【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于用电管理，具体涉及一种光储直柔建筑的电能管理系统及控制方法。
技术介绍
1、光储直柔(pedf)是在建筑领域应用太阳能光伏(photovoltaic)、储能(energystorage)、直流配电(direct current)和柔性交互(flexibility)四项技术的简称。日常生活中用的电都是交流电，而光伏等可再生能源发出来的电为直流电，常见的光伏建筑都会安装逆变器，以便将直流电转变为交流电，供日常使用。转换过程中，就会造成电量的损失。所以与常规光伏建筑相比，光伏直流建筑具备电能利用率高，通常提高6-8％、节能优势明显、设备投资少，投资回收期短(因为省去逆变、变压等设备，节省设备初投资约10％)等优势。
2、而在建筑上应用直流配电，可获得显著改善系统性能，安全性显著提高，电源品质提高等优势。提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑，储能是核心部分之一。随着建筑光伏、储能系统、智能电器等融入建筑直流配电系统，建筑将不再是传统意义上的用电负载，而将兼具发电、储能、调节、用电等功能。柔性建筑实现的“用电负荷可控”这一特性对于电网的运行调节具有重大意义。从技术角度上看，柔性用电的实现方式更加简单、经济、可靠。其直流母线电压可以在较大范围的电压带内变化，而非传统直流微网的“恒定直流母线电压”策略。主要通过ac/dc控制母线电压，以母线电压为信号引导各末端设备进行功率调节，有利于适应复杂多样的建筑终端设备和用户需求。
3、然而，现有的基于传统建筑的设
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光储直柔建筑的电能管理系统及控制方法，以解决光储直柔建筑中不能合理的分配光伏发电和储能装置输出的电力，用电效率低的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供了一种光储直柔建筑的电能管理系统，包括：
4、光伏发电设备、策略控制单元、电力控制设备、各类用电设备和储能设备；
5、策略控制单元用于根据建筑物内部当前的供电和用电情况，制定用电策略，策略控制单元通过内部电力网络和信息网络与电力控制设备相连；
6、电力控制设备用于根据用电策略控制光伏发电设备、各类用电设备和储能设备；电力控制设备通过内部电力网络和信息网络与光伏发电设备、各类用电设备和储能设备相连；
7、电力控制设备还通过外部电力网络与外部区域电力系统相连。
8、进一步的，所述光伏发电设备包括：在屋顶上设置的光伏发电设备和在建筑物四周设置的光伏发电设备；在屋顶上设置的光伏发电设备下方的支撑结构为可旋转结构，用于根据日照方向旋转光伏发电设备的朝向；
9、对于所述在屋顶上设置的光伏发电设备，采用最大功率点跟踪算法或太阳角度跟踪算法进行控制；
10、对于所述在建筑物四周设置的光伏发电设备，采取一直开启或分时段启动的控制方法。
11、进一步的，所述信息网络用于管理系统的数据信息传输，在光储直柔建筑内各类供电、储能、用电、电力转换和控制设备之间进行信息通讯；
12、所述内部电力网络用于将建筑内的光伏发电设备、储能设备、各类用电设备、电力转换设备和电力控制设备连接，对建筑物内部电力传输的全流程进行操控；外部电力网络和光伏发电设备与内部电力网络之间连接处设置有两条或两条以上的电力传输线路。
13、进一步的，所述策略控制单元输出内部电力控制策略，包括电力供需平衡控制策略、短期负荷预测策略、短期光伏发电预测策略、供电经济性评估策略和碳排放经济性评估策略。
14、进一步的，所述各类用电设备包括刚性负荷和柔性负荷；其中，刚性负荷是光储直柔建筑开启的用电设备，柔性负荷是指光储直柔建筑通过各种可控方式调节其用电量的负荷；
15、所述电力控制设备包括开关、逆变器、整流器、斩波器。
16、本专利技术第二方面，提供了一种光储直柔建筑的电能管理系统的控制方法，基于上述中任一项所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，具体包括：
17、采集光储直柔建筑电力信息，输入策略控制单元，通过策略控制单元获取当前光储直柔建筑的内部电力控制策略；
18、策略控制单元通过内部电力网络将内部电力控制策略发送至光伏发电设备、电力控制设备、各类用电设备和储能设备；
19、策略控制单元进行实时计算，判断是否需要通过外部电力网络接入外部区域电力系统；
20、完成光储直柔建筑的电能管理系统控制。
21、进一步的，所述内部电力控制策略包括电力供需平衡控制策略、短期负荷预测策略、短期光伏发电预测策略、供电经济性评估策略和碳排放经济性评估策略；
22、电力供需平衡控制策略具体采用各类电力平衡控制策略；
23、短期负荷预测策略具体为：通过采集光储直柔建筑的电能管理系统中的历史负荷数据以及历史负荷数据的环境条件，与当前时刻的负荷水平和环境条件进行匹配，获得短期内的负荷水平预测；
24、短期光伏发电预测策略与短期负荷预测策略相配合，从信息网络调取光储直柔建筑的电能管理系统的历史光伏发电曲线和历史负荷曲线，根据当前日照水平、空气能见度、温度、湿度等条件，以及当前时刻光储直柔建筑的电能管理系统的光伏发电量和外部电力网络输入电量、储能设备中的电量水平，采用算法获得光伏发电设备和各类用电设备的功率实时控制目标，通过电力控制设备进行调控；
