光伏電能管理方法和系統(tǒng)、以及電能分配控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種光伏電能管理方法和系統(tǒng)、以及電能分配控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，新能源光伏發(fā)電得到了廣泛應(yīng)用，儲能系統(tǒng)將光伏發(fā)電多余的電能存儲在電池等儲能單元內(nèi)，在弱光時(shí)釋放儲能單元內(nèi)的電能為負(fù)載或電網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)能源平抑，以便更平穩(wěn)地使用天陽能。
[0003]目前，光伏發(fā)電與儲能發(fā)電共同使用的方案有交流側(cè)耦合與直流側(cè)耦合兩種方式，其中，交流側(cè)耦合方式交換器能量損失較大，直流側(cè)耦合能量損失較小。但是，直流側(cè)耦合的方式通常是光伏發(fā)電系統(tǒng)和電池均通過直流-直流變換器匯合在一起，再連接逆變器，這種系統(tǒng)架構(gòu)存在著能量通路較遠(yuǎn)以及能量損失較大的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種光伏電能管理方法和系統(tǒng)、以及電能分配控制裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種光伏電能管理方法，包括如下步驟:
[0006]S1、判斷電能分配控制裝置當(dāng)前所處供電模式；
[0007]S2、在獲取到光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入的光伏電能時(shí)，確定與電能分配控制裝置當(dāng)前供電模式相匹配的電能分配方案，根據(jù)輸電網(wǎng)上電或負(fù)載供電需求，應(yīng)用該電能分配方案在蓄電池、輸電網(wǎng)或負(fù)載之間執(zhí)行相應(yīng)的電能分配工作。
[0008]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，所述方法在所述步驟SI之前還包括如下步驟:
[0009]SO、通過直流-直流雙向變換器或雙向逆變器對光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，根據(jù)采樣結(jié)果計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前最大輸出功率，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前最大輸出功率對直流母線電壓進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)。
[0010]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，如所述步驟SI中所述電能分配控制裝置工作于離網(wǎng)供電模式，則所述步驟S2相應(yīng)包括如下子步驟:
[0011]S21、雙向逆變器確定與電能分配控制裝置所處離網(wǎng)供電模式匹配的第一電能分配方案，將基于第一電能分配方案分配到的第一部分光伏電能轉(zhuǎn)換為交流電后供于負(fù)載；
[0012]S22、直流-直流雙向變換器將基于第一電能分配方案分配到的第二部分光伏電能進(jìn)行降壓處理后儲存于蓄電池，或者蓄電池根據(jù)第一電能分配方案釋放儲存的部分電能，經(jīng)直流-直流雙向變換器進(jìn)行升壓處理，并經(jīng)雙向逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后供于負(fù)載；
[0013]其中，所述第一電能分配方案基于第一電能功率分配公式實(shí)現(xiàn)，所述第一電能功率分配公式表示如下:Poutput (max) P battery^^load ?
[0014]PoUtpUtimM)表不光伏發(fā)電系統(tǒng)所提供光伏電能的最大輸出功率；
[0015]PlMd表示電能分配控制裝置工作于離網(wǎng)供電模式時(shí)分配及供給于負(fù)載的第一部分光伏電能的輸出功率；
[0016]Pbattey表示電能分配控制裝置工作于離網(wǎng)供電模式時(shí)分配及儲存于蓄電池的第二部分光伏電能或蓄電池釋放電能的輸出功率。
[0017]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，所述步驟S22還包括:
[0018]S221、如PlMd> P output(max)，則判定負(fù)載供電不足，將蓄電池切換到放電模式，將蓄電池根據(jù)第一電能分配方案釋放電能經(jīng)直流電經(jīng)直流-直流雙向變換器進(jìn)行電壓提升，以及經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后供于負(fù)載；
[0019]其中，蓄電池的輸出功率可通過第一蓄電池放電公式計(jì)算得到，該第一蓄電池放電公式表示如下
? ^batteryoutput P load ^output (max) ?
[0020]Pbatteywtput表示蓄電池在放電模式下釋放電能的輸出功率；
[0021]S222、如PlMd< Ptjutput0nax),則判定光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出光伏電能存在富余，將蓄電池切換到充電模式，由直流-直流雙向變換器對該富余的光伏電能進(jìn)行降壓處理后儲存于蓄電池；
[0022]該富余部分的光伏電能的輸出功率可通過第一蓄電池充電公式計(jì)算得到，該第一蓄電池充電公式表示如下
?PsupIus P output (max) ^load?
