CN104283227A - 一种微型电网的能量管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型电网的能量管理系统及方法，包含发电单元、储能单元及控制单元。控制单元获取发电单元、储能单元公用电网及本地负载的信息，并根据当前并网功率和各单元的信息调整下一时刻各单元的工作状态，进而实现对系统能量流动方向的调整，以保证最优供电。本方案通过对当前状态及下一时刻状态的精确获取及判断，实现对系统内变换器状态的控制，以达到自发自用率和收益最大化，避免了现有技术对电能流向不能准确控制，而导致的不适用于家庭和小型商户等场景的问题。

Description

一种微型电网的能量管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电网管理领域，尤其涉及一种能量管理系统及方法。

背景技术

微型电网是以分布式发电技术为基础，将多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。

为实现对微型电网的管理，出现了能量管理系统，这是保证整个微型电网安全、可靠并经济运行的基础。带光伏发电的微型电网的能量管理系统，就是在光伏阵列发电量变化的条件下，及时调整储能单元或电网的电量以规划最优的发电和用电。

然而现有的能量管理系统一般都针对大型电站，其能量流向不需要准确并快速的控制因此，采用这种方式并不适用于家庭和小型商户等运用场景下。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种微型电网的能量管理系统及方法，以解决现有技术中的能量管理系统不需要对数据快速、准确控制，不适用于家庭和小型商户等场景的问题，其具体方案如下：

一种微型电网的能量管理系统，包括：发电单元、储能单元及与所述发电单元、所述储能单元、本地负载和公用电网分别相连的控制单元，其中：

所述控制单元控制所述发电单元发电，所述发电单元将所发电能供给本地负载；

所述控制单元判断所述发电单元所发电能是否大于所述本地负载正常运行所需电能，若能，则所述本地负载正常运行后，将判断所述发电单元所发电能是否还有剩余，若有，则所述发电单元将剩余电能发送至所述储能单元，进行存储，所述储能单元进行充放电的调节；所述控制单元判断所述发电单元所发电小于所述本地负载正常运行所需电能时，根据预定条件选取储能单元的电能或所述公用电网的电能，将电能输入至所述本地负载，以供所述本地负载正常运行。

进一步的，所述储能单元包括：双向DCDC变换器，与所述双向DCDC变换器相连的获取单元，第一判断单元，与所述第一判断单元相连的第二判断单元，与所述双向DCDC变换器、获取单元、第一判断单元及第二判断单元分别相连的执行单元，其中：

所述获取单元用于获取所述双向DCDC变换器的当前状态，所述双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电；

所述第一判断单元用于判断输出功率的等级，所述输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小；

所述第二判断单元用于依据输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态；

所述执行单元用于比较所述第二判断单元输出的下一时刻所述双向DCDC变换器的状态与所述获取单元获取的当前状态是否一致，若一致，则不进行状态变换，若不一致，则按照所述第二判断单元输出的下一时刻双向DCDC变换器的状态进行变换。

进一步的，所述第二判断单元具体包括：第二判断子单元，与所述第二判断子单元相连的控制子单元，其中：

当所述双向DCDC变换器当前状态为充电时，所述第二判断子单元用于判断输出功率是否偏大、储能单元是否未达到过充且限定的充放电次数是否未到，若是，则发出第一控制指令，否则，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第一控制指令时，维持所述双向DCDC变换器的当前充电状态；所述控制子单元接收第二控制指令时，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态；

当所述双向DCDC变换器当前状态为放电时，所述第二判断子单元用于判断输出功率是否偏小、储能单元是否未达到过放且限定的充放电次数是否未到，若是，则发出第三控制指令，否则，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第三控制指令时，维持所述双向DCDC变换器的当前放电状态；所述控制子单元接收第二控制指令时，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态。

进一步的，所述第一判断单元包括：第一比较子单元，与所述第一比较子单元相连的第一确定子单元，与所述第一确定子单元相连的第二比较子单元，与所述第二比较子单元相连的第二确定子单元，分别与所述第一确定子单元及第二确定子单元相连的第三比较子单元，其中：

所述第一比较子单元用于比较所述输出功率与预设功率的大小，所述预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率；

