一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，包括：升压电路模块、双向PCS电路模块、直流母线电容C

【技术实现步骤摘要】
一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统


[0001]本专利技术涉及电子电力
，尤其涉及一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统。

技术介绍

[0002]光伏产生电力的净计量推动着进一步的拓展应用，目前特别是净计量、虚拟计量、带电池系统、及储能电量的计量。以实现公共电网的零能量感应，由于光伏的随动型和间隙性，光伏电力的计量和预测在我国还未展开，现有的光伏系统、储能系统、用电负载系统、并网系统及市电电网系统相对独立分散运行，还没有一个对负载可预测、市电与光储充放集成，进行集中统一管理发电、储能、负载预测、负载用电、光储充放、电能计量及预测的控制系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，以解决目前市电光储一体中还没有全面跟踪监测天气、光伏与储能电量参数、市电及市电侧负载互动系统、对电网PCC及电网侧负载、有功注入、无功补偿、均衡功率与负载、降低线路损耗、最大限度双向利用PCS、变流器件拓扑结构，降低光伏发电成本，最大限度预测日前中短期、长时负载用电、光伏发电、储能与瞬时当下瞬时负载、光伏发电、市电售电、储能的匹配需求、最大限度精确匹配梯次电量电池的可靠供电、提升模糊逻辑跟踪MPPT与PWM控制逆变器的运行效率和跟踪效率，提升模糊网络模型预测准确时长的准确性，达到了市电光储一体化的稳定可靠经济供电控制的系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，包括：
[0005]与光伏阵列连接的升压电路模块、与电池组件连接的双向PCS电路模块、直流母线电容C
dc
和双向逆变电路模块和模糊计量检测控制模块；
[0006]其中，所述升压电路模块、所述双向PCS电路模块和所述双向逆变电路模块连接分别与所述直流母线电容C
dc
连接；
[0007]所述升压电路模块、所述双向PCS电路模块和所述双向逆变电路模块连接分别与所述模糊计量检测控制模块连接；
[0008]所述模糊计量检测控制模块包括：用于MPPT最大功率输出的模糊预测计量监测并联光储直流模块、用于PWM计算的PWM计算法则模块和用于对储能市电BMS预测的储能市电BMS预测调度模块。
[0009]作为上述方案的改进，所述升压电路模块包括：
[0010]与所述光伏阵列依次并联的第一电容C0、三极管S0及第一开关S8；
[0011]连接于所述第一电容C0与所述三极管S0之间的第一电感L2；和，
[0012]连接于所述三极管S0与所述第一开关S8之间的二极管D3及第三计量单元；
[0013]所述双向PCS电路模块包括：
[0014]与所述电池组件依次并联的第一IGBT单元及第二电容C1；
[0015]连接于所述电池组件与所述第一IGBT单元之间的第二电感L1；和，
[0016]连接于所述第一IGBT单元与所述第二电容C1之间的第二IGBT单元；
[0017]其中，所述第一IGBT单元包括：第一IGBT管Q1和与所述第一IGBT管Q1反并联连接的第一续流二极管D1，所述第二IGBT单元包括：第二IGBT管Q2和与所述第二IGBT管Q2反并联连接的第二续流二极管D2，所述第二电容C1的正极输出端通过所述第一开关S8与所述第三计量单元输出端正极连接，所述第二电容C1负极输出端与所述三极管S0的负极输出端连接；所述第二电容C1负极输出端通过第二开关S
10
与所述直流母线电容C
dc
负极输出端连接；
[0018]所述双向逆变电路模块包括：
[0019]与所述直流母线电容C
dc
和所述第二开关S
10
的正极联的第一桥臂上IGBT管S1、第二桥臂上IGBT管S2及第三桥臂上IGBT管S3；和，
[0020]与所述直流母线电容C
dc
和所述第二开关S
10
的负极联的第一桥臂下IGBT管S4、第二桥臂下IGBT管S5及第三桥臂下IGBT管S6；
[0021]其中，所述第一桥臂上IGBT管S1与所述第一桥臂下IGBT管S4连接的中间a相端引出端，连接第四电感L
ainv
，所述第二桥臂上IGBT管S2与所述第二桥臂下IGBT管S5连接的中间b相端引出端，连接第三电感L
binv
