一种光储充微电网控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光储充微网控制方法，光伏发电系统通过DC/DC变换器连接在直流母线上，储能系统通过双向DC/DC连接在直流母线上，配电网通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上，在光储充微电网系统中，微网控制器通过CAN总线与光伏发电系统、储能系统、配电网及充电负荷连接采集微网各单元运行状态和电量信息，其输出控制信号分别作用于DC/DC变换器、双向DC/DC变换器及双向DC/AC变换器。本发明专利技术能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种光储充微电网控制方法
本专利技术涉及光储充微电网控制领域，具体涉及一种光储充微电网控制方法。
技术介绍
为响应“环境友好型、能源节约型”的社会号召，电动汽车应运而生，大力发展，因次，需要建立充电站为电动汽车提高动力来源。目前，建立大中型充电站都需要在周围建配电网，为充电桩提供电能。而用户充电时间具有不确定性，使得配电网不容易管控，可能会给电网调度增加困难，或造成电网电压波动等；同时，充电站电能多来源于化石燃料发电，碳排量并没有明显减少，环境压力依然很大。但是，如果能在电力需求侧增加新能源发电，即光储充微网系统，就能有效缓解上述问题。光储充微网系统主要包括光伏发电系统，光伏并网逆变器，储能系统，储能双向DC/DC变换器，电动汽车充电桩；光伏发电单元作为系统主发电单元，所发电量一部分通过并网逆变器汇入电网，供给充电桩，多余部分经过储能变换器存入储能电池。当光伏出力过剩或者充电车辆较少时，给储能电池充电；当光伏出力不足或者充电负荷增加时，储能电池放电，为负荷提高电量。在光储充微电网中，光伏发电系统作为主要电能来源，电动汽车作为主要负荷，两者均具有随机性和不确定性，为满足充电负荷需求，微电网需要在必要时间内并网运行。但是，微电网并网运行必然给配电网运行带来影响，如何能够既满足充电负荷电量需求，又能够改善配电网运行状况，达到消峰填谷的目的，是光储充微电网控制方面面临的主要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光储充微电网控制方法，以克服现有技术存在的问题，本专利技术能够满足充电站内充电负荷电能需求，同时，减少大型充电站运行对配电网造成的压力，促进附近光伏新能源有效利用，能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种光储充微电网控制方法，采用光储充微网控制装置，所述光储充微网控制装置包括通过DC/DC变换器连接在直流母线上的光伏发电系统、通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上的储能系统、通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上的配电网以及直接连接在直流母线上的充电负荷；光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷连接至微网控制器，微网控制器的输出端连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器；所述微网控制器包括用于实时采集光伏发电系统输出功率的光伏发电功率检测单元、用于实时采集储能系统剩余电量的储能装置SOC检测单元、用于实时采集配电网运行状态和负荷曲线的电网负荷曲线采集单元以及用于实时采集各充电负荷输出功率的充电负荷需求功率检测单元，所述光伏发电功率检测单元、储能装置SOC检测单元、电网负荷曲线采集单元及充电负荷需求功率检测单元的输出端均连接至控制决策器，控制决策器通过输出接口连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器。光储充微网控制方法包括以下步骤：步骤1：向控制决策器输入t时刻的初始参数：光伏发电系统输出功率Ps、储能系统剩余电量Pb、充电负荷需求功率Pl及系统损耗ΔP；步骤2：判断光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量是否能满足充电负荷需求功率，若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量之和大于充电负荷需求功率和系统损耗功率之和，即Ps+Pb>Pl+ΔP，则再判断微网系统是否有光伏输出，即进入步骤3；若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量之和小于等于充电负荷需求功率和系统损耗功率之和，即Ps+Pb≤Pl+ΔP，则向控制决策器输入当前时刻配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，供给充电负荷；若配电网处于负荷高峰时段，则控制充电负荷有序充电，结束；步骤3：若有光伏输出，即微网系统处于白天运行，则再判断储能系统是否满电量，若储能系统没有充满，则给储能系统充电直至充满；若储能系统已满电，则将多余电量供给配电网；若没有光伏输出，即微网系统处于夜晚运行，则向控制决策器输入当前时刻配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，直至储能系统充满；若配电网处于负荷高峰时段，则将系统发出的多余电量供给配电网。进一步地，所述充电负荷为电动汽车充电桩。进一步地，光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷通过CAN总线连接至微网控制器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术作为光储充微电网控制系统，包含信息采集和控制决策，能够控制光储充微电网平滑利用光伏发电输出，使整个光储充微电网具有功率可控性与可调度性，降低配电网负荷峰谷差值，增强配电网安全稳定性和供电质量，在满足充电负荷需求的情况下，减轻配电网运行压力，能够提高光储充微电网运行的稳定性和经济性。本专利技术方法以满足充电负荷需求为前提，以光伏发电电量能够最大化利用为目标，兼顾配电网运行压力和储能系统荷电状态，综合考虑系统各单元工作特性，能够使光储充微电网系统达到较为经济合理的运行状态。本专利技术基本能够满足充电站内充电负荷电能需求，同时，减少大型充电站运行对配电网造成的压力，促进附近光伏新能源有效利用，能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。附图说明图1是一种光储充微电网的拓扑图；图2是本专利技术的微网控制器示意图；图3是本专利技术的光储充微电网控制方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：图1描述了一种光储充微电网的拓扑，光伏发电系统通过DC/DC变换器连接在直流母线上，作为系统主发电单元；储能系统通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上，作为系统储能单元，是调控微网系统功率平衡，调节配电网消峰填谷的主要单元；配电网通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上，一方面在微网功率需求较大时，给微网中充电负荷提供电能，另一方面在配电网自身负荷曲线峰谷期，接纳微网产生的电能，消峰填谷。