CN106356901A - 一种适用于单体民居的微网能源调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种适用于单体民居的微网能源调控方法，包括新能源发电装置、储能装置、市电电源和用电负荷，当市电电源正常时，调控方法按如下步骤进行：S1、新能源发电装置以最大出力运行，如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满，则对储能装置进行充电；S2、如果储能装置充满电且新能源发电装置的发电电量仍有余量，检查用电负荷中空调装置和热水装置运行参数，如果运行参数处于电加热可启动时段，则启动空调装置和热水装置；S3、如果电量仍有余量，则送入公共电网。本发明最大程度利用新能源，最大程度消纳新能源发电量，能有效提高能源利用效率，降低市电用电总量及市电依赖性。
Description
技术领域
本发明涉及一种微网能源调控方法，更具体的涉及一种适用于单体民居的微网能源调控方法。
背景技术
传统的微电网结构一般为：主网电源由主分离器引入到微电网系统，微电网分为三段母线，分别为敏感负荷、可中断负荷、可调节负荷系统母线。光伏发电系统接入敏感负荷系统母线，普通负荷接入可中断负荷系统母线，蓄电池储能系统和微型燃气轮机发电系统接入可调节负荷系统母线。在主电网电源失电后由光伏发电系统、蓄电池储能系统和微型燃气轮机发电系统来提供微电网系统供电电源，微电网可以根据发电情况调节自身负荷分配，确保重要负荷的安全供电。但是，单体民居的微电网发电装置和储能装置多样，而用电负荷又比较多样，目前的能源调控方法大部分适用于区域，范围太大难以落地，对建筑物及负荷特性分析不多，对于建筑中空调及热水系统的集成度不高。
发明内容
发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种均衡建筑物内的发电、储能装置和负荷的电能，提高集成度的适用于单体民居的微网能源调控方法。
技术方案： 本发明所述一种适用于单体民居的微网能源调控方法，包括新能源发电装置、储能装置、市电电源和用电负荷，当市电电源正常时，调控方法按如下步骤进行：
S1、新能源发电装置以最大出力运行，如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满，则对储能装置进行充电；
S2、如果储能装置充满电且新能源发电装置的发电电量仍有余量，检查用电负荷中空调装置和热水装置运行参数，如果运行参数处于电加热可启动时段，则启动空调装置和热水装置；
S3、如果电量仍有余量，则送入公共电网。
本发明技术方案的进一步限定为，步骤S1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量超过设定的UPS容量，参考新能源发电装置曲线及用电负荷用电曲线，储能装置在下一个峰值时放点至UPS容量，如果储能装置放电完成后仍未满足用电负荷的需求，则选择市电电源供电。
进一步地，步骤S1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量不足UPS容量，则选择市电电源为储能装置充电至UPS容量，同时选择市电电源为用电负荷供电。
进一步地，当市电电源故障时，切断市电电源，调控方法按如下步骤进行：
P1、如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满电，则对储能装置充电；
P2、当储能装置充满电后，减小新能源发电装置出力，达到新能源发电装置的发电电量与实际用电负荷的用电电量匹配。
进一步地，步骤P1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量时，向用户预警并切除可中断的用电负荷；同时，检测储能装置电量是否超过UPS容量，如果超出，则储能装置放电至UPS容量，如果储能装置电量已经低于UPS容量，则再次向用户预警并逐级切除一般用电负荷。
进一步地，如果储能装置已经到达放电下限，则调动具有储能功能的用电负荷倒送电。
有益效果：本发明提供的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，包括了发电装置、储能装置和用电负荷的协同调度，最大程度利用新能源，最大程度消纳新能源发电量，能有效提高能源利用效率，降低市电用电总量及市电依赖性。本发明对储能系统的设计区分了调峰容量及UPS容量的功能，优化了储能系统的定位。本发明针对单体民居场景，设计适用于商业用电或居民用电负荷，并直接接入光伏组件及风机、蓄电池，集成度更高。
