海岛微电网储能子系统及控制方法技术方案

本申请提供了一种海岛微电网控制系统及控制方法，海岛微电网控制系统包括储能子系统、光伏子系统、风电子系统、控制器、柴油发电机、第一配电柜、第二配电柜和负载；储能子系统中的储能变流器与电池管理系统连接，电池管理系统和电池组连接，储能变流器和电池管理系统均与控制器连接；光伏子系统中的光伏阵列与光伏逆变器连接；风电子系统中的风机阵列与风机逆变器连接；光伏逆变器和风机逆变器均与控制器连接；储能变流器、光伏逆变器和风机逆变器均与第一配电柜连接，第一配电柜和柴油发电机均与第二配电柜连接；负载通过电表与控制器连接。本申请能够平衡风光发电以及储能，为海岛上的负载提供持续稳定的电源。

Energy storage subsystem and control method of island micro grid

The application provides an island micro grid control system and a control method. The island micro grid control system includes an energy storage subsystem, an photovoltaic subsystem, a wind electronic system, a controller, a diesel generator, a first distribution cabinet, a second distribution cabinet and a load; the energy storage converter in the energy storage subsystem is connected with the battery management system, the battery management system and the battery pack are connected, and the energy storage converter is connected with the battery management system The device and the battery management system are connected with the controller; the photovoltaic array in the photovoltaic subsystem is connected with the photovoltaic inverter; the fan array in the wind electronic system is connected with the fan inverter; the photovoltaic inverter and the fan inverter are connected with the controller; the energy storage converter, the photovoltaic inverter and the fan inverter are connected with the first distribution cabinet, and the first distribution cabinet and the diesel generator are connected with the first distribution cabinet The load is connected with the controller through the electricity meter. The application can balance wind and solar power generation and energy storage, and provide a continuous and stable power supply for the load on the island.

【技术实现步骤摘要】
海岛微电网储能子系统及控制方法
本申请属于储能控制
，具体涉及一种海岛微电网储能子系统控制方法。
技术介绍
我国有大量的海岛，面积500平方米以上的岛屿就有6536个，传统的海岛供电都是柴油发电机提供。近几年来，柴油发电机的发电量越来越难满足用户的需求，长期柴油运输和消耗的费用也很大。另外，由于一次能源日益枯竭和人类生存环境日益恶化，世界各国都把开发新的可再生能源作为能源发展的方向。太阳能和风能是一种取之不尽，用之不竭的可再生能源，近几年微电网行业急速发展，利用太阳能光伏发电系统和风力发电系统能够实现海岛供电的自给自足。然而，一方面太阳能光伏发电系统和风力发电系统无法随时提供持续稳定的电源，另一方面柴油发电机启动困难。本申请的专利技术人在研发过程中发现，为了解决上述问题，需要配备储能子系统。储能子系统一方面可以平衡风光发电，另一方面也可以作为备用电源。为了提供优质的海岛微电网，储能子系统的控制在其中起着至关重要的作用。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种海岛微电网控制系统及控制方法。根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种海岛微电网控制系统，其包括储能子系统、光伏子系统、风电子系统、控制器、柴油发电机、第一配电柜、第二配电柜和负载；所述储能子系统包括储能变流器、电池管理系统和电池组；所述储能变流器与电池管理系统通信连接，所述电池管理系统和电池组连接，所述电池管理系统将获取的所述电池组的状态信息发送给所述储能变流器，所述储能变流器根据所述电池组的状态信息对电池进行保护性充放电，所述储能变流器和电池管理系统均与所述控制器连接；所述光伏子系统包括光伏阵列和光伏逆变器，所述光伏阵列与光伏逆变器连接；所述风电子系统包括风机阵列和风机逆变器，所述风机阵列与风机逆变器连接；所述光伏逆变器和风机逆变器均与所述控制器连接；所述储能变流器、光伏逆变器和风机逆变器均与所述第一配电柜连接，所述第一配电柜和柴油发电机均与所述第二配电柜连接；所述负载通过电表与所述控制器连接；所述第一配电柜用于海岛微电网系统的配电输出和保护，所述第二配电柜用于所述柴油发电机及海岛微电网系统的配电输出和保护。上述海岛微电网控制系统中，还包括操作器，所述操作器与控制器连接，通过所述操作器输入控制指令，所述控制指令用于对所述电池组的充放电状态进行控制。上述海岛微电网控制系统中，还包括无线网卡，所述控制器通过所述无线网卡与外部移动智能终端进行通信。根据本申请实施例的第二方面，本申请还提供了一种海岛微电网控制方法，其包括以下步骤：光伏逆变器和风机逆变器将发电量发送给控制器，控制器获取海岛上负载的用电量；控制器将接收到的发电量与海岛上负载的用电量进行比较；如果发电量大于用电量，则判定光伏子系统和风电子系统的发电量充足；否则，判定光伏子系统和风电子系统的发电量不足；当光伏子系统和风电子系统的发电量充足时，控制器控制启动光伏子系统和风电子系统，光伏子系统和风电子系统通过给负载供电；控制器控制储能子系统以V/f模式运行；当光伏子系统和风电子系统的发电量不足时，控制器控制光伏子系统和风电子系统给负载供电，同时控制器控制储能子系统以V/f模式放电补充负载的用电。上述海岛微电网控制方法中，所述控制器控制储能子系统以V/f模式运行时，所述电池组处于充电状态，最终使得电池组的SOC保持在30％～90％。进一步地，所述控制器控制储能子系统以V/f模式运行时，控制器获取电池组的SOC，并判断电池组的SOC是否达到90％；如果电池组的SOC达到90％，则控制器限制光伏子系统和风电子系统的发电量，并控制储能子系统以V/f模式下电池组的最大功率值的5％对电池组进行充电，直至最终充到电池要求的截止电压；如果电池组的SOC未达到90％，则控制器控制储能子系统以V/f模式下的电池组的正常功率对电池组进行充电，直至最终充到电池要求的截止电压。进一步地，当发电量小于负载的用电量，且大于负载的用电量的50％时，所述控制器控制储能子系统以V/f模式放电补充负载的用电。更进一步地，所述控制器控制储能子系统以V/f模式放电补充负载的用电时，控制器获取电池组的SOC，并判断电池组的SOC是否小于30％；如果电池组的SOC小于30％，则控制器输出报警信号，并启动柴油发电机，控制光伏子系统、风电子系统和储能子系统独立运行；如果电池组的SOC大于或等于30％，且光伏子系统和风电子系统的发电量提升至负载用电量的50％以上，则控制器输出提示信号，并控制柴油发电机关闭，并控制切换至光伏子系统、风电子系统和储能子系统运行。更进一步地，当电池组的SOC恢复到70％以上时，控制器控制储能子系统停机并输出提示信号，关闭柴油发电机，并控制切换至光伏子系统、风电子系统和储能子系统运行。根据本申请实施例的第三方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，其包括计算机程序，所述计算机程序由处理器执行，以完成上述任一项所述的海岛微电网控制方法中的所述步骤。根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请通过在海岛微电网控制系统中设置储能子系统、光伏子系统、风电子系统、柴油发电机，通过控制器协调控制光伏子系统、风电子系统和柴油发电机的发电，以及储能子系统、光伏子系统、风电子系统和柴油发电机的供电，能够平衡风光发电以及储能，为海岛上的负载提供持续稳定的电源。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。图1为本申请具体实施方式提供的一种海岛微电网控制系统的结构示意图。图2为本申请具体实施方式提供的一种海岛微电网控制方法的流程图。附图说明：1、储能子系统；11、PCS；12、BMS；13、电池组；2、光伏子系统；21、光伏阵列；22、光伏逆变器；3、风电子系统；31、风机阵列；32、风机逆变器；4、控制器；5、柴油发电机；6、第一配电柜；7、第二配电柜；8、负载；9、交换机；10、电表；20、操作器。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属
技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海岛微电网控制系统，其特征在于，包括储能子系统、光伏子系统、风电子系统、控制器、柴油发电机、第一配电柜、第二配电柜和负载；/n所述储能子系统包括储能变流器、电池管理系统和电池组；所述储能变流器与电池管理系统通信连接，所述电池管理系统和电池组连接，所述电池管理系统将获取的所述电池组的状态信息发送给所述储能变流器，所述储能变流器根据所述电池组的状态信息对电池进行保护性充放电，所述储能变流器和电池管理系统均与所述控制器连接；/n所述光伏子系统包括光伏阵列和光伏逆变器，所述光伏阵列与光伏逆变器连接；所述风电子系统包括风机阵列和风机逆变器，所述风机阵列与风机逆变器连接；所述光伏逆变器和风机逆变器均与所述控制器连接；/n所述储能变流器、光伏逆变器和风机逆变器均与所述第一配电柜连接，所述第一配电柜和柴油发电机均与所述第二配电柜连接；所述负载通过电表与所述控制器连接；所述第一配电柜用于海岛微电网系统的配电输出和保护，所述第二配电柜用于所述柴油发电机及海岛微电网系统的配电输出和保护。/n