25、供电经济性评估策略根据当前用电量与储能设备中，电量增量之和与当前发电量的比值进行评估；
26、碳排放经济性评估策略根据光储直柔建筑的电能管理系统在使用统计周期内的碳排放量和发电量之间的比值进行评估。
27、进一步的，所述柔性负荷按照能量互动性分类分为双向互动性柔性负荷和单向柔性负荷；
28、按照管理方式分类分为可激励负荷和可中断负荷；
29、按照负荷特性分类既包括电力用户中的商业负荷，又包括居民生活负荷中的空调或冰箱传统负荷。
30、进一步的，所述判断是否需要通过外部电力网络接入外部区域电力系统具体包括：
31、策略控制单元实时计算光伏发电设备当前发电量、储能设备当前的电量水平并统计光储直柔建筑的当前负荷需求；
32、光伏发电设备当前发电量满足光储直柔建筑的当前负荷需求时，无需接入外部电力，将剩余发电量存储到储能设备；
33、光伏发电设备当前发电量无法满足光储直柔建筑的当前负荷需求时：通过外部电力网络接入外部区域电力系统，或，通过储能设备输出电力，或通过各类电力控制设备控制各类用电设备中的柔性负荷，或通过光伏发电设备控制算法对光伏发电设备进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述光伏发电设备包括：在屋顶上设置的光伏发电设备和在建筑物四周设置的光伏发电设备；在屋顶上设置的光伏发电设备下方的支撑结构为可旋转结构，用于根据日照方向旋转光伏发电设备的朝向；
3.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述信息网络用于管理系统的数据信息传输，在光储直柔建筑内各类供电、储能、用电、电力转换和控制设备之间进行信息通讯；
4.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述策略控制单元输出内部电力控制策略，包括电力供需平衡控制策略、短期负荷预测策略、短期光伏发电预测策略、供电经济性评估策略和碳排放经济性评估策略。
5.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述各类用电设备包括刚性负荷和柔性负荷；其中，刚性负荷是光储直柔建筑开启的用电设备，柔性负荷是指光储直柔建筑通过各种可控方式调节其用电量的负荷；
6.一种光储直柔建
7.根据权利要求6所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统的控制方法，其特征在于，所述内部电力控制策略包括电力供需平衡控制策略、短期负荷预测策略、短期光伏发电预测策略、供电经济性评估策略和碳排放经济性评估策略；
8.根据权利要求6所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统的控制方法，其特征在于，所述柔性负荷按照能量互动性分类分为双向互动性柔性负荷和单向柔性负荷；
9.根据权利要求6所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统的控制方法，其特征在于，所述判断是否需要通过外部电力网络接入外部区域电力系统具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统的控制方法，其特征在于，所述通过光伏发电设备控制算法对光伏发电设备进行调整，具体包括通过最大功率跟踪算法或太阳角度跟踪算法进行调整。
...【技术特征摘要】
1.一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述光伏发电设备包括：在屋顶上设置的光伏发电设备和在建筑物四周设置的光伏发电设备；在屋顶上设置的光伏发电设备下方的支撑结构为可旋转结构，用于根据日照方向旋转光伏发电设备的朝向；
3.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述信息网络用于管理系统的数据信息传输，在光储直柔建筑内各类供电、储能、用电、电力转换和控制设备之间进行信息通讯；
4.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述策略控制单元输出内部电力控制策略，包括电力供需平衡控制策略、短期负荷预测策略、短期光伏发电预测策略、供电经济性评估策略和碳排放经济性评估策略。
5.根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑的电能管理系统，其特征在于，所述各类用电设备包括刚性负荷和柔性负荷；其中，刚性负荷是光储直柔建筑开启的用电设备，柔性负荷是指光储直柔...
【专利技术属性】
技术研发人员：余谦，何彦彬，苏彪，黎琦，赵家旭，贺颖暄，周毅斌，王天一，王振南，杨二乐，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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