CN104734146B - 基于分布式储能的供电调度方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于分布式储能的供电调度方法和系统，其中所述方法包括以下步骤：判断电网系统所在地区是否允许并网；监测是否有用电设备接入电网系统并生成监测信号；如果电网系统所在地区不允许并网且监测到有用电设备接入电网系统时，电能转换设备根据监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供用电设备使用的交流电；判断电能转换设备可提供的最大功率是否大于用电设备的需求功率；以及如果判断大于用电设备的需求功率，则控制电能转换设备按照用电设备的需求功率给用电设备供电。本发明实施例的方法，通过根据供电地区对并网的要求进行供电调度，在不允许并网的地区优先使用可再生能源发电站供电，减轻了电网系统的负担，提升了用户体验。

Description

基于分布式储能的供电调度方法和系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种基于分布式储能的供电调度方法和系统。

背景技术

目前，风力发电、光伏发电等间歇性能源发电发展迅速，已经成为电力系统的重要组成部分，但由于间歇性能源本身波动性和随机性的特点，愈来愈成为制约新能源发展的障碍，随着新能源发电规模的继续扩大，这个问题将显得更为迫切。将富余的能量储存起来，在用能高峰期再释放出来，是解决新能源间歇性的重点。

但是，目前分布式储能技术还没有统一的入网标准，如果强行向电网放电，不但不能帮助电网系统解决问题，反过来增加了电网系统控制难度和其他形式的干扰。为此，有些国家限制分布式储能入网或者限制某些时段不能入网等要求，这使分布式储能系统的发展受到了限制，从而不能有效缓解电网的供电压力。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于分布式储能的供电调度方法，该方法通过根据供电地区对并网的要求进行供电调度，减轻了电网负担，提升了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种基于分布式储能的供电调度系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的基于分布式储能的供电调度方法，包括以下步骤：判断电网系统所在地区是否允许并网；监测是否有用电设备接入所述电网系统并生成监测信号；如果所述电网系统所在地区不允许并网且监测到有所述用电设备接入所述电网系统时，电能转换设备根据所述监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供所述用电设备使用的交流电；判断所述电能转换设备可提供的最大功率是否大于所述用电设备的需求功率；如果判断大于所述用电设备的需求功率，则控制所述电能转换设备按照所述用电设备的需求功率给所述用电设备供电。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法，通过根据供电地区对并网的要求进行供电调度，在不允许并网的地区优先使用可再生能源发电站供电，减轻了电网系统的负担，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的基于分布式储能的供电调度系统，包括：可再生能源发电站、电网系统、至少一个用电设备、储能设备、电池管理器、电能转换设备和电能监控器，其中，所述电能监控器用于监测是否有所述用电设备接入所述电网系统，并生成监测信号；所述可再生能源发电站用于使用可再生能源进行发电；所述电池管理器用于控制所述储能设备充电或放电；以及所述电能转换设备，当所述电网所在地区不允许并网且监测到有所述用电设备接入所述电网时，所述电能转换设备用于根据所述监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供所述用电设备使用的交流电，以及当判断所述电能转换设备可提供的最大功率大于所述用电设备的需求功率时，按照所述用电设备的需求功率给所述用电设备供电。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度系统，通过根据供电地区对并网的要求进行供电调度，在不允许并网的地区优先使用可再生能源发电站供电，减轻了电网负担，提升了用户体验。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图；

图2是根据本发明另一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图；

图3是根据本发明又一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的基于分布式储能的供电调度系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

为了减轻电网负担并提升用户体验，本发明提出了一种基于分布式储能的供电调度方法和系统，下面参考附图描述本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法和系统。

图1是根据本发明一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法包括以下步骤：

步骤S101，判断电网系统所在地区是否允许并网。

步骤S102，监测是否有用电设备接入电网系统并生成监测信号。

在本发明的实施例中，当有用电设备接入电网系统时，电能监控器（例如，霍尔电流传感器）会监测到有电流从电网系统流向用电设备，电能监控器生成监测信号并将监测信号传递至电能转换设备。

