CN105375502B - 一种光伏电量的实时控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏电量的实时控制方法及系统，其中，所述方法包括：获取预设时段内负载群消耗的用电量；在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中。本发明提供的一种光伏电量的实时控制方法及系统，能够对光伏组件产生的电能进行合理利用，不浪费产生的电能。

Description

一种光伏电量的实时控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种光伏电量的实时控制方法及系统。

背景技术

目前，太阳能作为一种低碳可再生能源，正在世界范围内蓬勃发展，各国安装光伏系统的数量也在逐年增长。光伏系统往往由电池方阵、蓄电池组、控制器以及逆变器组成。其中，电池方阵可以吸收太阳能，在光生伏特效应下，可以将吸收的太阳能转化为电能。转化得到的电能可以通过蓄电池组进行贮存，从而可以随时向负载供电。控制器则可以防止蓄电池组过充电或者过放电，以保护蓄电池组的寿命。由于蓄电池组输出的电流均为直流电，在实际应用中往往需要通过逆变器将直流电转换为交流电以向交流负载供电。

现有技术中，为了实现对光伏电量进行控制，往往采用多个继电器与光伏组件一一对应，然后利用电压采集电路以及电流采集电路对光伏组件输出的电量进行监测，并根据监测的结果控制所述继电器的通断，从而实现对光伏电量进行控制。

然而，现有技术中的这种方法会有明显的缺陷：在光伏系统中额外接入继电器、电压采集电路以及电流采集电路，不仅会增加系统的运维成本，同时还会影响电量的正常输出。另外，当继电器处于关闭状态时，光伏组件还在不停吸收太阳能并将吸收的太阳能转换为电能，由于继电器处于关闭状态，这部分转换的电能便被浪费了。

针对上述问题，目前尚未提出有效地解决方式。

发明内容

本发明实施例提供了一种光伏电量的实时控制方法，以达到对光伏组件产生的电能进行合理利用，不浪费产生的电能的目的，该方法包括：

获取预设时段内负载群消耗的用电量；

在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；

基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；

当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足；

当所述光伏组件产生的发电量不足时，将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

在一个实施方式中，所述获取预设时段内负载群消耗的用电量具体包括：

预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系；

获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识；

根据所述预设时段以及获取的所述标识，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量；

将查询的用电量进行累加，并将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

在一个实施方式中，所述在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量具体包括：

获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数；

根据所述预设时段以及获取的所述配置参数，利用预先建立的发电量函数计算所述光伏组件对应的发电量。

在一个实施方式中，所述配置参数至少包括所述光伏组件所处地理位置的经纬度、所述预设时段内太阳辐射总量以及所述预设时段内的气温。

在一个实施方式中，在获取所述用电量以及监测所述发电量之后，所述方法还包括：

将所述用电量以及所述发电量发送至用户终端。

本发明实施例还提供了一种光伏电量的实时控制系统，以达到对光伏组件产生的电能进行合理利用，不浪费产生的电能的目的，该系统包括：

用电量获取单元，用于获取预设时段内负载群消耗的用电量；

发电量监测单元，用于在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；

第一判断单元，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；

第一处理单元，用于当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中。

在一个实施方式中，所述系统还包括：

第二判断单元，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足；

第二处理单元，用于当所述光伏组件产生的发电量不足时，将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

在一个实施方式中，所述用电量获取单元具体包括：

关联关系建立模块，用于预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系；

负载标识获取模块，用于获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识；

用电量查询模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述标识，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量；

累加模块，用于将查询的用电量进行累加，并将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

在一个实施方式中，所述发电量监测单元具体包括：

配置参数获取模块，用于获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数；

发电量计算模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述配置参数，利用预先建立的发电量函数计算所述光伏组件对应的发电量。

根据本发明的一种光伏电量的实时控制方法及系统，通过实时获取预设时段内负载群消耗的用电量以及光伏组件产生的发电量，从而可以对所述用电量和所述发电量进行判断，以对光伏组件产生的发电量进行合理调节，以不浪费光伏组件产生的电能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种光伏电量的实时控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种光伏电量的实时控制系统的功能模块图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种光伏电量的实时控制方法的流程图。虽然下文描述流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。如图1所示，所述方法可以包括：

S1：获取预设时段内负载群消耗的用电量。

在本申请实施例中，光伏组件吸收太阳能后，可以将太阳能转化为电能。转化后的电能为直流电，可以通过逆变器将直流电转换为交流电，以向所述负载群供电。所述负载群可以包括交流负载群以及直流负载群。所述交流负载群可以直接使用逆变器转换的交流电。为了向直流负载群供电，则需要在所述直流负载群之前添加整流器，从而可以将逆变器转换的交流电重新整流为直流电。

