一种微电网混合控制系统的控制方法、装置及计算机设备与流程

    技术2025-01-22  59


    本发明涉及微电网智能,具体涉及一种微电网混合控制系统的控制方法、装置及计算机设备。


    背景技术:

    1、微电网是一种由微电源、负荷、储能模块和控制模块等构成的系统, 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。微电网的开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。

    2、相关技术中,微电网在不同能源切换过程中,无法保证电网安全性和智能性,并且不支持柴油发电能源与市电能源的智能切换。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供了一种微电网混合控制系统的控制方法、装置及计算机设备,以解决微电网在不同能源切换过程中,无法保证电网安全性和智能性,并且不支持柴油发电能源与市电能源的智能切换的问题。

    2、第一方面,本发明提供了一种微电网混合控制系统的控制方法,该方法,包括:

    3、若监测到第一切换开关的市电断开信号,获取储能电池的当前剩余电量、储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率、储能变流器的有功功率;

    4、若储能电池的当前剩余电量小于或等于第一预设阈值时,通过第一切换开关从市电供电模式切换至柴油发电机供电模式;

    5、基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略;

    6、若监测到第一切换开关的市电恢复信号,通过第一切换开关从柴油发电机供电模式切换至市电供电模式;

    7、基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、储能变流器的有功功率,生成基于市电供电模式的第二供电控制策略。

    8、本公开实施例加入柴油发电机发电控制,通过在柴油发电机供电模式下生成第一供电控制策略,能够实现在市电断电时,通过柴油发电机、光伏发电板、储能电池对目标负载的混合供电,同时又能在市电来电后,切换至市电供电模式,生成第二供电控制策略,因此,本发明能够保证市电和柴油发电机的灵活切换,既安全又智能。

    9、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,包括:

    10、若储能电池的当前剩余电量大于第二预设阈值且小于或等于第一预设阈值时,执行如下第一控制过程:

    11、若储能变流器的当前输出功率大于目标负载的用电功率且光伏发电板的当前发电功率大于或等于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于目标负载的用电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率对目标负载供电;

    12、将光伏发电板对目标负载供电的多余电量给储能电池充电;

    13、若储能变流器的当前输出功率大于目标负载的用电功率且光伏发电板的当前发电功率小于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于目标负载的用电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率对目标负载供电;

    14、将光伏发电板对目标负载供电的不足电量由储能电池再对目标负载供电;

    15、若储能变流器的当前输出功率小于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于储能变流器的最大允许输出功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率。

    16、本公开实施例通过在柴油发电机供电模式下且储能电池的当前剩余电量满足时执行第一控制过程,也即在柴油发电机供电模式下生成第一供电策略,且能够实现在柴油发电机切断时,通过柴油发电机、光伏发电板、储能电池对目标负载的混合供电,并且既安全又智能。

    17、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    18、若储能电池的当前剩余电量小于或等于第二预设阈值时,执行如下第二控制过程:

    19、若储能变流器的当前输出功率大于或等于目标负载的用电功率且光伏发电板的当前发电功率大于或等于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于目标负载的用电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率对目标负载供电;

    20、将光伏发电板对目标负载供电的多余电量给储能电池充电;

    21、若储能变流器的当前输出功率大于或等于目标负载的用电功率且光伏发电板的当前输出功率小于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率;

    22、将光伏发电板对目标负载的多余电量给储能电池充电;

    23、若储能变流器的当前输出功率大于或等于目标负载的用电功率且光伏发电板无可用电量时,控制储能变流器待机,且控制dcdc变换器进入停机模式;

    24、若储能变流器的当前输出功率小于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许功率对目标负载供电。

    25、本公开实施例通过在柴油发电机供电模式下且储能电池的当前剩余电量满足时执行第二控制过程,也即在柴油发电机供电模式下生成第一供电策略,且能够实现在柴油发电机切断时,由于在时,储能电池电量不充足,储能电池不对目标负载供电,通过柴油发电机、光伏发电板对目标负载的混合供电,并且既安全又智能。

    26、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    27、若储能电池的当前剩余电量小于或等于第三预设阈值时,控制储能变流器关机,以停止通过储能变流器对目标负载供电,第三预设阈值小于第二预设阈值。

    28、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在柴油发电机供电模式下,当储能电池电量不足时,能够保证光伏发电板单独对储能电池单独充电。

