一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于智能家居的能量控制方法，对于居住在实行了峰谷电价政策的地区并且配备了智能家居系统的居民用户，在电价谷时段增加用电量用于蓄电池充电，在电价峰时段利用蓄电池辅助新能源发电，满足用户负载需求的同时将余电上网，所述新能源为太阳能，发电方式为光伏发电，在光伏发电装置中加入蓄电池组成光储发电系统。综合考虑光照条件、负载情况、蓄电池充放电情况和峰谷电价因素，提出更加经济的谷价蓄电方法。本发明专利技术切换条件简单，应用方式多样，具有更高的经济性。

An energy control method for smart home photovoltaic power generation system

The invention provides an energy control method for smart home. For resident users who live in areas where the peak and valley electricity price policy is implemented and equipped with smart home system, the energy consumption is increased for battery charging during the valley period of electricity price, and the battery is used to assist new energy generation during the peak period of electricity price to meet the negative demand of users. The new energy is solar energy, and the power generation mode is photovoltaic power generation. A storage battery is added to the photovoltaic power generation device to form a photostorage power generation system. Considering illumination, load, battery charge and discharge and peak-valley price, a more economical method of valley-price storage is proposed. The invention has simple switching conditions, various application modes and higher economic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法
本专利技术涉及一种智能家居的能量控制领域，尤其是一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法。
技术介绍
据国家能源局发布数据显示，2017年光伏发电新增装机5306万千瓦，居可再生能源之首，远超风电(1503万千瓦)、水电(900万千瓦)、生物质发电(274万千瓦)，彰显了光伏产业在其中发挥的重要作用。为鼓励光伏产业的健康有效发展，国家颁布了一系列扶持政策，市场前景广阔。随着可再生能源的兴起，光伏发电技术不断成熟，其应用方式越来越丰富。如何充分利用太阳能，制定高效的能量控制方法值得关注。能量控制方法是指运行在能量管理系统(EMS)上的方法，以最小的成本保证供电安全性以及用电经济性。其影响因素来自各个方面，供电侧的光伏功率、电价，蓄电池储能，转换效率，需求侧的负荷等。经检索，公开号为102403930A(CN102403930B授权)的中国专利申请，该专利技术提供了一种独立式光伏发电系统及容量优化方法。其独立式光伏发电系统包括光伏分系统、蓄电池分系统、负载和控制中心。在该专利技术中，能量控制方法的目的是协调发电系统的各个部件，在满足用户负载日常需求的同时实现全年的能源供需平衡。通过气象数据和负载数据对发电系统中的各元件的容量进行优化，确定能够实现全年能源供需平衡的系统容量最佳配置。该方法适用于使用单种和多种能源存储设备的光伏发电系统容量优化，用户可按需进行配置。公开号为103545847A的中国专利申请，该专利技术涉及一种太阳能光伏发电的能量管理系统,其包括三种模式：独立运行、并网运行和系统关闭，分为光伏控制子系统，电池管理子系统。通过对逆变器和蓄电池的充放电控制，实现向电网提供更多的电能、负荷侧电能质量提高、UPS、无功功率补偿、谐波抑制、为电网提供电压和频率支持等功能。电池管理子系统充电时包括恒流充电和恒压充电两种模式，放电时则维持直流母线电压等于光伏最大功率跟踪电压不变，当光伏发电少于设定值且电池无电时，则系统关闭。与公开号为102403930A和103545847A的中国专利申请相比，首先：本专利技术提出的适用于智能家居光储发电系统的能量控制方法不仅能够使太阳能利用率更高，并且提高了经济性；其次，专利102403930A和103545847A中提出的控制策略主要目的在于保证系统的稳定运行特性，提高系统可靠性，而本专利技术是充分利用时间因素，在系统可靠运行的基础上，通过合理安排系统运行方式及时段，提高经济性。最后，本专利技术提出的能量控制方法不仅考虑了光伏上网的售电方式，还创新性地提出了设立快速充电桩方式售电来进一步提高利润。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，使用户经济效益最大化，本专利技术充分利用时间因素，综合考虑光照条件、负载情况、蓄电池充放电情况和峰谷电价因素，实现最优化的谷价蓄电。