在本申请实施例中，可以将每天的时间按照预设周期进行分段，例如以1小时为周期，将全天划分为24个预设时段。由于负载群对电量的消耗与时段密切相关(例如晚上7点至10点为用电高峰时段)，因此本申请实施例可以针对每个划分的预设时段，获取所述预设时段内负载群消耗的电量。

这里需要说明的是，本申请实施例可以通过在负载群的前端添加交流电能表，从而能够实时地获取当前负载群消耗的电量，这样能够准确地获取负载群当前的电量消耗。

另外，为了不在电路系统中增添额外的电表仪器，本申请实施例可以在统计学的基础上，对所述负载群消耗的用电量进行统计分析，从而可以在不需要使用电表进行实时监测的情况下，获取预设时段内负载群消耗的用电量。具体地，本申请实施例可以预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系。由于负载群消耗的用电量在时间上呈现出一定的规律性，例如凌晨0点至6点为用电低谷，而晚上7点至10点为用电高峰，并且用电量与负载的类型也存在一定的关联性，例如冰箱往往全天都在不定期地启停，而空调往往是在温度高于或者低于某阈值时才会开始使用，因此本申请实施例可以分析在不同时段处以及不同负载类型与当前用电量的关联关系。具体地，本申请实施例可以对一年内某地区用电量的数据进行分析，从而得出不同时段处不同的负载对应的用电量。例如，在凌晨0点至1点的时段内，处于工作状态的负载为冰箱，在这段时间内冰箱可以对应着一定的用电量；在晚上7点至8点的时段内，处于工作状态的负载为电灯、冰箱、电视机以及电脑，其中每个负载均对应着某一定量的用电量。这样，基于大数据的统计结果，可以得到不同时段处不同负载与用电量的关联关系。负载的类型可以通过负载的标识来区分，所述标识例如可以是人为分配的一串数字代码，用以唯一地区分负载的类型。

在建立了不同时段处负载标识与用电量的关联关系后，便可以获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识。例如上述的在晚上7点至8点的时段内，处于工作状态的负载为电灯、冰箱、电视机以及电脑，从而可以获取电灯、冰箱、电视机以及电脑分别对应的4个标识。

在获取了这4个标识后，便可以根据建立的不同时段处负载标识与用电量的关联关系，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量。例如，在晚上7点至8点，电灯的用电量为40瓦，冰箱的用电量为0.65千瓦等。

在查询到处于工作状态的各个负载在预设时段处对应的用电量后，便可以将查询的用电量进行累加，从而可以将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

采用这样的方法，可以基于用电量的历史数据，从而可以在不利用交流电能表的情况下获取到预设时段内负载群消耗的用电量。需要说明的是，所述建立的不同时段处负载标识与用电量的关联关系可以根据历史数据的增加而不断更新，从而可以保证获取的用电量的精确度。

在具体实施时，可以在获取的用电量上添加一浮动值，所述浮动值同样可以根据历史的用电量数据而确定。添加了浮动值的用电量可以视为获取的用电量的上限值，从而为后续电量的控制提供了冗余度。

S2：在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量。

在本申请实施例中，可以在光伏组件将太阳能转换为直流电后，可以利用直流电能表监测转换的直流电。同样的，利用直流电能表进行电量监测时可以保证实时性和准确性。

在本申请另一实施例中，同样可以基于统计学原理，分析位于不同地理位置处的光伏组件在不同时段、不同辐射条件下以及不同气温下对应的发电量，从而可以在不添加直流电能表的情况下获取所述光伏组件在预设时段内的发电量。

利用统计学原理，可以将光伏组件的发电量与所述光伏组件所处地理位置的经纬度、所述预设时段内太阳辐射总量以及所述预设时段内的气温的对应关系建立为发电量函数，所述发电量函数可以表示为：

S＝f(Lo,La,R,T)

其中，S代表光伏组件的发电量，Lo代表所述光伏组件所处地理位置的经度，La代表所述光伏组件所处地理位置的纬度，R代表所述预设时段内太阳辐射总量，T代表所述预设时段内的气温。

这样，本申请实施例可以获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数，所述配置参数即可以包括上述的光伏组件所处地理位置的经纬度、所述预设时段内太阳辐射总量以及所述预设时段内的气温。在获取所述光伏组件对应的配置参数后，便可以根据上述发电量函数，计算出所述光伏组件的发电量。

同样的，所述发电量函数可以根据历史数据进行更新，以保证计算的发电量的精确度。在具体实施时，可以在计算的发电量上减去一浮动值，所述浮动值同样可以根据历史的发电量数据而确定。减去了浮动值的发电量可以视为计算的发电量的下限值，从而为后续电量的控制提供了冗余度。

