本發(fā)明涉及光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率調(diào)控方法和能量管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱微電網(wǎng))的結(jié)構(gòu)如圖1所示，光伏電池板和蓄電池接入逆變器的直流側(cè)，所述逆變器的交流側(cè)接入大電網(wǎng)和本地負(fù)荷。微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由大電網(wǎng)提供剛性的電壓和頻率支撐。在能量管理系統(tǒng)(圖中未示出)的控制下，光伏發(fā)電保持MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)模式，蓄電池在光伏發(fā)電不能滿足本地負(fù)荷需求時(shí)放電，在光伏發(fā)電大于本地負(fù)荷需求時(shí)，將多余電能供給蓄電池充電，以使微電網(wǎng)本地發(fā)電與本地負(fù)荷需求基本平衡，即保證并網(wǎng)點(diǎn)的交換功率基本為零。

為滿足大電網(wǎng)饋電調(diào)度，往往要求微電網(wǎng)在具備上述正常工作模式之外，還具備限功率運(yùn)行的能力，如何在限功率模式下保持光伏能量較高的利用率，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率調(diào)控方法和能量管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在限功率模式下保持光伏能量較高的利用率。

一種光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率調(diào)控方法，包括：

獲取光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real和限功率閾值P_limit；

當(dāng)P_real>P_limit時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，使得P_real≤P_limit；

在所述限功率模式下，當(dāng)P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值；

當(dāng)P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式。

其中，所述控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，包括：按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real；

所述控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式，包括：按一定步長(zhǎng)逐步抬升P_real。

其中，所述按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real，包括：按一定步長(zhǎng)逐步抬升光伏電池板輸出電壓。

其中，所述使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，包括：按一定步長(zhǎng)逐步控制蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化。

其中，在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式時(shí)，保證光伏電池板恢復(fù)最大功率輸出的速度不小于蓄電池恢復(fù)正常充放電狀態(tài)的速度。

一種能量管理系統(tǒng)，包括：

信息獲取單元，用于獲取光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real和限功率閾值P_limit；

工作模式切換單元，用于在P_real>P_limit時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，使得P_real≤P_limit；在P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式；

限功率控制單元，用于在光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于所述限功率模式的情況下，在P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值。

其中，所述工作模式切換單元，具體用于在P_real>P_limit時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real，使得P_real≤P_limit；在P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步抬升P_real。

其中，所述工作模式切換單元按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real的方式為：按一定步長(zhǎng)逐步抬升光伏電池板輸出電壓。

其中，所述限功率控制單元，具體用于在光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于所述限功率模式的情況下，在P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步控制蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值。

其中，所述工作模式切換單元在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式，需保證光伏電池板恢復(fù)最大功率輸出的速度要不小于蓄電池恢復(fù)正常充放電狀態(tài)的速度。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值略低于限功率閾值時(shí)，即僅有少量能量倒灌的情況下，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，從而將光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式后，被限制輸出的那一部分光伏能量用來(lái)為蓄電池充電，避免了光伏能量浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的一種光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率調(diào)控方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種能量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率調(diào)控方法，以實(shí)現(xiàn)在限功率模式下保持光伏能量較高的利用率，包括：

步驟S01：獲取光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real和限功率閾值P_limit。

步驟S02：判斷是否滿足P_real>P_limit，當(dāng)P_real>P_limit時(shí)，進(jìn)入步驟S03；否則返回步驟S01。

具體的，限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real，表示光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)本地發(fā)電，該限功率點(diǎn)可以是指并網(wǎng)點(diǎn)，也可以是指逆變器輸出端，逆變器輸出功率與本地負(fù)荷所需功率之差等于并網(wǎng)點(diǎn)交換功率。限功率閾值P_limit，是決定光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是否進(jìn)入限功率模式的閾值，當(dāng)P_real>P_limit時(shí)，光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，反之則不進(jìn)入。其中，限功率點(diǎn)為逆變器輸出端時(shí)對(duì)應(yīng)的限功率閾值P_limit與限功率點(diǎn)為并網(wǎng)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的限功率閾值P_limit的取值必然是不同的。

步驟S03：控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，使得P_real≤P_limit。

具體的，根據(jù)光伏電池板輸出特性可知，光伏電池板輸出功率隨光伏電池板輸出電壓變化，光伏電池板輸出電壓偏離最大功率點(diǎn)越遠(yuǎn)，光伏電池板輸出功率越小。在進(jìn)入限功率模式前，光伏發(fā)電保持MPPT模式，即光伏電池板始終工作在最大功率點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，抬升或降低光伏電池板輸出電壓，都會(huì)降低光伏電池板輸出功率，從而使光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式。

但考慮到通過(guò)降低光伏電池板輸出電壓來(lái)使光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式時(shí)，可能造成光伏電池板輸出電壓低于逆變器最低工作電壓的情況，因此本實(shí)施例優(yōu)選通過(guò)抬升光伏電池板輸出電壓來(lái)使光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式。

步驟S04：在所述限功率模式下，當(dāng)P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化；當(dāng)P_real-P_limit≤-ΔP_limit時(shí)，退出“使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化”的控制狀態(tài)即可，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值。