，所述第三桥臂上IGBT管S3与所述第三桥臂下IGBT管S6连接的中间c相端引出端，连接第二电感L
cinv
；
[0022]所述第二电感L
cinv
、所述第三电感L
binv
和所述第四电感L
ainv
组成的滤波电路与第二计量单元连接，所述第二计量单元输出端分一路依次连接第三开关S
11
及工业负载连接，另一路依次连接第一计量单元、第四开关S9及电网。
[0023]作为上述方案的改进，所述第一计量单元用于计量第四净电量、第五净电量、第六净电量和系统功率交换无功率电量；
[0024]所述第二计量单元用于计量第二净电量+第五净电量+第三净电量+光伏与电池有电时的系统功率交换无功率电量；
[0025]所述第三计量单元用于计量第一净电量；
[0026]其中，所述第一净电量＝第二净电量+第三净电量+第四净电量；
[0027]所述第二净电量为所述双向PCS电路模块的第一充放电量；
[0028]所述第三净电量为光伏在非高峰期为负载的供电；
[0029]所述第四净电量为电网买入的电量；
[0030]所述第五净电量为所述双向PCS电路模块的第二充放电量；
[0031]所述第六净电量为电网卖出的电量。
[0032]作为上述方案的改进，所述模糊预测计量监测并联光储直流模块具体用于：
[0033]将MPPT输出的最大功率光伏组件目标电压V
d*c
作为正极电压，端口电压V
dc
作为负极电压经暂存器比较后分两路输出，一路将光伏参数输入FLC模糊控制器，以使所述FLC模糊控制器输出占空比变换量Δδ，占空比变换量Δδ与预先存储的占空比δ比较后，输出最大占空比并输入至PWM控制器，由PWM控制器分别控制DC/DC、AC/DC的变换，另一路由电流积分器PI控制并网功率分两路控制；
[0034]将光伏升压输出P
NE
与并网功率目标指令ΣP
*
的差额P
NE
‑
ΣP
*
分两路输入：
[0035]所述差额P
NE
‑
ΣP
*
的第一路输入3倍电网电压U
grid
的倒数的三角积分，与所述电流积分器PI输出值比较，将较大值结合预设影响因素生成并网电流目标指令并网电流目标指令与电网电流I
grid
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，其特征在于，包括：与光伏阵列连接的升压电路模块、与电池组件连接的双向PCS电路模块、直流母线电容C
dc
和双向逆变电路模块和模糊计量检测控制模块；其中，所述升压电路模块、所述双向PCS电路模块和所述双向逆变电路模块连接分别与所述直流母线电容C
dc
连接；所述升压电路模块、所述双向PCS电路模块和所述双向逆变电路模块连接分别与所述模糊计量检测控制模块连接；所述模糊计量检测控制模块包括：用于MPPT最大功率输出的模糊预测计量监测并联光储直流模块、用于PWM计算的PWM计算法则模块和用于对储能市电BMS预测的储能市电BMS预测调度模块。2.如权利要求1所述的电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，其特征在于，所述升压电路模块包括：与所述光伏阵列依次并联的第一电容C0、三极管S0及第一开关S8；连接于所述第一电容C0与所述三极管S0之间的第一电感L2；和，连接于所述三极管S0与所述第一开关S8之间的二极管D3及第三计量单元；所述双向PCS电路模块包括：与所述电池组件依次并联的第一IGBT单元及第二电容C1；连接于所述电池组件与所述第一IGBT单元之间的第二电感L1；和，连接于所述第一IGBT单元与所述第二电容C1之间的第二IGBT单元；其中，所述第一IGBT单元包括：第一IGBT管Q1和与所述第一IGBT管Q1反并联连接的第一续流二极管D1，所述第二IGBT单元包括：第二IGBT管Q2和与所述第二IGBT管Q2反并联连接的第二续流二极管D2，所述第二电容C1的正极输出端通过所述第一开关S8与所述第三计量单元输出端正极连接，所述第二电容C1负极输出端与所述三极管S0的负极输出端连接；所述第二电容C1负极输出端通过第二开关S
10
与所述直流母线电容C
dc
负极输出端连接；所述双向逆变电路模块包括：与所述直流母线电容C
dc
和所述第二开关S
10
的正极联的第一桥臂上IGBT管S1、第二桥臂上IGBT管S2及第三桥臂上IGBT管S3；和，与所述直流母线电容C
dc
和所述第二开关S
10
的负极联的第一桥臂下IGBT管S4、第二桥臂下IGBT管S5及第三桥臂下IGBT管S6；其中，所述第一桥臂上IGBT管S1与所述第一桥臂下IGBT管S4连接的中间a相端引出端，连接第四电感L