    29、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    30、在柴油发电机供电模式下,当存在光伏发电板同时对目标负载供电时,若储能电池的当前剩余电量从第一预设阈值升高至第四预设阈值时,控制dcdc变换器关闭直到储能电池的当前剩余电量小于或等于第五预设阈值时启动dcdc变换器。

    31、本公开实施例中通过在柴油发电机供电模式下生成针对储能电池的当前剩余电量soc的不断抬升时执行禁充保护的第一供电策略,能够实现在市电断电时,通过柴油发电机、光伏发电板、储能电池对目标负载的混合供电过程中,最终不但确保储能电池的安全性又可以实现目标负载供电的智能性。

    32、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、储能变流器的有功功率,生成基于市电供电模式的第二供电控制策略,包括:

    33、若储能电池的当前剩余电量小于或等于第六预设阈值时,执行如下第三控制过程:

    34、若光伏发电板的当前发电功率大于储能电池的当前充电功率时,按照储能变流器的有功功率等于光伏发电板的余电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许输出功率对储能电池充电,并在储能电池的单体最大电压达到预设电压时禁充;

    35、若光伏发电板的当前发电功率等于储能电池的当前充电功率时,控制储能变流器待机,通过光伏发电板给储能电池充电,同时按照dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许输出功率对储能电池充电,并在储能电池的单体最大电压达到预设电压时禁充;

    36、若光伏发电板的当前发电功率小于储能电池的当前充电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于储能电池的剩余充电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许输出功率对储能电池充电,并在储能电池的单体最大电压达到预设电压时禁充;

    37、若光伏发电板无可用电量时,将通过市电对储能电池进行充电,同时控制储能变流器按照满功率对储能电池充电,以及控制dcdc变换器关闭。

    38、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在市电供电模式下且时生成优先通过光伏发电板对储能电池充电的第二供电控制策略,再通过市电对储能电池充电,以达到节约市电,同时又确保储能电池充电的安全性。

    39、在一种可选的实施方式中,基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、储能变流器的有功功率,生成基于市电供电模式的第二供电控制策略,还包括:

    40、若储能电池的当前剩余电量在第六预设阈值与第七预设阈值之间时,判断储能电池是否被触发至充电状态;

    41、若储能电池被触发至充电状态,且储能电池的当前剩余电量小于或等于第六预设阈值时,按照第三控制过程执行动作;

    42、若储能电池未被触发至充电状态,控制储能电池按照第七预设阈值对应的第四控制过程执行动作,第七预设阈值为储能电池的满载电量。

    43、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在市电供电模式下且时判断储能电池是否被触发充电状态,实现对储能电池的灵活充电,又能确保储能电池充电的安全性。

    44、在一种可选的实施方式中,若储能电池的当前剩余电量等于第七预设阈值时,执行如下第四控制过程;

    45、若光伏发电板的当前发电功率大于或等于目标负载的用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于目标负载的用电功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于目标负载的用电功率对目标负载供电;

    46、若光伏发电板的当前发电功率小于目标负载用电功率时,按照储能变流器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许输出功率,以及dcdc变换器的当前输出功率等于光伏发电板的最大允许输出功率对目标负载供电,对目标负载供电不足的部分由市电供电。

    47、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在市电供电模式下且时,在储能电池处于充电状态,按照对应的控制过程

    48、对储能电池充电,能够确保储能电池充电的安全性。

    49、在一种可选的实施方式中,本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,还包括:

    50、在柴油发电机供电模式下,若储能电池的当前剩余电量大于或等于第八预设阈值时,通过第一切换开关从柴油发电机供电模式切换至柴油发电机与市电的双分模式。

    51、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在柴油发电机供电模式下且时,及时关断柴油发电机,为了节省柴油发电机的发电电能同时确保柴油发电机供电的安全性。

    52、在一种可选的实施方式中,本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,还包括:

    53、若监测到第一切换开关的市电断开信号,且储能电池的当前剩余电量大于第一预设阈值且小于第七预设阈值时,通过第二切换开关控制储能变流器进入离网模式,并实时监测储能电池的当前剩余电量,第七预设阈值为储能电池的满载电量。

    54、本公开实施例中的微电网混合控制系统的控制方法,在电网断电后,时,通过第二切换开关安全进入离网模式,同时,实时监测储能电池当前剩余电量以实现对微电网混合控制系统的智能控制。

