一种离网型光储充供电协调控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种离网型光储充供电协调控制系统及方法，系统包括串口服务器、交换机、协调控制主机，控制方法包括：步骤1、系统初始化；步骤2、判断是否停机状态，是，则进入停机子程序，停机子程序结束后，返回步骤2，否则步骤3；步骤3、判断是否运行状态，是，则进入运行子程序，运行子程序结束后，返回步骤2，否则步骤4；步骤4、判断是否故障状态，是，则进入故障子程序，故障子程序结束后，返回步骤2，否则返回步骤1。本发明专利技术面向具备独立运行能力的离网型光储充供电系统，提出了一种协调控制系统及方法，实现了多储能系统之间协调、源荷不匹配情况下的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种离网型光储充供电协调控制系统及方法
本专利技术涉及微电网
，具体涉及一种离网型光储充供电协调控制系统及方法。
技术介绍
电动汽车的快速发展，对传统配电网供电能力带来较大冲击，建立“光储充”一体化充电站，可为新能源汽车充电设施建设提供一次创新尝试，可大幅减少充电站对配电网的供电能力需求。充电站使用的是清洁能源供电，通过光伏发电后储存电能，光伏、储能和充电设施形成了一个微网，根据需求与公共电网智能互动，并可实现并网、离网两种不同运行模式。光储充微网一体化解决方案，将能够解决在有限的土地资源里配电网的问题，通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行，尽可能的使用新能源，缓解了充电桩用电对电网的冲击；在能耗方面，直接使用储能电池给动力电池充电，提高了能源转换效率。传统离网型光储供电协调控制系统中采用三级通讯网络结构，通过上层网络，中层PLC进行控制，底层设备进行动作，中层PLC引起通讯环节的增加，且设备投资大，网络设备故障概率高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离网型光储充供电协调控制系统及方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种离网型光储充供电协调控制系统，包括串口服务器、交换机、协调控制主机；微网中的设备通讯采用串口线以Modbus-RTU协议方式，则接入串口服务器，微网中的设备通讯采用网线并Modbus-TCP协议或者104协议方式，则直接接入交换机；协调控制主机会同所有的设备通讯，并将信息进行采集处理分析，判断光储充系统状态、提供系统决策。一种离网型光储充供电协调控制方法，包括以下步骤：步骤1、系统初始化；步骤2、判断是否停机状态，是，则进入停机子程序，停机子程序结束后，返回步骤2，否则步骤3；步骤3、判断是否运行状态，是，则进入运行子程序，运行子程序结束后，返回步骤2，否则步骤4；步骤4、判断是否故障状态，是，则进入故障子程序，故障子程序结束后，返回步骤2，否则返回步骤1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术简化传统三层网架结果，减少了设备投资，降低了网络设备故障概率；(2)通过储能主从控制，避免储能做主电源时的多级并联问题，并通过追随控制策略，实现了离网系统中源-荷不匹配情况下的储能能量不足问题；(3)系统部分通过纯通讯网络方式实现被控对象的控制，相比传统通过上层网络、中层PLC进行控制、底层设备进行动作，更加易于系统组网，减少由中层PLC引起的通讯环节的增加。附图说明图1为协调控制系统示意图。图2为控制方法主程序流程图。图3为停机子程序流程图。图4为离网运行子程序流程图。图5为故障子程序流程图。图6为协调控制系统实施案例示意图。图7(a)、图7(b)、图7(c)分别为储能1初始化、储能2初始化、光伏初始化流程图。图8为主储能开机流程图。图9为辅助储能开机流程图。图10为光伏开机流程图。图11为主储能运行子程序流程图。图12为辅储能运行子程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案做进一步详细说明。如图1所示，协调控制系统包括串口服务器、交换机、协调控制主机，微网系统中充电桩、光伏、储能等，微网中的设备通讯采用串口线以Modbus-RTU协议方式，则接入串口服务器，微网中的设备通讯采用网线并Modbus-TCP协议或者104协议方式，则直接接入交换机；串口服务器可以将串口通讯规约转换为标准的协调控制主机相同的协议，然后同交换机连接，所有设备信息能够与协调控制主机交互；协调控制主机会同所有的设备通讯，并将信息进行采集处理分析，判断光储充系统状态、提供系统决策。所述判断光储充系统状态、提供系统决策的具体方法详见下述控制方法内容。一种离网型光储充供电协调控制方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤1、系统初始化；步骤2、判断是否停机状态，是，则进入停机子程序，停机子程序结束后，返回步骤2，否则步骤3；步骤3、判断是否运行状态，是，则进入运行子程序，运行子程序结束后，返回步骤2，否则步骤4；步骤4、判断是否故障状态，是，则进入故障子程序，故障子程序结束后，返回步骤2，否则返回步骤1。进一步的，步骤1中，所述系统初始化，是指光储充微网协调控制系统自身所有参数、变量进行默认配置，并分别对多个(如有)光伏系统初始化、多个(如有)储能系统初始化。进一步的，步骤2中，所述判断是否停机状态：1)判断光伏停机状态，由光伏逆变器的点表信号组成关机状态的逻辑；2)判断储能停机状态，由储能PCS的点表信号组成关机状态的逻辑；主储能停机状态；辅助储能1停机状态；辅助储能n停机状态。3)判断BMS停机状态；4)以上3个状态同时成立，且无故障，则认为该状态为停机状态，进入停机子程序，否则步骤3。进一步的，步骤3中，所述判断是否运行状态：1)判断光伏开机状态，由光伏逆变器的点表信号组成开机状态的逻辑。2)判断储能PCS开机状态，由PCS的点表信号组成开机状态的逻辑。3)判断BMS开机状态，由BMS的点表信号组成开机状态的逻辑。4)以上3个状态同时成立，则认为该状态为开机状态。则进入运行子程序，否则步骤4。进一步的，步骤4中，所述判断是否故障状态：1)判断光伏故障，由光伏逆变器的点表信号组成故障状态的逻辑。2)判断储能故障，由PCS的点表信号组成故障状态的逻辑。3)判断BMS故障，由BMS的点表信号组成故障状态的逻辑。4)其他故障系统故障；BMS通讯不正常；光伏通讯正常不正常；PCS通讯不正常；通讯心跳超过10s则认为不正常；5)以上4个状态只要任一故障成立，则认为该状态为故障状态，进入故障子程序。如图3所示，所述停机子程序为：1)判断是否手动模式，是则下一步，否则第3)步；2)判断是否切换为自动，是则下一步，否则第4)步；3)进入一键开机程序：主储能开机、辅助储能1开机、…辅助储能n开机，光伏1开机、光伏n开机；4)判断是否有手动一键开机指令，是则下一步，否则返回2)；5)判断开机是否成功，成功则结束流程，进入故障状态。如图4所示，所述运行子程序为：1)判断是否手动模式，是则下一步，否则第6)、7)、8)步；2)判断是否有手动一键停机指令，是则下一步；3)判断是否切换为自动，是则执行第8)步；否则下一步；4)进入一键停机程序：充电桩停机、光伏1停机、光伏n停机、辅助储能1停机、…辅助储能n停机、主储能停机；5)判断停机是否成功，成功则执行第8)步，否则进入故障状态；6)主储能soc控制子程序：...

