本發(fā)明涉及光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)，具體涉及一種光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法和一種光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)是指包括光伏、儲(chǔ)能單元、柴油發(fā)電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)柴發(fā))等構(gòu)成的孤島型微電網(wǎng)系統(tǒng)，在并離網(wǎng)狀態(tài)下均能工作。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，在離網(wǎng)狀態(tài)下，當(dāng)光伏功率不足時(shí)，儲(chǔ)能單元和光伏一起給負(fù)載供電，若儲(chǔ)能單元已放電到soc(state?of?charge，荷電狀態(tài))下限時(shí)，儲(chǔ)能單元將不再放電，同時(shí)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，由柴油發(fā)電機(jī)代替儲(chǔ)能以額定功率工作。也就是儲(chǔ)能退出，光伏+柴油機(jī)給負(fù)載供電。然而，這種工作模式存在隱患，比如在極端情況下若負(fù)載急劇減少，光伏和柴發(fā)沒(méi)有緩沖，將有可能導(dǎo)致母線(xiàn)過(guò)壓、過(guò)頻，對(duì)設(shè)備造成沖擊甚至損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題之一，提出了如下技術(shù)方案。

2、本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)包括光伏、儲(chǔ)能單元、柴油發(fā)電機(jī)和負(fù)載。

3、所述方法包括以下步驟：控制所述光伏和所述儲(chǔ)能單元同時(shí)工作，并在同時(shí)工作時(shí)采集當(dāng)前負(fù)載的第二負(fù)載功率、光伏的第二光伏功率和儲(chǔ)能單元的第二儲(chǔ)能功率；基于所述第二負(fù)載功率、所述第二光伏功率和所述第二儲(chǔ)能功率啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)工作；在所述光伏、所述儲(chǔ)能單元和所述柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)工作時(shí)，采集系統(tǒng)當(dāng)前各設(shè)備功率，并根據(jù)各設(shè)備功率進(jìn)行儲(chǔ)柴切換直至所述儲(chǔ)能單元停機(jī)，其中，各設(shè)備功率包括負(fù)載的第三負(fù)載功率、光伏的第三光伏功率、儲(chǔ)能單元的第三儲(chǔ)能功率和柴油發(fā)電機(jī)的柴發(fā)功率。

4、另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征。

5、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制所述光伏和所述儲(chǔ)能單元同時(shí)工作，包括：

6、控制所述光伏給所述負(fù)載供電同時(shí)啟動(dòng)所述儲(chǔ)能單元，并采集當(dāng)前負(fù)載的第一負(fù)載功率、光伏的第一光伏功率和儲(chǔ)能單元的第一soc；

7、當(dāng)所述第一負(fù)載功率小于所述第一光伏功率，且所述第一soc小于或者等于第一閾值時(shí)，控制所述光伏給所述儲(chǔ)能單元充電；

8、當(dāng)所述第一負(fù)載功率小于所述第一光伏功率，且所述第一soc大于第一閾值時(shí)，所述儲(chǔ)能單元不充電，并降低所述光伏的光伏功率；

9、當(dāng)所述第一負(fù)載功率大于或者等于所述第一光伏功率，且所述第一儲(chǔ)能soc大于第二閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元放電；

10、當(dāng)所述第一負(fù)載功率大于或者等于所述第一光伏功率，且所述第一soc小于或等于第二閾值時(shí)，啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)放電，其中，所述第二閾值小于所述第一閾值。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于所述第二負(fù)載功率、所述第二光伏功率和所述第二儲(chǔ)能功率啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)工作，包括：當(dāng)所述第二負(fù)載功率大于所述第二光伏功率與所述第二儲(chǔ)能功率的和值時(shí)，在所述光伏和所述儲(chǔ)能單元放電的同時(shí)啟動(dòng)所述柴油發(fā)電機(jī)放電。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)各設(shè)備功率進(jìn)行儲(chǔ)柴切換直至所述儲(chǔ)能單元停機(jī)，包括：

13、計(jì)算所述第三光伏功率、所述第三儲(chǔ)能功率與所述柴發(fā)功率的第一和值，以及所述第三光伏功率與所述柴發(fā)功率的第二和值；

14、根據(jù)所述第三負(fù)載功率分別與所述第一和值和所述第二和值之間的大小關(guān)系，控制所述儲(chǔ)能單元開(kāi)始降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)始增加功率；

15、在所述儲(chǔ)能單元降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)增加功率的過(guò)程中，采集儲(chǔ)能單元的第四soc，基于所述第四soc控制所述儲(chǔ)能單元停機(jī)。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)所述第三負(fù)載功率分別與所述第一和值和所述第二和值之間的大小關(guān)系，控制所述儲(chǔ)能單元開(kāi)始降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)始增加功率，包括：