所述第一确定子单元用于确定所述输出功率处于偏大等级或偏小等级，当输出功率大于预设充电功率时，确定所述输出功率处于偏大等级，当输出功率小于预设放电功率时，确定所述输出功率处于偏小等级；

所述第二比较子单元用于比较所述预设充电功率与第一功率之间的差值与输出功率的大小，所述第一功率为所述输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；

所述第三比较子单元用于比较所述预设放电功率与第一功率之间的和与输出功率的大小；

所述第二确定子单元用于当所述预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，或预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，确定输出功率处于适中等级。

进一步的，所述第二判断单元还包括：与所述第二判断子单元相连的设定单元，其中：

所述设定单元用于设定充放电次数，所述充放电次数为预设时间内所述双向DCDC变换器的充放电次数；

当所述第二判断子单元判断预设时间内所述双向DCDC变换器达到设定的充放电次数时，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第二控制指令，控制所述双向DCDC变换器停运。

一种微型电网的能量管理方法，包括：

控制发电单元发电，并将所述发电单元所发电能供给本地负载；

判断所述发电单元所发电能是否大于使所述本地负载正常运行所需电能；

若是，则当所述本地负载正常运行后，判断所述发电单元所发电能是否还有剩余；

若有，将所述发电单元的剩余电能发送至储能单元；

控制所述储能单元进行充放电的调节；

若所述发电单元所发电能小于所述本地负载正常运行所需电能，根据预定条件选取储能单元的电能或公用电网的电能，将电能输入至本地负载。

进一步的，所述控制所述储能单元进行充放电的调节，具体包括：

获取储能单元的双向DCDC变换器的当前状态，所述双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电；

判断输出功率的等级，所述输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小；

依据所述输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态；

当判断出的下一时刻双向DCDC变换器的状态与当前状态一致，不进行状态变换，若不一致，则进行双向DCDC变换器状态的转换。

进一步的，所述依据所述输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态，具体为：

当所述双向DCDC变换器当前状态为充电时，且所述输出功率偏大、储能单元未达到过充且限定的充放电次数未到时，维持当前充电状态；否则，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为放电状态；

当所述双向DCDC变换器当前状态为放电时，且所述输出功率偏小、储能单元未达到过放且限定的充放电次数未到时，维持当前放电状态；否则，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为充电状态。

进一步的，所述判断输出功率的等级，具体为：

比较所述输出功率与预设功率的大小，所述预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率；

当所述输出功率大于预设充电功率时，所述输出功率处于偏大等级；

比较所述预设充电功率与第一功率之间的差值与输出功率的大小，所述第一功率为所述输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；

当所述预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，所述输出功率处于适中等级；

当所述输出功率小于预设放电功率时，所述输出功率处于偏小等级；

比较所述预设放电功率与第一功率之间的和与输出功率的大小；

当所述预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，所述输出功率处于适中等级。

进一步的，还包括：

当所述双向DCDC变换器处于充电状态且为最大功率充电时，判断是否已开启可调负荷；

若是，判断发电单元是否已限功率；

若是，判断入网功率是否大于允许额定功率与入网端口允许的功率波动值之间的差值；

若是，则负载功率、允许额定功率、与输出功率的和与入网端口允许的功率波动值之间的差与发电单元限功率值相等；

维持所述双向DCDC变换器充电状态。

进一步的，还包括：

判断所述发电单元所发电能是否小于所述本地负载正常运行所需电能；

若是，判断当前电价是否大于预定值；

若是，则关闭可调负荷。

进一步的，判断所述双向DCDC变换器处于所述最大功率充电，具体为：

判断所述双向DCDC变换器是否处于恒压充电模式；

若是，则所述双向DCDC变换器最大功率充电，否则，判断充电功率是否达到上限值；

若是，则所述双向DCDC变换器最大功率充电，否则，所述双向DCDC变换器正常功率充电。

进一步的，所述限定的充电次数具体为：

设定预设时间内所述双向DCDC变换器的充放电次数；

当所述预设时间内所述双向DCDC变换器达到充放电次数，控制所述双向DCDC变换器停运。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的微型电网的能量管理系统及方法，通过控制单元控制发电单元发电，将发电单元的电能供给本地负载，在本地负载正常运行后，若发电单元还有剩余电能，则发送至储能单元，控制储能单元进行充放电的调节，当发电单元的电能不足够使本地负载正常运行时，根据预定条件选取储能单元或公用电网的电能输入至本地负载，使本地负载正常运行。本方案通过对发电单元所发电能是否足够本地负载的正常运行的判断，实现对发电单元所发电能的流向的控制，并进一步实现对储能单元内存储电能的调节，以及公用电网电能流向的控制，避免了现有技术中对电能的控制方式由于对电能流向不能准确控制，而导致的不适用于家庭和小型商户等场景的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种微型电网的能量管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种储能单元的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种第一判断单元的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的一种微型电网的能量管理方法的流程图；