【技术特征摘要】
1.一种海岛微电网控制系统，其特征在于，包括储能子系统、光伏子系统、风电子系统、控制器、柴油发电机、第一配电柜、第二配电柜和负载；
所述储能子系统包括储能变流器、电池管理系统和电池组；所述储能变流器与电池管理系统通信连接，所述电池管理系统和电池组连接，所述电池管理系统将获取的所述电池组的状态信息发送给所述储能变流器，所述储能变流器根据所述电池组的状态信息对电池进行保护性充放电，所述储能变流器和电池管理系统均与所述控制器连接；
所述光伏子系统包括光伏阵列和光伏逆变器，所述光伏阵列与光伏逆变器连接；所述风电子系统包括风机阵列和风机逆变器，所述风机阵列与风机逆变器连接；所述光伏逆变器和风机逆变器均与所述控制器连接；
所述储能变流器、光伏逆变器和风机逆变器均与所述第一配电柜连接，所述第一配电柜和柴油发电机均与所述第二配电柜连接；所述负载通过电表与所述控制器连接；所述第一配电柜用于海岛微电网系统的配电输出和保护，所述第二配电柜用于所述柴油发电机及海岛微电网系统的配电输出和保护。


2.根据权利要求1所述的海岛微电网控制系统，其特征在于，还包括操作器，所述操作器与控制器连接，通过所述操作器输入控制指令，所述控制指令用于对所述电池组的充放电状态进行控制。


3.根据权利要求1所述的海岛微电网控制系统，其特征在于，还包括无线网卡，所述控制器通过所述无线网卡与外部移动智能终端进行通信。


4.一种海岛微电网控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
光伏逆变器和风机逆变器将发电量发送给控制器，控制器获取海岛上负载的用电量；
控制器将接收到的发电量与海岛上负载的用电量进行比较；如果发电量大于用电量，则判定光伏子系统和风电子系统的发电量充足；否则，判定光伏子系统和风电子系统的发电量不足；
当光伏子系统和风电子系统的发电量充足时，控制器控制启动光伏子系统和风电子系统，光伏子系统和风电子系统通过给负载供电；控制器控制储能子系统以V/f模式运行；
当光伏子系统和风电子系统的发电量不足时，控制器控制光伏子系统和风电子系统给负载供电，同时控制器控制储能子系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：马娟维，张东升，于浩，张育华，
申请(专利权)人：北京双登慧峰聚能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11