17、當(dāng)所述第三負(fù)載功率大于或者等于所述第一和值時(shí)，切除部分負(fù)載，并控制所述儲(chǔ)能單元繼續(xù)放電，放電過(guò)程中采集儲(chǔ)能單元的第二soc，當(dāng)所述第二soc小于或者等于第二閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元開(kāi)始降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)始增加功率；

18、當(dāng)所述第三負(fù)載功率小于所述第一和值且所述第三負(fù)載功率小于所述第二和值時(shí)，控制所述柴油發(fā)電機(jī)給所述儲(chǔ)能單元充電，并返回控制所述光伏和所述儲(chǔ)能單元同時(shí)工作的步驟；

19、當(dāng)所述第三負(fù)載功率小于所述第一和值且所述第三負(fù)載功率大于或者等于所述第二和值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元繼續(xù)放電，放電過(guò)程中采集儲(chǔ)能單元的第三soc，當(dāng)所述第三soc小于或者等于第二閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元開(kāi)始降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)始增加功率。

20、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于所述第四儲(chǔ)能soc控制儲(chǔ)能單元停機(jī)，包括：在所述第四儲(chǔ)能soc小于或者等于第三閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停機(jī)并將其作為電流源，其中，所述第三閾值小于所述第二閾值。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行儲(chǔ)柴切換直至所述儲(chǔ)能單元停機(jī)，包括：控制所述儲(chǔ)能單元開(kāi)始降低功率同時(shí)所述柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)始增加功率，在該過(guò)程中，對(duì)所述儲(chǔ)能單元進(jìn)行分階段的vsg控制使其降低功率，同時(shí)對(duì)所述柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行v/f控制使其增加功率，其中，所述儲(chǔ)能單元在各階段的目標(biāo)輸出功率不同。

22、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述目標(biāo)輸出功率根據(jù)儲(chǔ)能單元的功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)計(jì)算，所述儲(chǔ)能單元在各階段的功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)不同，其中，通過(guò)以下公式計(jì)算儲(chǔ)能單元在每個(gè)階段的目標(biāo)輸出功率：

23、

24、其中，f(soc)是功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)，為儲(chǔ)能單元的額定輸出功率，pesref為儲(chǔ)能單元的目標(biāo)輸出功率。

25、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述儲(chǔ)能單元各階段的功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)根據(jù)采集的儲(chǔ)能單元的第四soc確定，其中，在所述第四soc位于第二閾值與第四閾值之間時(shí)，所述功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)為二次函數(shù)；在所述第四soc位于第四閾值與第五閾值之間時(shí)，所述功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)為s形曲線(xiàn)函數(shù)；在所述第四soc位于第五閾值與第三閾值之間時(shí)，所述功率轉(zhuǎn)移曲線(xiàn)函數(shù)為指數(shù)函數(shù)，其中，所述第二閾值、所述第四閾值、所述第五閾值和所述第三閾值依次減小。

26、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述vsg控制中的p-ω方程為：

27、

28、pm-pesref＝km(ωref-ω)

29、

30、其中，j為儲(chǔ)能單元vsg的虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω和ωref分別為輸出角速度和額定角速度，dp儲(chǔ)能單元vsg的虛擬阻尼系數(shù)，pm和pes分別為虛擬機(jī)械功率和儲(chǔ)能輸出功率，θ為儲(chǔ)能單元vsg的輸出相角；pesref為儲(chǔ)能單元的目標(biāo)輸出功率，km為調(diào)頻下垂系數(shù)；δpmax為有功功率變化量最大值，δfmax為頻率變化量最大值；pmax為有功功率最大值。

31、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述vsg控制中的q-v方程：

32、v-vref＝kq(qesref-qes)

33、

34、其中，kq為調(diào)壓系數(shù)，qesref為設(shè)定的無(wú)功功率參考值，qes為儲(chǔ)能單元輸出的無(wú)功功率，vref為電壓幅值參考值，v為電壓幅值；δqmax為無(wú)功功率變化量最大值，δvmax為電壓變化量最大值。

35、本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏、儲(chǔ)能單元、柴油發(fā)電機(jī)和負(fù)載，還包括云平臺(tái)和邊緣控制器，所述邊緣控制器分別與所述云平臺(tái)、所述光伏、所述儲(chǔ)能單元、所述柴油發(fā)電機(jī)和所述負(fù)載相連，所述邊緣控制器在所述云平臺(tái)的控制下執(zhí)行上述實(shí)施例所述的光儲(chǔ)柴荷微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法。

36、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，可以控制儲(chǔ)能單元和柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)工作，并在同時(shí)工作的過(guò)程中進(jìn)行儲(chǔ)柴切換，可以通過(guò)儲(chǔ)能緩沖預(yù)防極端情況下對(duì)設(shè)備的沖擊甚至損壞。