图5为本发明实施例公开的一种控制储能单元进行充放电调节的方法的流程图；

图6为本发明实施例公开的一种充电状态限功率的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种微型电网的能量管理系统，其结构示意图如图1所示，包括：

发电单元11，储能单元12，控制单元13。

其中，控制单元13分别与发电单元11、储能单元12、本地负载及公用电网相连。

其中，控制单元15控制发电单元11发电，发电单元11将所发电能供给本地负载。

控制单元13判断发电单元11所发电能是否大于本地负载正常运行所需电能，若是，则本地负载正常运行后，将判断发电单元11所发电能是否还有剩余，若有，则发电单元11将剩余电能发送至储能单元12，进行存储，储能单元12进行充放电的调节；控制单元13判断发电单元11所发电小于本地负载正常运行所需电能，则根据预定条件选取储能单元或公用电网的电能输入至本地负载，使本地负载正常运行。

其中，预定条件具体为：可调负荷的接入情况、电价情况及储能单元的荷电情况。

当可调负荷关闭，电价偏低，且储能单元中储存电能较少时，选取公用电网的电能供给本地负载；

当可调负荷关闭，电价偏高，且储能单元中储存电能较多时，选取储能单元的电能供给本地负载。

发电单元所发电能优先供给本地负载，只有在本地负载正常运行后，发电单元还有剩余电能时，才将剩余电能发送至储能单元进行能量的存储。

本地负载可以分为可调负载和非可调负载，发电单元的电能优先供给非可调负载，只有当发电量充足时，才打开可调负载进行供电。

为保护储能单元的寿命，可以根据储能单元的类型以及当前所存储的电能状态对储能单元进行充放电的控制。

在储能单元进行充放电的过程中，根据储能单元各端口的功率情况控制储能单元的放电深度，并且，在24小时之内深度充放电的次数不能超过预定次数。

优选的，还可以在电价偏高时，控制储能单元不进行充电，在电价偏低时，控制储能单元不进行放电。

本实施例公开的微型电网的能量管理系统，通过控制单元控制发电单元发电，将发电单元的电能供给本地负载，在本地负载正常运行后，若发电单元还有剩余电能，则发送至储能单元，控制储能单元进行充放电的调节，当发电单元的电能不足够使本地负载正常运行时，根据预定条件选取储能单元或公用电网的电能输入至本地负载，使本地负载正常运行。本方案通过对发电单元所发电能是否足够本地负载的正常运行的判断，实现对发电单元所发电能的流向的控制，并进一步实现对储能单元内存储电能的调节，以及公用电网电能流向的控制，避免了现有技术中对电能的控制方式由于对电能流向不能准确控制，而导致的不适用于家庭和小型商户等场景的问题。

本实施例公开了一种储能单元，其结构示意图如图2所示，包括：

双向DCDC变换器21，与双向DCDC变换器21相连的获取单元22，第一判断单元23，与第一判断单元23相连的第二判断单元24，与双向DCDC变换器21、获取单元22、第一判断单元23及第二判断单元24分别相连的执行单元25。

本方案公开的储能单元是能量管理系统的一部分，其中，能量管理系统中包括：控制单元、储能单元、发电单元、本地负载及公用电网。

其中，储能单元用于储存电能，发电单元可以为光伏或风力发电系统，能量管理系统用于控制上述发电单元、储能单元及本地负载，进而实现对电网的控制。

当能量管理系统出现故障时，首先重新启动能量管理系统，若出现故障的次数已达到故障的上限值，则判断故障的来源是不是双向DCDC变换器，若不是，则发出报警指令，提示能量管理系统关机，若故障来源是双向DCDC变换器，则关闭双向DCDC变换器，重新启动能量管理系统中除双向DCDC变换器的其余部分，以实现系统的最大化运行。

