[发明专利]一种抽水储能自动化控制系统及自动控制方法

权利要求书

1.一种抽水储能自动化控制系统，其特征在于，包括控制器、风机、发电机、水泵、蓄水池，所述控制器控制所述风机的输出功率，并根据负载的功率需求自动控制所述发电机的发电，在控制所述发电机发电时，调整蓄水池的高度，以调整抽水储能的功率输出时间，所述控制器还能够自动控制所述水泵进行泵水，实现抽水蓄能的自动控制；所述控制器控制所述风机输出的风能值具体如下：

将风机对应风速的分为多个间隔区间，则每个间隔区间的中点值为WB_i

其中，i＝1,2,……N,μ为平均风速，σ为风速标准偏差值，N为风速划分的间隔，其中每个步长为风速变化区间为m1为控制器第一调整系数；

求取每个步长的功率为P_i,

其中，N_i为每个步长的运行风速数据，N_t为运行风速的总数据；m2为控制器第二调整系数；

其中，A、B、C为常数，V_ci为初始值电压时风机切入对应的风速，V_r为额定电压对应的风速时，V_co为风机切除时电压对应的风速时，P_r为风机的额定输出功率；

所述控制器控制m1进行所述风机输出风速间隔区间的风速调节，以便调节风机的输出功率，当风速改变超过阈值时，所述控制器控制m2进行功率调节步长的改变，ε1为步长选择因子，通过所述控制器根据外部风力以及抽水需求进行选择；所述蓄水池包括上部蓄水池、下部蓄水池，所述发电机、水泵设置在上部蓄水池、下部蓄水池之间，当上部蓄水池低于第一高度阈值时，向所述控制器发送第一抽水信号，所述控制器接收到所述第一抽水信号后，检测当前风机的输出功率是否大于负载的需求功率，如果否，则增大所述m1,当上部蓄水池低于第二高度阈值时，向所述控制器发送第二抽水信号，所述控制器接收到所述第二抽水信号后，检测当前风机的输出功率是否大于负载的需求功率，如果否，则增大所述m1并同时调节所述m2；

如果当前风机的输出功率小于负载的需求功率，则无论上部蓄水池是低于第一高度阈值还是低于第二高度阈值，均控制所述上部蓄水池继续向下部蓄水池输送水，驱动所述发电机进行发电；判断当前风机的输出功率与负载的差值，计算风机输出功率的缺额，如果缺额过大，则加大所述ε1的值；所述上部蓄水池包括不同高度的第一上部蓄水池和第二上部蓄水池，第一上部蓄水池放水发电的功率为：

P_T1(t)＝η_cη_Tρgh₁·q_T1(t)

第二上部蓄水池放水发电的功率为：

P_T2(t)＝η_cη_Tρgh₂·q_T2(t)

其中，η_c为发电机连接的变流器的效率，η_T为发电机的效率，ρ为水密度，g为重力常数，q_T1(t)为第一上部蓄水池体积流量，q_T2(t)为第一上部蓄水池体积流量；h₁为第一上部蓄水池高度；h₂为第二上部蓄水池高度；所述第一上部蓄水池为固定高度，即h₁为固定值，所述第二上部蓄水池为可变高度，即h₂为可变值；

则蓄水池的发电的功率为：

P_T(t)＝P_T1(t)+P_T2(t)

所述控制器根据所述风机的输出功率与所述负载的需求功率，控制所述第一上部蓄水池和所述第二上部蓄水池有序打开，并根据预测负载的需求功率值的供应时间，控制所述h₂的改变。

2.如权利要求1所述一种抽水储能自动化控制系统，其特征在于，所述控制器包括高度判断模块、高度调节模块、功率预测模块、控制模块，所述高度判断模块用于判断所述上部蓄水池中的蓄水高度，所述高度调节模块用于接收功率预测模块预测的负载的需求功率值，调节所述第二上部蓄水池的高度，当预测功率时间较长时，则调整h₂降低高度，所述控制模块用于控制风机的发电和发电机、水泵的发电和抽水。