求即可，也需要满足设备的投入成本和最终产出效益之间的关系，在有经济效益的情况下去投入设备才具备实际意义。
[0059]
所述第四算法配置为：
[0060]
其中，pz为配置值，dy为压力变送器21的最大输电量，dn为逆变器22的最大输电量，dx为输电线路23的最大输电量，dxy为电量的效益值，cy为压力变送器21的成本，cn为逆变器22的成本，cx为输电线路23的成本，zy为压力变送器21的折旧损耗，zn为逆变器22的折旧损耗，zx为输电线路23的折旧损耗，b1为第一占比，b2为第二占比。
[0061]
工作原理：太阳能发电模块11和风力发电模块12在进行发电的过程中，管控子系统3能够根据太阳能发电模块11和风力发电模块12产出的发电量进行处理计算，并且结合输变电子系统2中的电力设备的承载能力，在输变电子系统2能够承受的范围内调节输送电压，能够保证发电量能够有效得到传输，提高传输的效率；同时通过对发电量的监控，能够为不同区域内匹配不同规格的输变电子系统2，在保证输电效率的同时，提高输变电子系统2中的设备的有效利用率，从而提高设备配置的合理性，降低成本的投入。
[0062]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。