其中：获取单元22用于获取双向DCDC变换器的当前状态，双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电。

在充电向放电转换或放电向充电转换的过程中，需要经过停运的过程。即若要实现充电向放电状态的转换，在充电结束后，需要首先经过停运状态，在停运状态达到预定充放电切换时间间隔后，进入放电状态；同理，若要实现放电向充电状态的转换，在放电结束后，需要首先经过停运状态，在停运状态达到预定充放电切换时间间隔后，进入充电状态。

第一判断单元23用于判断输出功率的等级，输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小。

第一判断单元23的结构示意图如图3所示，包括：第一比较子单元231，与第一比较子单元231相连的第一确定子单元232，与第一确定子单元232相连的第二比较子单元233，与第二比较子单元相连的第二确定子单元234，分别与第一确定子单元232及第二确定子单元234相连的第三比较子单元235。

第一比较子单元231用于比较输出功率与预设功率的大小，其中，预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率。

第一确定子单元232用于确定输出功率处于偏大等级或偏小等级，

当输出功率大于预设充电功率时，第一确定单元232确定输出功率处于偏大等级；当输出功率小于预设放电功率时，确定输出功率处于偏小等级。

第二比较子单元233用于比较预设充电功率与第一功率之间的差值与输出功率的大小，当预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，第二确定子单元234确定输出功率处于适中等级，其中，第一功率为输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；第三比较子单元235用于比较预设放电功率与第一功率之间的和是否小于输出功率，当预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，第二确定子单元234确定输出功率处于适中等级。

第二判断单元24用于依据输出功率的等级判断下一时刻双向DCDC变换器的状态。

第二判断单元24具体包括：第二判断子单元及与第二判断子单元相连的控制子单元。

当双向DCDC变换器当前状态为充电时，第二判断子单元判断输出功率偏大、储能单元未达到过充且限定的充放电次数未达到，当这三个条件同时成立时，发出第一控制指令，否则发出第二控制指令；

控制子单元接收到第一控制指令时，维持双向DCDC变换器当前的充电状态，若有其中任意一个条件不能满足，即接收到第二控制指令时，则控制双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态。

当双向DCDC变换器当前状态为放电时，第二判断子单元判断输出功率偏小、储能单元未达到过放且限定的充放电次数未达到，当这三个条件同时成立时，发出第三控制指令，否则，发出第二控制指令；

控制子单元接收第三控制指令，维持当前的放电状态，若有其中任意一个条件不能满足，即控制子单元接收到第二控制指令时，控制双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态。

另外，若双向DCDC变换器一直处于停运状态，也需要进行预定充放电切换时间间隔的判断，当达到预定充放电切换时间间隔后，判断双向DCDC变换器是否需要充电状态的转换，若不需要，判断双向DCDC变换器是否需要放电状态的转换，若也不需要，则继续维持停运状态。

其中，限定储能单元是否达到过充或过放是为了使储能单元一直维持在最佳的状态运行，避免过充或过放造成的损伤。

限定充放电次数是设定单元完成的，是为了能够提高储能单元的使用寿命，即设定预设时间内双向DCDC变换器的充放电次数，在其到达限定的充放电次数时，即控制双向DCDC变换器停运。

其中，为了提高储能单元的使用寿命，除采用上述限定充放电次数及避免过充、过放外，还可以从储能单元的荷电状态出发，或者储能单元寿命保护标志。

执行单元25用于比较第二判断单元24输出的下一时刻双向DCDC变换器的状态与获取单元22获取的当前状态是否一致，若一致，则不进行状态的变换，若不一致，则按照第二判断单元24输出的下一时刻双向DCDC变换器的状态进行变换。

本实施例公开的储能单元，通过获取双向DCDC变换器的当前状态以及根据输出功率判断下一时刻的状态，进而实现对电网能量流动方向的调整，以保证供电。本方案通过对当前状态及下一时刻状态的精确获取及判断，实现对变换器状态的控制，以实现对数据的精确控制，避免了现有技术中通过预测的方式进行控制所达到的不精确的效果，同时直接通过对双向DCDC变换器的控制实现对数据的控制，控制方式简单。