    55、第二方面,本发明提供了一种微电网混合控制系统的控制装置,用于微电网混合控制系统,该装置,包括:

    56、数据获取模块,用于若监测到第一切换开关的市电断开信号,获取储能电池的当前剩余电量、储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、储能变流器的有功功率;

    57、第一切换模块,用于若储能电池的当前剩余电量小于或等于第一预设阈值时,通过第一切换开关从市电供电模式切换至柴油发电机供电模式;

    58、第一生成模块,用于基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率,生成基于柴油发电机供电模式的第一供电控制策略;

    59、第二切换模块,用于若监测到第一切换开关的市电恢复信号,通过第一切换开关从柴油发电机供电模式切换至市电供电模式;

    60、第二生成模块,用于基于储能变流器的当前输出功率、目标负载的用电功率、光伏发电板的当前发电功率、储能电池的当前充电功率、dcdc变换器的当前输出功率、光伏发电板的最大允许功率、储能变流器的有功功率,生成基于市电供电模式的第二供电控制策略。

    61、根据第三方面,本公开实施例提供一种微电网混合控制系统,包括:

    62、目标负载,用于产生供电负荷;

    63、储能电池,用于对目标负载供电;

    64、光伏发电板,用于对目标负载和/或储能电池供电;

    65、dcdc变换器,用于对光伏发电板的直流输出电压进行直流变换;

    66、储能变流器,用于将经过dcdc变换器进行直流变换后的直流输出电压转换为交流输出电压;

    67、市电,用于对目标负载提供电能;

    68、柴油发电机,用于对目标负载提供电能;

    69、第一切换开关,用于从市电供电模式切换至柴油发电模式,或,

    70、从储能变流器切换至市电供电模式;

    71、第二切换开关,用于从储能变流器的离网模式切换至并网模式,或,从储能变流器的并网模式切换至离网模式;

    72、储能管理设备,与目标负载、光伏发电板、dcdc变换器、储能变流器、市电、柴油发电机、第一切换开关、第二切换开关、储能电池建立通信连接,用于执行第一方面或第一方面任一实施方式中的微电网混合控制系统的控制方法。

    73、第四方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,存储器和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机指令,处理器通过执行计算机指令,从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的微电网混合控制方法。

    74、第五方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的微电网混合控制方法。

    75、第六方面,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的微电网混合控制方法。


    技术特征:

    1.一种微电网混合控制系统的控制方法,其特征在于,用于微电网混合控制系统,所述方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于所述柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于所述柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于所述柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、dcdc变换器的最大允许功率,生成基于所述柴油发电机供电模式的第一供电控制策略,还包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述储能电池的当前充电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、所述储能变流器的有功功率,生成基于所述市电供电模式的第二供电控制策略,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,基于所述储能变流器的当前输出功率、所述目标负载的用电功率、所述光伏发电板的当前发电功率、所述储能电池的当前充电功率、所述dcdc变换器的当前输出功率、所述光伏发电板的最大允许功率、所述储能变流器的有功功率,生成基于所述市电供电模式的第二供电控制策略,还包括:

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,若所述储能电池的当前剩余电量等于第七预设阈值时,执行如下所述第四控制过程;

    9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:

    11.一种微电网混合控制系统的控制装置,其特征在于,用于微电网混合控制系统,所述装置,包括:

    12.一种微电网混合控制系统,其特征在于,包括:

    13.一种计算机设备,其特征在于,包括:

    14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至10中任一项所述的微电网混合控制系统的控制方法。

    15.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至10中任一项所述的微电网混合控制系统的控制方法。


    技术总结
    本发明涉及微电网智能技术领域,公开了一种微电网混合控制系统的控制方法、装置及计算机设备,本发明加入柴油发电机发电控制,通过在柴油发电机供电模式下生成第一供电控制策略,能够实现在市电断电时,通过柴油发电机、光伏发电板、储能电池对目标负载的混合供电,同时又能在市电来电后,切换至市电供电模式,生成第二供电控制策略,因此,本发明能够保证市电和柴油发电机的灵活切换,既安全又智能。

    技术研发人员:杨新,吴俊超,汪盼盼,黄联策
    受保护的技术使用者:浙江时代兰普新能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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