所述光储充微电网系统中，微网控制器通过CAN总线与光伏发电系统、储能系统、配电网及充电负荷连接，用于采集微网各单元运行状态和电量信息，其输出控制信号分别作用于DC/DC变换器、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变换器，所述光储充微电网中主要充电负荷为电动汽车充电负荷。图2是本专利技术的微网控制器，包括光伏发电功率检测单元，储能装置SOC检测单元，充电负荷需求功率检测单元，电网负荷曲线采集单元和控制决策器。其中光伏发电功率检测单元实时采集光伏发电系统输出功率，反馈给控制决策器。储能装置SOC检测单元实时采集储能系统剩余电量，反馈给控制决策器。充电负荷需求功率检测单元实时采集各充电负荷(充电桩)输出功率，确定充电负荷需求，反馈给控制决策器。电网负荷曲线采集单元实时采集配电网运行状态和电网负荷曲线，反馈给控制决策器。控制决策器将采集到的各单元运行状态及电量信息，依据光储充微电网控制方法进行逻辑分析，控制DC/DC变换器、双向DC/DC变换器，双向DC/AC变换器按照系统要求进行开关动作。图3为基于光储充微电网控制装置的控制方法，该方法分为以下步骤：步骤1：输入t时刻初始参数光伏发电系统输出功率Ps,储能系统剩余电量Pb,充电负荷需求功率Pl,系统损耗ΔP；步骤2：判断光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量是否能满足充电负荷需求功率，若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量大于充电负荷需求功率和系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光储充微电网控制方法，其特征在于，采用光储充微电网控制装置，所述光储充微电网控制装置包括通过DC/DC变换器连接在直流母线上的光伏发电系统、通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上的储能系统、通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上的配电网以及直接连接在直流母线上的充电负荷；光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷连接至微网控制器，微网控制器的输出端连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器；所述微网控制器包括用于实时采集光伏发电系统输出功率的光伏发电功率检测单元、用于实时采集储能系统剩余电量的储能装置SOC检测单元、用于实时采集配电网运行状态和负荷曲线的电网负荷曲线采集单元以及用于实时采集各充电负荷输出功率的充电负荷需求功率检测单元，所述光伏发电功率检测单元、储能装置SOC检测单元、电网负荷曲线采集单元及充电负荷需求功率检测单元的输出端均连接至控制决策器，控制决策器通过输出接口连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器光储充微电网控制方法包括以下步骤：步骤1：向控制决策器输入t时刻的初始参数：光伏发电系统输出功率Ps、储能系统剩余电量Pb、充电负荷需求功率Pl及系统损耗ΔP；步骤2：判断光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量是否能满足充电负荷需求功率，若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量之和大于充电负荷需求功率和系统损耗功率之和，即Ps+Pb>Pl+ΔP，则再判断微网系统是否有光伏输出，即进入步骤3；若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量之和小于等于充电负荷需求功率和系统损耗功率之和，即Ps+Pb≤Pl+ΔP，则向控制决策器输入当前时刻配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，供给充电负荷；若配电网处于负荷高峰时段，则控制充电负荷有序充电，结束；步骤3：若有光伏输出，即微网系统处于白天运行，则再判断储能系统是否满电量，若储能系统没有充满，则给储能系统充电直至充满；若储能系统已满电，则将多余电量供给配电网；若没有光伏输出，即微网系统处于夜晚运行，则向控制决策器输入当前时刻配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，直至储能系统充满；若配电网处于负荷高峰时段，则将系统发出的多余电量供给配电网。...

【技术特征摘要】
1.一种光储充微电网控制方法，其特征在于，采用光储充微电网控制装置，所述光储充微电网控制装置包括通过DC/DC变换器连接在直流母线上的光伏发电系统、通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上的储能系统、通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上的配电网以及直接连接在直流母线上的充电负荷；光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷连接至微网控制器，微网控制器的输出端连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器；所述微网控制器包括用于实时采集光伏发电系统输出功率的光伏发电功率检测单元、用于实时采集储能系统剩余电量的储能装置SOC检测单元、用于实时采集配电网运行状态和负荷曲线的电网负荷曲线采集单元以及用于实时采集各充电负荷输出功率的充电负荷需求功率检测单元，所述光伏发电功率检测单元、储能装置SOC检测单元、电网负荷曲线采集单元及充电负荷需求功率检测单元的输出端均连接至控制决策器，控制决策器通过输出接口连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器光储充微电网控制方法包括以下步骤：步骤1：向控制决策器输入t时刻的初始参数：光伏发电系统输出功率Ps、储能系统剩余电量Pb、充电负荷需求功率Pl及系统损耗ΔP；步骤2：判断光伏发电系统输出功率和储能系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝伟，蒋勃，谭敏戈，蒋琪，李建兴，杨智，朱岸明，苟秦晋，杨柳，戈弓，尚宏，李尧，韩波，彭芳，井刚，何凯，薛晶，毕潇昳，薛军，贾静，高彦骋，吴建民，陈晓，靳媛，李品超，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，西安电力高等专科学校，
类型：发明
国别省市：北京,11