[0023]Psuplus表示該富余的光伏電能的輸出功率；
[0024]PoUtpUtimM)表不光伏發(fā)電系統(tǒng)所提供光伏電能的最大輸出功率；
[0025]PlMd表示電能分配控制裝置工作于離網(wǎng)供電模式時(shí)分配及供給于負(fù)載的第一部分光伏電能的輸出功率。
[0026]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，如所述步驟SI中所述電能分配控制裝置工作于并網(wǎng)供電模式，則所述步驟S2相應(yīng)包括如下子步驟:
[0027]S21'、直流-直流雙向變換器確定與電能分配控制裝置所處并網(wǎng)供電模式匹配的第二電能分配方案，將基于第二電能分配方案分配到的第三部分光伏電能進(jìn)行降壓處理后儲存于蓄電池；
[0028]S22'、雙向逆變器將基于第二電能分配方案分配到的第四部分光伏電能轉(zhuǎn)換為交流電后將其并網(wǎng)；
[0029]其中，所述第二電能分配方案基于第二電能功率分配公式實(shí)現(xiàn)，該第二電能功率分配公式表示如下:p_t(max)= P battery+Pgrid，
[0030]PoUtpUtimM)表不光伏發(fā)電系統(tǒng)所提供光伏電能的最大輸出功率；
[0031]PgHd表示電能分配控制裝置工作于并網(wǎng)供電模式時(shí)并網(wǎng)上電的第三部分光伏電能的輸出功率；
[0032]Pbattey表示電能分配控制裝置工作于并網(wǎng)供電模式時(shí)儲存于蓄電池的第四部分光伏電能或蓄電池釋放電能的輸出功率。
[0033]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，所述步驟S22'還包括:
[0034]S221'、如PgHd> P output(max)，則判定光伏發(fā)電系統(tǒng)供給光伏電能存在不足，將蓄電池切換到放電模式，將蓄電池根據(jù)第二電能分配方案釋放的電能經(jīng)直流電經(jīng)直流-直流雙向變換器進(jìn)行電壓提升，以及經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后并網(wǎng)上電；
[0035]其中，蓄電池的輸出功率可通過第二蓄電池放電公式計(jì)算得到，該第二蓄電池放電公式表示如下
? ^batteryoutput P grid ^output (max) ?
[0036]Pbatteymtput表示蓄電池在放電模式釋放電能的輸出功率；
[0037]PoUtpUtimM)表不光伏發(fā)電系統(tǒng)所提供光伏電能的最大輸出功率；
[0038]PgHd表示電能分配控制裝置工作于并網(wǎng)供電模式時(shí)并網(wǎng)上電的第三部分光伏電能的輸出功率；
[0039]S222r、如PgHd< P _ut(max)，則判定光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出光伏電能存在富余，將蓄電池切換到充電模式，由直流-直流雙向變換器對該富余的光伏電能進(jìn)行降壓處理后將其儲存于蓄電池；
[0040]該富余的光伏電能的輸出功率可通過第二蓄電池充電公式計(jì)算得到，該第二蓄電池充電公式表示如下:Psuplus= P output (max)-Pgrid；
[0041 ] Psuplus表示該富余的光伏電能的輸出功率。
[0042]在本發(fā)明上述光伏電能管理方法中，所述步驟SO還包括如下子步驟:
[0043]S01、如根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入電流采樣結(jié)果判斷光伏發(fā)電系統(tǒng)工作于夜間模式，則通過直流-直流雙向變換器或雙向逆變器相應(yīng)調(diào)低直流母線電壓，同時(shí)啟動防逆裝置；
[0044]S02、如根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入電流采樣結(jié)果判斷光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率超出負(fù)載及蓄電池的額定功率之和，則通過直流-直流雙向變換器或雙向逆變器相應(yīng)升高直流母線電壓。
[0045]本發(fā)明還構(gòu)造一種光伏電能管理系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、輸電網(wǎng)及負(fù)載、蓄電池，還包括一端連接光伏發(fā)電系統(tǒng)，另一端連接輸電網(wǎng)及負(fù)載、以及蓄電池的電能分配控制裝置:
[0046]所述電能分配控制裝置用于獲取到光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入的光伏電能時(shí)，基于其當(dāng)前所處供電模式確定與之匹配的電能分配方案，根據(jù)輸電網(wǎng)上電或負(fù)載供電需求，應(yīng)用該電能分配方案在蓄電池、輸電網(wǎng)或負(fù)載之間執(zhí)行相應(yīng)的電能分配工作。
[0047]本發(fā)明還構(gòu)造一種應(yīng)用于光伏電能管理系統(tǒng)的電能分配控制裝置，所述電能分配控制裝置包括:
[0048]連接于直流母線的防逆裝置，用于防止光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入電流產(chǎn)生逆流；
[0049]雙向逆變器，用于判斷電能分配控制裝置工作