一种光伏储能系统的能量调度系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种伏储能系统的能量调度系统及方法。能量调度系统包括直流母线；直流升压功率变换模块，其将来自光伏面板的电力并馈给直流母线；逆变交流功率变换模块，其接收来自光伏面板的电力并转换为交流后馈给电网或将来自电网的电力转换为直流后馈给直流母线；及双向直流功率变换模块，其将直流母线传输的电力馈给电池或将电池储存的电力馈给直流母线；当能量调度系统在电网功率调度模式下，双向直流功率变换模块作为电压源，其他功率变换模块作为电流源；当能量调度系统在电池功率调度模式下，逆变交流功率变换模块作为电压源，其他功率变换模块为电流源。本发明专利技术保证母线稳定情况下，灵活选择模式。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏储能系统的能量调度系统及方法
本专利技术属于光伏储能领域，涉及一种光伏储能系统的能量调度系统及方法。
技术介绍
近年来，电力电子应用发展迅速，以光伏产业为代表的清洁能源日益成熟，平价上网时代即将到来。传统光伏逆变器为单向能量传递，已不能满足用户端对能量回收利用、能量最优化利用以及功率双向流动的要求。因此，能够解决用户端需求的光伏储能逆变器成为清洁能源利用的新方向。如何对光伏阵列输入功率、电池功率、负载功率以及并网功率实行高效的管理调度是光伏储能逆变器的能源系统管理要点。传统的下垂控制、特定的主从逻辑设定等方式在能源接入端口较多的情况下，存在高耦合、控制精准度差等问题，容易出现各源间输入输出“干涉”的现象。
技术实现思路
为了解决光储一体机应用工况复杂，不同应用场合对应不同的功率调度需求，难以同时满足在保证母线稳定情况下进行灵活的功率调度的问题，本专利技术提供一种光伏储能系统的能量调度系统及方法，其能够在保证母线稳定情况下，灵活选择以满足电网还是以电池充放电为第一优先级进行功率调度。根据本专利技术的一个方面，一种光伏储能系统的能量调度系统，包括直流母线，所述能量调度系统还包括：直流升压功率变换模块，其和所述直流母线相连以将来自光伏面板的电力并馈给所述直流母线，所述直流升压功率变换模块能够作为电压源或电流源；逆变交流功率变换模块，其和所述直流母线相连以接收来自所述光伏面板的电力并转换为交流后馈给电网或将来自电网的电力转换为直流后馈给所述直流母线，所述逆变交流功率变换模块能够作为电压源或电流源；及双向直流功率变换模块，其和所述直流母线相连以将所述直流母线传输的电力馈给电池或将电池储存的电力馈给所述直流母线，所述双向直流功率变换模块能够作为电压源或电流源；其中，所述能量调度系统具有电网功率调度模式和电池功率调度模式，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，所述双向直流功率变换模块作为电压源，所述逆变交流功率变换模块和所述逆变交流功率变换模块作为电流源；当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，所述逆变交流功率变换模块作为电压源，所述直流升压功率电环模块和所述双向直流功率变换模块为电流源。优选地，所述直流升压功率变换模块、所述逆变交流功率电环模块及所述双向直流功率变换模块能够分别通过电压电流双环控制而作为电压源及通过电流环单元控制而作为电流源。优选地，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，若正常工作，则所述逆变交流功率变换模块受电网电流控制参考值调度吸收或释放电网能量；若电池充满或异常情况退出，同时光伏面板的最大功率大于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述直流升压功率变换模块接管所述直流母线；若电池充满或异常情况退出，同时电池放电的最大功率和光伏面板的功率均小于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述逆变交流功率变换模块接管所述直流母线，其电压环开始作用，依据直流母线过渡为电压源工作。更优选地，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，将电池电流参考值设置为额定功率对应的值；所述逆变交流功率变换模块根据电网电流控制参考值控制逆变功率参考值保证依据需求从电网吸收或释放能量，并预设所述逆变交流功率电环模块的直流母线电压参考值；所述直流升压功率变换模块以光伏面板侧电压为参考进行最大功率追踪，预设直流母线的电压上限参考。优选地，当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，若正常工作，则通过电池电压计算出电池电流参考以进行电池充放电控制；若电网异常，则所述双向直流功率功率变换模块和所述直流升压功率变换模块先后接管所述直流母线。更优选地，当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，稳态下以所述逆变交流功率变换模块为电压源进行母线电压控制，将所述逆变交流功率变换模块的电流参考值设置为额定功率对应的值；所述双向直流功率变换模块进行功率调度，设置电池电流参考保证调度功率需求，同时根据所述电池电流参考预设母线参考电压；所述直流升压功率变换模块以光伏面板侧电压为参考进行最大功率追踪，同时预设所述直流母线的上限参考电压。根据本专利技术的第二个方面，一种光伏储能系统的能量调度方法，采用如上所述的能量调度系统，所述能量调度方法包括如下步骤：A、选择电网功率调度模式，将所述双向直流功率变换模块作为电压源，将所述逆变交流功率变换模块和所述逆变交流功率变换模块作为电流源；B、选择电池功率调度模式，将所述逆变交流功率变换模块作为电压源，将所述直流升压功率电环模块和所述双向直流功率变换模块为电流源。优选地，所述步骤A中，若正常工作，则根据电网电流控制参考值调度所述逆变交流功率变换模块吸收或释放电网能量；若电池充满退出，同时光伏面板的最大功率大于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述直流升压功率变换模块接管所述直流母线；若电池充满退出，同时电池放电的最大功率和光伏面板的功率均小于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述逆变交流功率变换模块接管所述直流母线，其电压环开始工作；所述步骤B中，若正常工作，则通过电池电压计算出电池电流参考，进行电池充放电控制；若电网异常，则所述双向直流功率功率变换模块和所述直流升压功率变换模块先后接管所述直流母线。更优选地，所述步骤A中，将电池电流参考值设置为额定功率对应的值；所述逆变交流功率变换模块根据电网电流控制参考值控制逆变功率参考值保证依据需求从电网吸收或释放能量，并预设所述逆变交流功率电环模块的直流母线电压参考值；所述直流升压功率变换模块以光伏面板侧电压为参考进行最大功率追踪，预设直流母线的电压上限参考。更优选地，所述步骤B中，稳态下以所述逆变交流功率变换模块为电压源进行母线电压控制，将所述逆变交流功率变换模块的电流参考值设置为额定功率对应的值；所述双向直流功率变换模块进行功率调度，设置电池电流参考保证调度功率需求，同时根据所述电池电流参考预设母线参考电压；所述直流升压功率变换模块以光伏面板侧电压为参考进行最大功率追踪，同时预设所述直流母线的上限参考电压。本专利技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：本专利技术的光伏储能系统的能量调度系统及方法，各个功率变换模块并行接入直流母线并能够分别表现出电压特性和电流源特性；可选择以双向直流功率变换模块作为电压源来稳定母线电压，而直流升压功率变换模块和双向直流功率变换模块为对外功率接口的电流源，实现电网功率调度；或选择以逆变交流功率变换模块作为电压源来稳点母线电压，而直流升压功率变换模块和双向直流功率变换模块作为对外功率接口的电流源，实现电池功率调度。因此，在保证直流母线电压稳定的情况下，用户可以视具体条件(如电价、天气等)而灵活选择采用哪种功率调度模式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏储能系统的能量调度系统，包括直流母线，其特征在于，所述能量调度系统还包括：/n直流升压功率变换模块，其和所述直流母线相连以将来自光伏面板的电力并馈给所述直流母线，所述直流升压功率变换模块能够作为电压源或电流源；/n逆变交流功率变换模块，其和所述直流母线相连以接收来自所述光伏面板的电力并转换为交流后馈给电网或将来自电网的电力转换为直流后馈给所述直流母线，所述逆变交流功率变换模块能够作为电压源或电流源；及/n双向直流功率变换模块，其和所述直流母线相连以将所述直流母线传输的电力馈给电池或将电池储存的电力馈给所述直流母线，所述双向直流功率变换模块能够作为电压源或电流源；/n其中，所述能量调度系统具有电网功率调度模式和电池功率调度模式，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，所述双向直流功率变换模块作为电压源，所述逆变交流功率变换模块和所述逆变交流功率变换模块作为电流源；当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，所述逆变交流功率变换模块作为电压源，所述直流升压功率电环模块和所述双向直流功率变换模块为电流源。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏储能系统的能量调度系统，包括直流母线，其特征在于，所述能量调度系统还包括：
直流升压功率变换模块，其和所述直流母线相连以将来自光伏面板的电力并馈给所述直流母线，所述直流升压功率变换模块能够作为电压源或电流源；
逆变交流功率变换模块，其和所述直流母线相连以接收来自所述光伏面板的电力并转换为交流后馈给电网或将来自电网的电力转换为直流后馈给所述直流母线，所述逆变交流功率变换模块能够作为电压源或电流源；及
双向直流功率变换模块，其和所述直流母线相连以将所述直流母线传输的电力馈给电池或将电池储存的电力馈给所述直流母线，所述双向直流功率变换模块能够作为电压源或电流源；
其中，所述能量调度系统具有电网功率调度模式和电池功率调度模式，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，所述双向直流功率变换模块作为电压源，所述逆变交流功率变换模块和所述逆变交流功率变换模块作为电流源；当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，所述逆变交流功率变换模块作为电压源，所述直流升压功率电环模块和所述双向直流功率变换模块为电流源。