S3：基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩。

在获取了所述用电量以及所述发电量后，便可以对比所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩。

在本申请另一实施例中，还可以对比所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足。

这样，可以根据判断的结果，对供电系统进行控制。

S4：当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中。

当所述光伏组件产生的发电量大于所述负载群消耗的用电量时，所述发电量便会过剩。此时，本申请实施例可以将过剩的发电量存储至储能柜中，以供备用。

当所述光伏组件产生的发电量小于所述负载群消耗的用电量时，所述发电量便会不足。此时，本申请实施例可以将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

这样，本申请实施例可以通过对发电量和用电量的判断，从而实时控制光伏电量的使用。

在实际应用场景中，本申请实施例还可以设置一中央处理单元，该中央处理单元可以与用户终端相连接，以向用户终端发送电量使用以及电量存储信息。具体地，可以将获取的光伏组件产生的发电量以及负载群消耗的用电量发送至所述用户终端，并可以将储能柜中存储的电量也发送至用户终端，从而可以让用户终端对光伏电量实现人为操控。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

通过实时获取预设时段内负载群消耗的用电量以及光伏组件产生的发电量，从而可以对所述用电量和所述发电量进行判断，以对光伏组件产生的发电量进行合理调节，以不浪费光伏组件产生的电能。

本申请实施例还提供一种光伏电量的实时控制系统。图2为本申请实施例提供的一种光伏电量的实时控制系统的功能模块图。如图2所示，所述系统包括：

用电量获取单元100，用于获取预设时段内负载群消耗的用电量；

发电量监测单元200，用于在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；

第一判断单元300，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；

第一处理单元400，用于当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中。

在一个实施方式中，所述系统还包括：

第二判断单元，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足；

第二处理单元，用于当所述光伏组件产生的发电量不足时，将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

在一个实施方式中，所述用电量获取单元100具体包括：

关联关系建立模块，用于预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系；

负载标识获取模块，用于获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识；

用电量查询模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述标识，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量；

累加模块，用于将查询的用电量进行累加，并将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

在一个实施方式中，所述发电量监测单元200具体包括：

配置参数获取模块，用于获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数；

发电量计算模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述配置参数，利用预先建立的发电量函数计算所述光伏组件对应的发电量。

上述各个功能模块的实现过程与步骤S1至S4中类似，这里便不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：通过实时获取预设时段内负载群消耗的用电量以及光伏组件产生的发电量，从而可以对所述用电量和所述发电量进行判断，以对光伏组件产生的发电量进行合理调节，以不浪费光伏组件产生的电能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏电量的实时控制方法，其特征在于，包括：

获取预设时段内负载群消耗的用电量；

在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；

基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；

当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中；

其中，所述获取预设时段内负载群消耗的用电量具体包括：

预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系；

获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识；

根据所述预设时段以及获取的所述标识，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量；

将查询的用电量进行累加，并将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足；

当所述光伏组件产生的发电量不足时，将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量具体包括：

获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数；

根据所述预设时段以及获取的所述配置参数，利用预先建立的发电量函数计算所述光伏组件对应的发电量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述配置参数至少包括所述光伏组件所处地理位置的经纬度、所述预设时段内太阳辐射总量以及所述预设时段内的气温。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在获取所述用电量以及监测所述发电量之后，所述方法还包括：

将所述用电量以及所述发电量发送至用户终端。

6.一种光伏电量的实时控制系统，其特征在于，包括：

用电量获取单元，用于获取预设时段内负载群消耗的用电量；

发电量监测单元，用于在所述预设时段内，监测光伏组件产生的发电量；

第一判断单元，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否过剩；

第一处理单元，用于当所述光伏组件产生的发电量过剩时，将过剩的发电量存储至储能柜中；

其中，所述用电量获取单元具体包括：

关联关系建立模块，用于预先建立在不同时段处负载标识与用电量的关联关系；

负载标识获取模块，用于获取预设时段内负载群中处于工作状态的负载的标识；

用电量查询模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述标识，查询在所述预设时段处与获取的所述标识相关联的用电量；

累加模块，用于将查询的用电量进行累加，并将累加后的用电量确定为所述预设时段内所述负载群消耗的用电量。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二判断单元，用于基于所述用电量和所述发电量，判断所述光伏组件产生的发电量是否不足；

第二处理单元，用于当所述光伏组件产生的发电量不足时，将所述储能柜中的电量取出以供所述负载群消耗。

8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述发电量监测单元具体包括：

配置参数获取模块，用于获取在所述预设时段内光伏组件对应的配置参数；

发电量计算模块，用于根据所述预设时段以及获取的所述配置参数，利用预先建立的发电量函数计算所述光伏组件对应的发电量。