本发明公开了一种微型电网的能量管理方法，其流程图如图4所示，包括：

步骤S41、控制发电单元发电，并将发电单元所发电能供给本地负载；

步骤S42、判断发电单元所发电能是否大于本地负载正常运行所需电能；

步骤S43、若是，则当本地负载正常运行后，判断发电单元所发电能是否还有剩余；

步骤S44、若有，将发电单元的剩余电能发送至储能单元；

发电单元所发电能优先供给本地负载，只有在本地负载正常运行后，发电单元还有剩余电能时，才将剩余电能发送至储能单元进行能量的存储。

本地负载可以分为可调负载和非可调负载，发电单元的电能优先供给非可调负载，只有当发电量充足时，才打开可调负载进行供电。

步骤S45、控制储能单元进行充放电的调节；

为保护储能单元的寿命，可以根据储能单元的类型以及当前所存储的电能状态对储能单元进行充放电的控制。

在储能单元进行充放电的过程中，根据储能单元各端口的功率情况控制储能单元的放电深度，并且，在24小时之内深度充放电的次数不能超过预定次数。

优选的，还可以在电价偏高时，控制储能单元不进行充电，在电价偏低时，控制储能单元不进行放电。

步骤S46、若发电单元所发电小于本地负载正常运行所需电能，根据预定条件选取储能单元或公用电网的电能输入至本地负载。

其中，预定条件具体为：可调负荷的接入情况、电价情况及储能单元的荷电情况。

当可调负荷关闭，电价偏低，且储能单元中储存电能较少时，选取公用电网的电能供给本地负载；

当可调负荷关闭，电价偏高，且储能单元中储存电能较多时，选取储能单元的电能供给本地负载。本实施例公开的微型电网的能量管理方法，通过控制发电单元发电，将发电单元的电能供给本地负载，在本地负载正常运行后，若发电单元还有剩余电能，则发送至储能单元，控制储能单元进行充放电的调节，当发电单元的电能不足够使本地负载正常运行时，控制公用电网输入电能至本地负载，使本地负载正常运行。本方案通过对发电单元所发电能是否足够本地负载的正常运行的判断，实现对发电单元所发电能的流向的控制，并进一步实现对储能单元内存储电能的调节，以及公用电网电能流向的控制，避免了现有技术中对电能的控制方式由于对电能流向不能准确控制，而导致的不适用于家庭和小型商户等场景的问题。

本实施例公开了一种控制储能单元进行充放电调节的方法，其流程图如图5所示，包括：

步骤S51、获取双向DCDC变换器的当前状态；

双向DCDC变换器设置于储能单元内，是可以双象限运行的直流-直流变换器，其可以根据实际需要调节能量的流动方向。

本方案公开的控制储能单元进行充放电调节的方法，应用于微型电网的能量管理系统，在能量管理系统中通过双向DCDC变换器实现精确控制电能的流动方向，从而实现精确控制储能单元的充电和放电。

其中，能量管理系统中包括：控制单元、储能单元、发电单元、本地负载及公用电网。

其中，储能单元用于储存电能，发电单元可以为光伏或风力发电系统，能量管理系统用于控制上述发电单元、储能单元及本地负载，进而实现对公用电网的控制。

当能量管理系统出现故障时，首先重新启动能量管理系统，若出现故障的次数已达到故障的上限值，则判断故障的来源是不是双向DCDC变换器，若不是，则发出报警指令，提示能量管理系统关机，若故障来源是双向DCDC变换器，则关闭双向DCDC变换器，重新启动能量管理系统中除双向DCDC变换器的其余部分，以实现系统的最大化运行。

双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电。

其中，在充电向放电转换或放电向充电转换的过程中，需要经过停运的过程。即若要实现充电向放电状态的转换，在充电结束后，需要首先经过停运状态，在停运状态达到预定充放电切换时间间隔后，进入放电状态；同理，若要实现放电向充电状态的转换，在放电结束后，需要首先经过停运状态，在停运状态达到预定充放电切换时间间隔后，进入充电状态。

步骤S52、判断输出功率的等级；

输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小。

判断输出功率的等级，具体为：其中，预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率。

当输出功率大于预设充电功率时，输出功率处于偏大等级；当输出功率小于预设放电功率时，输出功率处于偏小等级。

当预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，输出功率处于适中等级，其中，第一功率为输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；当预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，输出功率处于适中等级。