【技术保护点】
1.一种离网型光储充供电协调控制系统，其特征在于，包括串口服务器、交换机、协调控制主机；/n微网中的设备通讯采用串口线以Modbus-RTU协议方式，则接入串口服务器，微网中的设备通讯采用网线以Modbus-TCP协议或者104协议方式，则直接接入交换机；协调控制主机会同所有的设备通讯，并将信息进行采集处理分析，判断光储充系统状态、提供系统决策。/n

【技术特征摘要】
1.一种离网型光储充供电协调控制系统，其特征在于，包括串口服务器、交换机、协调控制主机；
微网中的设备通讯采用串口线以Modbus-RTU协议方式，则接入串口服务器，微网中的设备通讯采用网线以Modbus-TCP协议或者104协议方式，则直接接入交换机；协调控制主机会同所有的设备通讯，并将信息进行采集处理分析，判断光储充系统状态、提供系统决策。


2.一种基于权利要求1所述系统的离网型光储充供电协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、系统初始化；
步骤2、判断是否停机状态，是，则进入停机子程序，停机子程序结束后，返回步骤2，否则步骤3；
步骤3、判断是否运行状态，是，则进入运行子程序，运行子程序结束后，返回步骤2，否则步骤4；
步骤4、判断是否故障状态，是，则进入故障子程序，故障子程序结束后，返回步骤2，否则返回步骤1。


3.根据权利要求2所述的离网型光储充供电协调控制方法，其特征在于，步骤1所述的系统初始化是指光储充微网协调控制系统自身所有参数、变量进行默认配置，并分别对光伏系统、储能系统初始化。


4.根据权利要求2所述的离网型光储充供电协调控制方法，其特征在于，步骤2所述判断是否停机状态，具体为：
1)判断光伏停机状态，由光伏逆变器的点表信号组成关机状态的逻辑；
2)判断储能停机状态，由储能PCS的点表信号组成关机状态的逻辑；
3)判断BMS停机状态；
4)以上3个状态同时成立，且无故障，则认为该状态为停机状态，进入停机子程序，否则步骤3。


5.根据权利要求2或4所述的离网型光储充供电协调控制方法，其特征在于，所述的停机子程序具体如下：
1)判断是否手动模式，是则下一步，否则第3)步；
2)判断是否切换为自动，是则下一步，否则第4)步；
3)进入一键开机程序；
4)判断是否有手动一键开机指令，是则下一步，否则返回第2)步；
5)判断开机是否成功，成功则结束流程。


6.根据权利要求2所述的离网型光储充供电协调控制方法，其特征在于，步骤3所述的判断是否运行状态，具体为：
1)判断光伏开机状态，由光伏逆变器的点表信号组成开机状态的逻辑；
2)判断储能PCS开机状态，由PCS的点表信号组成开机状态的逻辑；
3)判断BMS开机状态，由BMS的点表信号组成开机状态的逻辑；
4)以上3个状态同时成立，则认为该状态为开机状态，则进入运行子程序，否则步骤4。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正曦，叶季蕾，李明哲，安娜，李春来，杨立滨，周万鹏，刘庭响，张海宁，石博文，李斌，
申请(专利权)人：南京工业大学，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司经济技术研究院，国网青海省电力公司清洁能源发展研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32