步骤S103，如果电网系统所在地区不允许并网且监测到有用电设备接入电网系统时，电能转换设备根据监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供用电设备使用的交流电。

在本发明的实施例中，如果电网系统所在地区不允许并网，当电能监控设备监测到有用电设备接入电网系统时，优先使用可再生能源发电站的电能进行供电，即电能转换设备根据监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供用电设备使用的交流电。

步骤S104，判断电能转换设备可提供的最大功率是否大于用电设备的需求功率。

步骤S105，如果判断大于用电设备的需求功率，则控制电能转换设备按照用电设备的需求功率给用电设备供电。

在本发明的实施例中，如果电能转换设备可提供的最大功率大于用电设备的需求功率，说明电能转换设备将可再生能源发电站的电能转化后的功率可以满足用电设备对用电的需求，那么控制电能转换设备按照用电设备的需求功率给用电设备供电，以保持电能监控设备监测到的从电网系统流向用电设备的电流为零。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法，通过根据供电区域对并网的要求进行供电调度，在不允许并网的区域优先使用可再生能源发电站供电，减轻了电网系统的负担，提升了用户体验。

图2是根据本发明另一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图。如图2所示，本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法包括以下步骤：

步骤S201，判断电网系统所在地区是否允许并网。

步骤S202，监测是否有用电设备接入电网系统并生成监测信号。

步骤S203，如果电网系统所在地区不允许并网且监测到有用电设备接入电网系统时，电能转换设备根据监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供用电设备使用的交流电。

步骤S204，判断电能转换设备可提供的最大功率是否大于用电设备的需求功率。

步骤S205，如果判断大于用电设备的需求功率，则控制电能转换设备按照用电设备的需求功率给用电设备供电。

步骤S206，如果判断不大于用电设备的需求功率，则控制电能转换设备按照可提供的最大功率给用电设备供电，并控制电网系统给用电设备补充供电。

在本发明的实施例中，如果电能转换设备可提供的最大功率不大于用电设备的需求功率，则优先使用可再生能源发电站的电能进行供电，即控制电能转换设备按照可提供的最大功率给用电设备供电，剩余的功率从电网系统中取电。

步骤S207，如果电网系统所在地区不允许并网且没有监测到用电设备接入电网系统时，电池管理器控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能进行转换以给储能设备充电。

在本发明的实施例中，如果电网系统所在地区不允许并网且没有监测到用电设备接入电网系统时，则进行储能，即使用可再生能源发电站的电能给储能设备充电。

其中，步骤S207在步骤S202之后执行。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法，在电能转换设备可提供的最大功率不大于用电设备的需求功率时，优先使用可再生能源发电站给用电设备供电，电网系统给用电设备补充供电，提升了用户体验。

图3是根据本发明又一个实施例的基于分布式储能的供电调度方法的流程图。如图3所示，本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法包括以下步骤：

步骤S301，判断电网系统所在地区是否允许并网。

步骤S302，如果电网系统所在地区允许并网，则设置优先级模式，并根据优先级模式控制电网系统、可再生能源发电站以及储能设备进行并网、供电或储能。

在本发明的实施例中，优先级模式包括并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式。

在本发明的实施例中，当优先级模式为并网优先模式时，控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或储能设备中的电能进行转换以并入电网系统。

具体地，当优先级模式为并网优先模式时，控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能或者储能设备中的电能进行转换以并入电网系统。此外，如果可再生能源发电站的电能有富余，可以控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能进行转换以给储能设备充电或者给用电设备供电。

在本发明的实施例中，当优先级模式为用电优先模式时，控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或储能设备中的电能转换以给用电设备供电。

具体地，当优先级模式为用电优先模式时，控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或储能设备中的电能转换以给用电设备供电。此外，如果可再生能源发电站的电能有富余，可以控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能进行转换以给储能设备充电或者并入电网系统。