步骤S53、依据输出功率的等级判断下一时刻双向DCDC变换器的状态；

当双向DCDC变换器当前状态为充电时，判断输出功率偏大、储能单元未达到过充且限定的充放电次数未达到，当这三个条件同时成立时，维持当前的充电状态，若有其中任意一个条件不能满足，则控制双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为放电状态。

当双向DCDC变换器当前状态为放电时，判断输出功率偏小、储能单元未达到过放且限定的充放电次数未达到，当这三个条件同时成立时，维持当前的放电状态，若有其中任意一个条件不能满足，则控制双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为充电状态。

另外，若双向DCDC变换器一直处于停运状态，也需要进行预定充放电切换时间间隔的判断，当达到预定充放电切换时间间隔后，判断双向DCDC变换器是否需要充电状态的转换，若不需要，判断双向DCDC变换器是否需要放电状态的转换，若也不需要，则继续维持停运状态。

其中，限定储能单元是否达到过充或过放是为了使储能单元一直维持在最佳的状态运行，避免过充或过放造成的损伤。

限定充放电次数是为了能够提高储能单元的使用寿命，即设定预设时间内双向DCDC变换器的充放电次数，在其到达限定的充放电次数时，即控制双向DCDC变换器停运。

其中，为了提高储能单元的使用寿命，除采用上述限定充放电次数及避免过充、过放外，还可以从储能单元的荷电状态出发，或者储能单元寿命保护标志。

步骤S54、当判断出的下一时刻双向DCDC变换器的状态与当前状态一致，不进行状态变换，若不一致，则进行双向DCDC变换器状态的转换。

本实施例公开的控制储能单元进行充放电的调节的方法，通过获取双向DCDC变换器的当前状态以及根据输出功率判断下一时刻的状态，进而实现对电网能量流动方向的调整，以保证供电。本方案通过对当前状态及下一时刻状态的精确获取及判断，实现对变换器状态的控制，以实现对数据的精确控制，避免了现有技术中通过预测的方式进行控制所达到的不精确的效果，同时直接通过对双向DCDC变换器的控制实现对数据的控制，控制方式简单。

本实施例公开了一种充电状态限功率的方法，其流程图如图6所示，包括：

步骤S61、当双向DCDC变换器处于充电状态时，判断双向DCDC变换器是否为最大功率充电；

无论双向DCDC变换器是处于充电状态还是停运状态，都可以进行限功率的控制。

当双向DCDC变换器处于充电状态时，需要首先判断双向DCDC变换器是否为最大功率充电，当其为最大功率充电时，进行可调负荷是否开启的判断；当双向DCDC变换器处于停运状态时，此时控制双向DCDC变换器进行充电，使其处于充电状态，之后直接进行可调负荷是否开启的判断。

若双向DCDC变换器处于放电状态，不需要进行限功率处理。

具体的，判断双向DCDC变换器是否为最大功率充电，可以为：

首先判断双向DCDC变换器是否处于恒压充电模式，若处于恒压充电模式，则双向DCDC变换器为最大功率充电，若没有处于恒压充电模式，则判断充电功率是否达到上限值，若达到上限值，则双向DCDC变换器为最大功率充电，若没有达到上限值，则双向DCDC变换器为正常功率充电。

步骤S62、若是，判断是否已开启可调负荷，否则维持当前充电状态；

另外，还可以为：当发电单元所发电能小于本地负载正常运行所需电能，且当前电价大于预定值时，关闭可调负荷。

步骤S63、若是，当发电单元限功率后，判断入网功率是否大于允许额定功率与入网端口允许的功率波动值之间的差值；

若没有开启可调负荷，需要首先判断输出功率是否偏小，若是，则需要判断发电单元是否已限功率；若输出功率不偏小，则关闭可调负荷后，判断发电单元是否已限功率。

其中，若发电单元没有限功率，则在输出限功率处理后，判断入网功率是否大于允许额定功率与入网端口允许的功率波动值之间的差值。

用公式表示即为：

P_grid是否大于P_e*(1-Rlmt)-P_gridflu，其中，P_grid为入网功率，P_e为额定功率，Rlmt为允许并网功率比例，P_gridflu为并网侧允许的功率波动，P_gridflu的设置需要综合考虑采样精度和调度的可靠性。