在限功率模式下，當(dāng)P_real-P_limit>-ΔP_limit(視為P_real略低于P_limit)時(shí)，電網(wǎng)向光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)倒灌的能量較少，屬于被允許的范圍，即在要求的限功率精度范圍之內(nèi)。而且，光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式后，被限制輸出的那一部分光伏能量如果不加以利用，將會(huì)白白浪費(fèi)掉。綜合這兩點(diǎn)考慮，本實(shí)施例在P_real略低于P_limit時(shí)，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，從而將被限制輸出的那一部分光伏能量用來(lái)為蓄電池充電，避免光伏能量浪費(fèi)。

在限功率模式下，當(dāng)P_real-P_limit≤-ΔP_limit(視為P_real明顯低于P_limit)時(shí)，如果繼續(xù)控制蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，電網(wǎng)將向光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)倒灌較多能量，超出了被允許的范圍，所以此時(shí)必須退出“使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化”的控制狀態(tài)，使蓄電池充放電功率保持不變，或使蓄電池充放電功率向增大放電功率的方向變化。

此處需要說(shuō)明的是，定義蓄電池充放電功率為一帶正負(fù)號(hào)的量P_c/d，P_c/d＝0表示蓄電池既不充電也不放電，P_c/d從正向趨于0表示蓄電池充電功率逐漸減小，P_c/d從負(fù)向趨于0表示蓄電池放電功率逐漸減小。光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式前，蓄電池可能處于充電狀態(tài)也可能處于放電狀態(tài)，使蓄電池充放電功率向增大放電功率的方向變化，就是減小P_c/d，若蓄電池處于充電狀態(tài)，就是從充電狀態(tài)開(kāi)始減小P_c/d，若蓄電池處于放電狀態(tài)，就是從放電狀態(tài)開(kāi)始減小P_c/d。

ΔP_limit的取值不宜過(guò)大也不宜過(guò)小，該值過(guò)大則網(wǎng)側(cè)反灌功率偏大，該值過(guò)小則被限制輸出的那一部分光伏能量不足以轉(zhuǎn)化為蓄電池充電功率。

步驟S05：當(dāng)P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式，所述預(yù)設(shè)時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)微電網(wǎng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)確定。

由上可知，本實(shí)施例在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real略低于限功率閾值P_limit時(shí)，即僅有少量能量倒灌的情況下，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，從而將光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式后，被限制輸出的那一部分光伏能量用來(lái)為蓄電池充電，避免了光伏能量浪費(fèi)。

此外需要說(shuō)明的是，為保證光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)平滑地進(jìn)入、退出限功率模式，避免電壓功率波動(dòng)較大，本實(shí)施例在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real，步長(zhǎng)長(zhǎng)度根據(jù)限功率調(diào)度反應(yīng)時(shí)間及精度要求設(shè)定；在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步抬升P_real。對(duì)應(yīng)的，當(dāng)按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real時(shí)，本實(shí)施例推薦采用按一定步長(zhǎng)逐步抬升光伏電池板輸出電壓的方式。

同樣的，為避免限功率模式下出現(xiàn)電壓功率波動(dòng)較大，本實(shí)施例在P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步控制蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化。各控制動(dòng)作下對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，不作局限。

此外，已知光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式，包括：光伏電池板逐步恢復(fù)最大功率輸出，蓄電池恢復(fù)正常充放電狀態(tài)等。在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式時(shí)，本實(shí)施例推薦光伏電池板恢復(fù)最大功率輸出的速度要不小于蓄電池恢復(fù)正常充放電狀態(tài)的速度，這樣便可以使光伏電池板盡快輸出最大功率，以減少蓄電池放電量，否則光伏電池板延遲輸出的那部分能量都要由蓄電池放電提供。

參見(jiàn)圖3，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種能量管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在限功率模式下保持光伏能量較高的利用率，包括：

信息獲取單元100，用于獲取光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real和限功率閾值P_limit；

工作模式切換單元200，用于在P_real>P_limit時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式，使得P_real≤P_limit；在P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式；

限功率控制單元300，用于在光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于所述限功率模式的情況下，在P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值。

其中，工作模式切換單元200，具體用于在P_real>P_limit時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real，使得P_real≤P_limit；在P_real≤P_limit這一狀態(tài)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步抬升P_real。

其中，工作模式切換單元200按一定步長(zhǎng)逐步降低P_real的方式為：按一定步長(zhǎng)逐步抬升光伏電池板輸出電壓。

其中，限功率控制單元300，具體用于在光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于所述限功率模式的情況下，在P_real-P_limit>-ΔP_limit時(shí)，按一定步長(zhǎng)逐步控制蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，ΔP_limit為一預(yù)設(shè)值。

其中，工作模式切換單元200在控制光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)退出所述限功率模式，需保證光伏電池板恢復(fù)最大功率輸出的速度要不小于蓄電池恢復(fù)正常充放電狀態(tài)的速度。

綜上所述，本發(fā)明在限功率點(diǎn)的實(shí)際功率值P_real略低于限功率閾值P_limit時(shí)，即僅有少量能量倒灌的情況下，使蓄電池充放電功率向增大充電功率的方向變化，從而將光儲(chǔ)混合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入限功率模式后，被限制輸出的那一部分光伏能量用來(lái)為蓄電池充電，避免了光伏能量浪費(fèi)。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的能量管理系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明實(shí)施例將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。