在本发明的实施例中，当优先级模式为储能优先模式时，控制电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或电网系统中的电能进行转换以给储能设备充电。

此外，在本发明的实施例中，在并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式中，都可以设置平衡电表模式，即尽量不从电网系统中取电，也就是尽量保证电能监控设备所监测到的从电网系统流向用电设备或者电能转换设备的电流为零。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度方法，在允许并网的地区，根据不同的优先级模式对可再生能源发电站的电能和电网系统中的电能进行调度，并尽量不从电网系统中取电，减轻了电网系统的负担，提升了用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种基于分布式储能的供电调度系统。

图4是根据本发明一个实施例的基于分布式储能的供电调度系统的结构示意图。如图4所示，根据本发明实施例的基于分布式储能的供电调度系统包括：可再生能源发电站10、电网系统20、至少一个用电设备30、储能设备40、电池管理器50、电能转换设备60和电能监控器70。

其中，电能监控器70用于监测是否有用电设备30接入电网系统20，并生成监测信号。

在本发明的实施例中，当有用电设备30接入电网系统20时，电能监控器70（例如，霍尔电流传感器）会监测到有电流从电网系统20流向用电设备30，电能监控器70生成监测信号并将监测信号传递至电能转换设备60。

可再生能源发电站10用于使用可再生能源进行发电。

在本发明的实施例中，可再生能源可以是太阳能、风能、地热能等。

电池管理器50用于控制储能设备40充电或放电。

电能转换设备60，当电网系统20所在地区不允许并网且监测到有用电设备30接入电网系统20时，电能转换设备60用于根据监测信号将可再生能源发电站10的电能转换成可供用电设备30使用的交流电，以及当判断电能转换设备60可提供的最大功率大于用电设备30的需求功率时，按照用电设备30的需求功率给用电设备30供电。

在本发明的实施例中，如果电网系统20所在地区不允许并网，当电能监控设备60监测到有用电设备30接入电网系统20时，优先使用可再生能源发电站10的电能进行供电，即电能转换设备60根据监测信号将可再生能源发电站10的电能转换成可供用电设备30使用的交流电。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度系统，通过根据供电地区对并网的要求进行供电调度，在不允许并网的地区优先使用可再生能源发电站供电，减轻了电网负担，提升了用户体验。

在本发明的一个实施例中，电能转换设备60还用于当判断电能转换设备60可提供的最大功率不大于用电设备30的需求功率时，按照可提供的最大功率给用电设备30供电，电网系统20用于给用电设备30补充供电。

在本发明的一个实施例中，如果没有用电设备30接入电网系统20，电池管理器50控制电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能进行转换以给储能设备40充电。

具体地，如果电网系统20所在地区不允许并网且没有监测到用电设备30接入电网系统20时，则进行储能，即使用可再生能源发电站10的电能给储能设备40充电。

在本发明的一个实施例中，如果电网系统20所在地区允许并网，则设置优先级模式，电能转换设备60、可再生能源发电站10以及储能设备40根据优先级模式进行并网、供电或储能。

在本发明的一个实施例中，优先级模式包括并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式。

在本发明的一个实施例中，当优先级模式为并网优先模式时，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能和/或储能设备40中的电能进行转换以并入电网系统20。

具体地，当优先级模式为并网优先模式时，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能或者储能设备40中的电能进行转换以并入电网系统20。此外，如果可再生能源发电站10的电能有富余，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能进行转换以给储能设备40充电或者给用电设备30供电。

在本发明的一个实施例中，当优先级模式为用电优先模式时，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能和/或储能设备40中的电能转换以给用电设备30供电。

具体地，当优先级模式为用电优先模式时，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能和/或储能设备40中的电能转换以给用电设备30供电。此外，如果可再生能源发电站10的电能有富余，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能进行转换以给储能设备40充电或者并入电网系统20。