ainv
，所述第二桥臂上IGBT管S2与所述第二桥臂下IGBT管S5连接的中间b相端引出端，连接第三电感L
binv
，所述第三桥臂上IGBT管S3与所述第三桥臂下IGBT管S6连接的中间c相端引出端，连接第二电感L
cinv
；所述第二电感L
cinv
、所述第三电感L
binv
和所述第四电感L
ainv
组成的滤波电路与第二计量单元连接，所述第二计量单元输出端分一路依次连接第三开关S
11
及工业负载连接，另一路依次连接第一计量单元、第四开关S9及电网。3.如权利要求2所述的电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，其特征在于，所述第一计量单元用于计量第四净电量、第五净电量、第六净电量和系统功率交换无功率电量；
所述第二计量单元用于计量第二净电量+第五净电量+第三净电量+光伏与电池有电时的系统功率交换无功率电量；所述第三计量单元用于计量第一净电量；其中，所述第一净电量＝第二净电量+第三净电量+第四净电量；所述第二净电量为所述双向PCS电路模块的第一充放电量；所述第三净电量为光伏在非高峰期为负载的供电；所述第四净电量为电网买入的电量；所述第五净电量为所述双向PCS电路模块的第二充放电量；所述第六净电量为电网卖出的电量。4.如权利要求3所述的电能预测计量监测市电负荷光储一体控制系统，其特征在于，所述模糊预测计量监测并联光储直流模块具体用于：将MPPT输出的最大功率光伏组件目标电压作为正极电压，端口电压V
dc
作为负极电压经暂存器比较后分两路输出，一路将光伏参数输入FLC模糊控制器，以使所述FLC模糊控制器输出占空比变换量Δδ，占空比变换量Δδ与预先存储的占空比δ比较后，输出最大占空比并输入至PWM控制器，由PWM控制器分别控制DC/DC、AC/DC的变换，另一路由电流积分器PI控制并网功率分两路控制；将光伏升压输出P
NE
与并网功率目标指令ΣP
*
的差额P
NE
‑
ΣP
*
分两路输入：所述差额P
NE
‑
ΣP
*
的第一路输入3倍电网电压U
grid
的倒数的三角积分，与所述电流积分器PI输出值比较，将较大值结合预设影响因素生成并网电流目标指令并网电流目标指令与电网电流I
grid
比较，选择较大值输入至经二次PI积分处理过的网侧AC/DC变换器，AC/DC变换器输出电网电流I
grid
；AC/DC变换器输出电网电流I
grid
分两路输入，电网电流I
grid
的一路返回前面的比较器，电网电流I
grid
的另一路输入3倍电网电压U
grid
与直流侧端口电压V
dc
比值的三角积分，输出端口电流I
dc
‑
作为负极电流，将端口电流I
dc
‑
、储能电池充放电流I
BESS
‑
与DC/DC变化到AC/DC变换器的电流I
NE
比较，选择较大值的倒数做为控制变量，输出的直流侧端口电压V
dc
作为MPPT的输入条件；所述差额P
NE
‑
ΣP
*
的第二路输入直流侧端口电压V
dc
的倒数三角积分，三角积分输出值结合所述预设影响因素生成储能并网电流目标指令并网电流目标指令与储能电池充放电流I
BESS
‑
比较，选择较大值输入至经二次PI积分处理过的储能侧DC/DC变换器，DC/DC变换器输出储能电池充放电流I
BESS
‑
，储能电池充放电流I
BESS
‑
分两路输入，储能电池充放电流I
BESS
‑
的一路返回前面的比较器，储能电池充放电流I
BESS
‑
的另一路与端口电流I
dc
‑
和DC/DC变化到AC/DC变换器的电流I
NE
进行比较；所述并网电流积分器PI控制的一路由AC/DC变换器完成直流侧端口电压V
dc
控制，以实现MPPT的最大输出；所述并网电流积分器PI控制的另一路与所述差额P
NE
‑
ΣP
*
的第二路输入至直流侧端口电压V
dc
的倒数三角积分后输出的值进行比较，比较后产生储能并网电流目标指令将并网功率目标指令ΣP
*
分两路输入，并网功率目标指令ΣP
*
的第一路输入直流侧端口电压V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建宇，易永利，郑思源，林世溪，陈显辉，刘主光，李炜，谢华森，李冠霖，林武，王荷静，陈颖，蔡怡挺，吴成坚，王鹏程，吴宝兴，刘冲，徐亚乐，朱冬凯，陈明锋，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司温州供电公司，
类型：发明
国别省市：