本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，其特征在于：对于居住在实行了峰谷电价政策的地区并且配备了智能家居系统的居民用户，在电价谷时段增加用电量用于蓄电池充电，在电价峰时段利用蓄电池辅助新能源发电，满足用户负载需求的同时将余电上网，所述新能源为太阳能，发电方式为光伏发电，在光伏发电装置中使用蓄电池组成光储发电系统。上述技术方案中，所述蓄电池采用磷酸铁锂电池，容量满足居民用户峰时段用电需求，将电动自行车、新能源汽车的车载电池作为储能装置加入家庭光储发电系统，使得电能应用方式多样化，降低蓄电池投资成本。上述技术方案中，所述光储发电系统包括三种运行工况，具体包括：并网运行，能量由光伏流向负载和电网；孤岛运行，能量由蓄电池流向负载；并网运行，能量由电网流向蓄电池和负载。上述技术方案中，所述智能家居光储发电系统应包括中央控制单元、电压及电流采样单元、定时控制单元，所述定时控制单元记录时间变化以及判断峰谷时段，所述中央控制单元根据特定算法预测光伏发电功率随时间变化的曲线，记录负载使用数据，根据数据合理安排第二天负载的运行时段，使其匹配光伏发电预测曲线，从而减小蓄电池放电深度，延长电池使用寿命；所述电压及电流反馈信号判断光伏发电功率和负载功率的大小关系，作为工况切换的条件。上述技术方案中，所述居民用户的居住地区晚上10点到次日早上6点执行谷价，早上6点到晚上10点执行峰价；光伏补贴按照自发自用余电上网执行，包括当地燃煤标杆上网电价，国家补贴和地区补贴，其中地区补贴执行5年，国家补贴执行20年；销售电价及补贴作为工况切换的条件。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术提出的控制方法在考虑时间因素后，供电的优先级不再为光伏、电池、电网，而是在电价低谷时段主动选择由电网供电，即电池的荷电状态不再列为工况转换的依据，可以避免电池过量放电，有利于延长电池的使用寿命。同时，减少了一种工况，使控制系统更加简洁。这种能量控制方法工况明确，切换条件简单，充分发挥了蓄电池的储能作用，应用方式多样，经济性高。记录使用数据，能够个性化地匹配用户的使用习惯，增强智能家居的舒适度及体验感。适当充放电对电池起到养护作用，也减小了对电网的冲击，起到削峰填谷的均衡作用。附图说明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，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术中光储发电系统结构；图2是本专利技术所提出的能量控制方法执行的流程图；图3是本专利技术所提出的能量控制方法的工况切换图；图4是五年内光伏发电系统、传统光储发电系统和采用本专利技术提出的能量控制方法的光储发电系统的日利润对比图；图5是五年后光伏发电系统、传统光储发电系统和采用本专利技术提出的能量控制方法的光储发电系统的日利润对比图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。图1为光储发电系统结构。如图所示，光伏系统由光伏组件、蓄电池、负载、双向变换器等组成，同时与电网有交互。组件可构成多种运行方式。本专利技术的一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，对于居住在实行了峰谷电价政策的地区并且配备了智能家居系统的居民用户，在电价谷时段增加用电量用于蓄电池充电，在电价峰时段利用蓄电池辅助新能源发电，满足用户负载需求的同时将余电上网，所述新能源为太阳能，发电方式为光伏发电，在光伏发电装置中使用蓄电池组成光储发电系统。蓄电池采用磷酸铁锂电池，容量满足居民用户峰时段用电需求，将电动自行车、新能源汽车的车载电池作为储能装置加入家庭光储发电系统，使得电能应用方式多样化，降低蓄电池投资成本。智能家居光储发电系统应包括中央控制单元、电压及电流采样单元、定时控制单元，所述中央控制单元根据特定算法预测光伏发电功率随时间变化的曲线，记录负载使用数据，根据数据合理安排第二天负载的运行时段，使其匹配光伏发电预测曲线，从而减小蓄电池放电深度，延长电池使用寿命；所述电压及电流反馈信号判断光伏发电功率和负载功率的大小关系，作为工况切换的条件，负载如洗衣机、洗碗机、电热水器等。居民用户的居住地区晚上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，其特征在于：对于居住在实行了峰谷电价政策的地区并且配备了智能家居系统的居民用户，在电价谷时段增加用电量用于蓄电池充电，在电价峰时段利用蓄电池辅助新能源发电，满足用户负载需求的同时将余电上网，所述新能源为太阳能，发电方式为光伏发电，在光伏发电装置中使用蓄电池组成光储发电系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，其特征在于：对于居住在实行了峰谷电价政策的地区并且配备了智能家居系统的居民用户，在电价谷时段增加用电量用于蓄电池充电，在电价峰时段利用蓄电池辅助新能源发电，满足用户负载需求的同时将余电上网，所述新能源为太阳能，发电方式为光伏发电，在光伏发电装置中使用蓄电池组成光储发电系统。2.根据权利要求1所述的一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，其特征在于：所述蓄电池采用磷酸铁锂电池，容量满足居民用户峰时段用电需求，将电动自行车、新能源汽车的车载电池作为储能装置加入家庭光储发电系统，使得电能应用方式多样化，降低蓄电池投资成本。3.根据权利要求1所述的一种用于智能家居光储发电系统的能量控制方法，其特征在于：所述光储发电系统包括三种运行工况，具体包括：并网运行，能量由光伏流向负载和电网；孤岛运行，能量由蓄电池流向负载；并网运行，能量由电网流向蓄电池和...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟诗涵，曾武，杨睿贤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31