在本发明的一个实施例中，当优先级模式为储能优先模式时，电能转换设备60将可再生能源发电站10的电能和/或电网系统20中的电能进行转换以给储能设备40充电。

此外，在本发明的一个实施例中，在并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式中，都可以设置平衡电表模式，即尽量不从电网系统20中取电，也就是尽量保证电能监控器70所监测到的从电网系统20流向用电设备30或者电能转换设备60的电流为零。

本发明实施例的基于分布式储能的供电调度系统，在允许并网的地区，根据不同的优先级模式对可再生能源发电站的电能和电网系统中的电能进行调度，并尽量不从电网系统中取电，减轻了电网系统的负担，提升了用户体验。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (14)

1.一种基于分布式储能的供电调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、判断电网系统所在地区是否允许并网；

S2、监测是否有用电设备接入所述电网系统并生成监测信号；

S3、如果所述电网系统所在地区不允许并网且监测到有所述用电设备接入所述电网系统时，电能转换设备根据所述监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供所述用电设备使用的交流电；

S4、判断所述电能转换设备可提供的最大功率是否大于所述用电设备的需求功率；以及

S5、如果判断大于所述用电设备的需求功率，则控制所述电能转换设备按照所述用电设备的需求功率给所述用电设备供电；在步骤S4之后，如果判断不大于所述用电设备的功率，则控制所述电能转换设备按照所述可提供的最大功率给所述用电设备供电，并控制所述电网系统给所述用电设备补充供电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2之后，如果没有所述用电设备接入所述电网系统，电池管理器控制所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能进行转换以给储能设备充电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1之后，如果所述电网系统所在地区允许并网，则设置优先级模式，并根据所述优先级模式控制所述电网系统、所述可再生能源发电站以及储能设备进行并网、供电或储能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述优先级模式包括并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述优先级模式为所述并网优先模式时，控制所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述储能设备中的电能进行转换以并入所述电网系统。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述优先级模式为所述用电优先模式时，控制所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述储能设备中的电能转换以给所述用电设备供电。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述优先级模式为所述储能优先模式时，控制所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述电网系统中的电能进行转换以给所述储能设备充电。

8.一种基于分布式储能的供电调度系统，其特征在于，包括可再生能源发电站、电网系统、至少一个用电设备、储能设备、电池管理器、电能转换设备和电能监控器，其中，

所述电能监控器用于监测是否有所述用电设备接入所述电网系统，并生成监测信号；

所述可再生能源发电站用于使用可再生能源进行发电；

所述电池管理器用于控制所述储能设备充电或放电；以及

所述电能转换设备，当所述电网系统所在地区不允许并网且监测到有所述用电设备接入所述电网系统时，所述电能转换设备用于根据所述监测信号将可再生能源发电站的电能转换成可供所述用电设备使用的交流电，以及当判断所述电能转换设备可提供的最大功率大于所述用电设备的需求功率时，按照所述用电设备的需求功率给所述用电设备供电，所述电能转换设备还用于当判断所述电能转换设备可提供的最大功率不大于所述用电设备的需求功率时，按照所述可提供的最大功率给所述用电设备供电，所述电网系统用于给所述用电设备补充供电。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，如果没有所述用电设备接入所述电网系统，所述电池管理器控制所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能进行转换以给所述储能设备充电。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，如果所述电网系统所在地区允许并网，则设置优先级模式，所述电能转换设备、所述可再生能源发电站以及所述储能设备根据所述优先级模式进行并网、供电或储能。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述优先级模式包括并网优先模式、用电优先模式和储能优先模式。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，当所述优先级模式为所述并网优先模式时，所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述储能设备中的电能进行转换以并入所述电网系统。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，当所述优先级模式为所述用电优先模式时，所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述储能设备中的电能转换以给所述用电设备供电。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，当所述优先级模式为所述储能优先模式时，所述电能转换设备将可再生能源发电站的电能和/或所述电网系统中的电能进行转换以给所述储能设备充电。