步骤S64、若是，则负载功率、允许额定功率、与输出功率的和与入网端口允许的功率波动值之间的差与发电单元限功率值相等，否则，无需限功率处理；

步骤S65、维持双向DCDC变换器充电状态。

若此时双向DCDC变换器处于停运状态，则去除双向DCDC变换器充放电状态之间变换的停运状态。

具体的，发电单元做做大功率跟踪，当发电量充足时，先供给本地负载，再最大化给储能单元；当发电量适中时，先供给本地关键负载，再最大化给储能单元充电，此时若发现入网功率P_grid小于0，则判断是否有可调负荷，若有，则关闭可调负荷，若关闭可调负荷后，入网功率P_grid仍小于0，则考虑减小充电功率，直至停止充电；当发电量偏小时，先供给本地关键负载，并让储能单元停止工作，此时，若发现入网功率P_grid小于0，则判断是否有可调负荷，若有，则关闭可调负荷，若关闭可调负荷后，入网功率P_grid仍小于0，则增大放电功率，直至增大到放电上限，若储能单元电能放完，则停止放电。

本实施例公开的方案实现了在双向DCDC变换器处于充电状态时对功率的限制，保证了发电单元所发电能有限供给本地负载，剩余部分再发送给储能单元。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种微型电网的能量管理系统，其特征在于，包括：发电单元、储能单元及与所述发电单元、所述储能单元、本地负载和公用电网分别相连的控制单元，其中：

所述控制单元控制所述发电单元发电，所述发电单元将所发电能供给本地负载；

所述控制单元判断所述发电单元所发电能是否大于所述本地负载正常运行所需电能，若是，则所述本地负载正常运行后，将判断所述发电单元所发电能是否还有剩余，若有，则所述发电单元将剩余电能发送至所述储能单元，进行存储，所述储能单元进行充放电的调节；所述控制单元判断所述发电单元所发电小于所述本地负载正常运行所需电能时，根据预定条件选取储能单元的电能或所述公用电网的电能，将电能输入至所述本地负载，以供所述本地负载正常运行。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能单元包括：双向DCDC变换器，与所述双向DCDC变换器相连的获取单元，第一判断单元，与所述第一判断单元相连的第二判断单元，与所述双向DCDC变换器、获取单元、第一判断单元及第二判断单元分别相连的执行单元，其中：

所述获取单元用于获取所述双向DCDC变换器的当前状态，所述双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电；

所述第一判断单元用于判断输出功率的等级，所述输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小；

所述第二判断单元用于依据输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态；

所述执行单元用于比较所述第二判断单元输出的下一时刻所述双向DCDC变换器的状态与所述获取单元获取的当前状态是否一致，若一致，则不进行状态变换，若不一致，则按照所述第二判断单元输出的下一时刻双向DCDC变换器的状态进行变换。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二判断单元具体包括：第二判断子单元，与所述第二判断子单元相连的控制子单元，其中：

当所述双向DCDC变换器当前状态为充电时，所述第二判断子单元用于判断输出功率是否偏大、储能单元是否未达到过充且限定的充放电次数是否未到，若是，则发出第一控制指令，否则，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第一控制指令时，维持所述双向DCDC变换器的当前充电状态；所述控制子单元接收第二控制指令时，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态；

当所述双向DCDC变换器当前状态为放电时，所述第二判断子单元用于判断输出功率是否偏小、储能单元是否未达到过放且限定的充放电次数是否未到，若是，则发出第三控制指令，否则，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第三控制指令时，维持所述双向DCDC变换器的当前放电状态；所述控制子单元接收第二控制指令时，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，再判断下一时刻的运行状态。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一判断单元包括：第一比较子单元，与所述第一比较子单元相连的第一确定子单元，与所述第一确定子单元相连的第二比较子单元，与所述第二比较子单元相连的第二确定子单元，分别与所述第一确定子单元及第二确定子单元相连的第三比较子单元，其中：

所述第一比较子单元用于比较所述输出功率与预设功率的大小，所述预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率；

所述第一确定子单元用于确定所述输出功率处于偏大等级或偏小等级，当输出功率大于预设充电功率时，确定所述输出功率处于偏大等级，当输出功率小于预设放电功率时，确定所述输出功率处于偏小等级；