2.根据权利要求1所述的能量调度系统，其特征在于，所述直流升压功率变换模块、所述逆变交流功率电环模块及所述双向直流功率变换模块能够分别通过电压电流双环控制而作为电压源及通过电流环单元控制而作为电流源。


3.根据权利要求1所述的能量调度系统，其特征在于，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，若正常工作，则所述逆变交流功率变换模块受电网电流控制参考值调度吸收或释放电网能量；若电池充满或异常情况退出，同时光伏面板的最大功率大于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述直流升压功率变换模块接管所述直流母线；若电池充满或异常情况退出，同时电池放电的最大功率和光伏面板的功率均小于所述逆变交流功率变换模块的调度功率，则所述逆变交流功率变换模块接管所述直流母线，其电压环开始作用，依据直流母线过渡为电压源工作。


4.根据权利要求3所述的能量调度系统，其特征在于，当所述能量调度系统在电网功率调度模式下，将电池电流参考值设置为额定功率对应的值；
所述逆变交流功率变换模块根据电网电流控制参考值控制逆变功率参考值保证依据需求从电网吸收或释放能量，并预设所述逆变交流功率电环模块的直流母线电压参考值；
所述直流升压功率变换模块以光伏面板侧电压为参考进行最大功率追踪，预设直流母线的电压上限参考。


5.根据权利要求1所述的能量调度系统，其特征在于，当所述能量调度系统在电池功率调度模式下，若正常工作，则通过电池电压计算出电池电流参考以进行电池充放电控制；若电网异常，则所述双向直流功率功率变换模块和所述直流升压功率变换模块先后接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：爱士惟新能源技术江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32