所述第二比较子单元用于比较所述预设充电功率与第一功率之间的差值与输出功率的大小，所述第一功率为所述输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；

所述第三比较子单元用于比较所述预设放电功率与第一功率之间的和与输出功率的大小；

所述第二确定子单元用于当所述预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，或预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，确定输出功率处于适中等级。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二判断单元还包括：与所述第二判断子单元相连的设定单元，其中：

所述设定单元用于设定充放电次数，所述充放电次数为预设时间内所述双向DCDC变换器的充放电次数；

当所述第二判断子单元判断预设时间内所述双向DCDC变换器达到设定的充放电次数时，发出第二控制指令；

所述控制子单元接收第二控制指令，控制所述双向DCDC变换器停运。

6.一种微型电网的能量管理方法，其特征在于，包括：

控制发电单元发电，并将所述发电单元所发电能供给本地负载；

判断所述发电单元所发电能是否大于所述本地负载正常运行所需电能；

若是，则当所述本地负载正常运行后，判断所述发电单元所发电能是否还有剩余；

若有，将所述发电单元的剩余电能发送至储能单元；

控制所述储能单元进行充放电的调节；

若所述发电单元所发电能小于所述本地负载正常运行所需电能，根据预定条件选取储能单元的电能或公用电网的电能，将电能输入至本地负载。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制所述储能单元进行充放电的调节，具体包括：

获取储能单元的双向DCDC变换器的当前状态，所述双向DCDC变换器的状态包括：停运、充电及放电；

判断输出功率的等级，所述输出功率的等级包括：适中、偏大和偏小；

依据所述输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态；

当判断出的下一时刻双向DCDC变换器的状态与当前状态一致，不进行状态变换，若不一致，则进行双向DCDC变换器状态的转换。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述输出功率的等级判断下一时刻所述双向DCDC变换器的状态，具体为：

当所述双向DCDC变换器当前状态为充电时，且所述输出功率偏大、储能单元未达到过充且限定的充放电次数未到时，维持当前充电状态；否则，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为放电状态；

当所述双向DCDC变换器当前状态为放电时，且所述输出功率偏小、储能单元未达到过放且限定的充放电次数未到时，维持当前放电状态；否则，控制所述双向DCDC变换器停运预定时间后，转换为充电状态。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述判断输出功率的等级，具体为：

比较所述输出功率与预设功率的大小，所述预设功率包括：预设充电功率及预设放电功率；

当所述输出功率大于预设充电功率时，所述输出功率处于偏大等级；

比较所述预设充电功率与第一功率之间的差值与输出功率的大小，所述第一功率为所述输出功率三个等级范围之间的滞环环宽；

当所述预设充电功率与第一功率之间的差值大于输出功率时，所述输出功率处于适中等级；

当所述输出功率小于预设放电功率时，所述输出功率处于偏小等级；

比较所述预设放电功率与第一功率之间的和与输出功率的大小；

当所述预设放电功率与第一功率之间的和小于输出功率时，所述输出功率处于适中等级。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述双向DCDC变换器处于充电状态且为最大功率充电时，判断是否已开启可调负荷；

若是，判断发电单元是否已限功率；

若是，判断入网功率是否大于允许额定功率与入网端口允许的功率波动值之间的差值；

若是，则负载功率、允许额定功率、与输出功率的和与入网端口允许的功率波动值之间的差与发电单元限功率值相等；

维持所述双向DCDC变换器充电状态。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

判断所述发电单元所发电能是否小于所述本地负载正常运行所需电能；

若是，判断当前电价是否大于预定值；

若是，则关闭可调负荷。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，判断所述双向DCDC变换器处于所述最大功率充电，具体为：

判断所述双向DCDC变换器是否处于恒压充电模式；

若是，则所述双向DCDC变换器最大功率充电，否则，判断充电功率是否达到上限值；

若是，则所述双向DCDC变换器最大功率充电，否则，所述双向DCDC变换器正常功率充电。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述限定的充电次数具体为：

设定预设时间内所述双向DCDC变换器的充放电次数；

当所述预设时间内所述双向DCDC变换器达到充放电次数，控制所述双向DCDC变换器停运。