附图说明
图1为本发明提供的适用于单体民居的微网能源调控系统的架构图；
图2为本发明提供的适用于单体民居的微网能源调控方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：本实施例提供一种适用于单体民居的微网能源调控系统，其架构图如图1所示，包括发电装置、储能装置3、市电电源5、用电负荷和能源微网一体设备4，
所述发电装置分为分布式光伏阵列1和其他新能源发电装置2。所述分布式光伏阵列1以最大程度利用单体民居可用空间为宗旨布置光伏组件，包括晶硅组件和薄膜组件，采用固定式或架控式方式固定于屋顶、阳光房、墙壁、草地、道路两侧或车棚处。所述其他新能源发电装置2包括微型燃气发电装置、小微风机发电装置、水流能发电装置，均以最大装机容量布置。
储能装置3为锂电池组或铅炭电池，不间断电源功能UPS容量应至少保证民居重要负荷运行5小时且不大于总容量的一半，剩余容量可平抑新能源发电波动，进行负荷削峰填谷。
用电负荷按重要性分为不影响基本家居功能的可中断用电负荷6、一般用电负荷7和重要用电负荷8，可中断负荷6可包括装饰照明、影音室健身房的家电负荷等。一般负荷7中包括空调系统7-1及热水系统7-2，应采用节能度高的空气能系统、地源热泵、水源热泵、异聚态自然能源系统等形式。充电桩7-3为双向充电桩。对于7-1、7-2、7-3等智能化程度高的设备，除采集其用电量数据外，应将水温、水量、预约用电时间等运行参数加入能源微网检测控制系统，作为家居微网运行数据参与微网运行策略。其余一般负荷7-4可包括客厅、厨房、卧室、书房、浴室的家电负荷。重要负荷8可包括应急照明系统、消防系统、电梯系统、安保监控系统等。
所述能源微网一体设备包括逆变器4-1、电力电子变换器4-2、电池管理及接入器4-3和智能总控制器4-4，所述逆变器和所述电力电子变换器设置于所述发电装置和所述用电负荷之间，根据发电装置的分类，所述分布式光伏阵列1通过所述逆变器4-1与所述用电负荷连接，所述其他新能源发电装置2通过所述电力电子变换器4-2与所述用电负荷连接。所述电池管理及接入器4-3设置于所述储能装置3与所述用电负荷之间，完成功率控制、电能变换及数据采集功能。智能总控制器4-4对发电系统、市电电源、用电负荷进行综合数据采集及运行控制，并包括通信模块。
同时，本实施例还包括负荷检测控制器，所述负荷检测控制器分为与可中断用电负荷连接的可中断负荷检测控制器9-1、与一般用电负荷连接的一般负荷检测控制器9-2和与重要用电负荷连接的重要负荷检测控制器9-3，对于智能化程度低的负荷包括开关控制及用电量检测功能，对于智能化程度高的负荷还可配置数据传输接口。
市电电源5接入微型能源网络系统，市电正常时并网工作，市电故障时切除外网转为微网孤岛运行。
利用本实施例提供的适用于单体民居的微网能源调控系统进行调控分为如下两种情况进行。
第一种情况：当市电电源正常时，微网系统并网运行，调控方法按如下步骤进行：
S1、新能源发电装置以最大出力运行，如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量，检查储能系统是否充满电，如果储能装置未充满，则对储能装置进行充电，且继续执行步骤S2。
如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量超过UPS容量，参考新能源发电装置曲线及用电负荷用电曲线，储能装置在下一个峰值时放点至UPS容量，如果储能装置放电完成后仍未满足用电负荷的需求，则选择市电电源供电。不间断电源功能UPS容量应至少保证民居重要负荷运行5小时且不大于总容量的一半，剩余容量可平抑新能源发电波动，进行负荷削峰填谷。
如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量不足UPS容量，则选择市电电源为储能装置充电至UPS容量，同时选择市电电源为用电负荷供电。
S2、如果储能装置充满电且新能源发电装置的发电电量仍有余量，检查用电负荷中空调装置和热水装置运行参数，如果运行参数处于电加热可启动时段，则启动空调装置和热水装置；
S3、如果电量仍有余量，则送入公共电网。
第二种情况：当市电电源故障时，切断市电电源，微网系统孤岛运行，调控方法按如下步骤进行：
P1、如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满电，则对储能装置充电。
如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量时，向用户预警并切除可中断的用电负荷；同时，检测储能装置电量是否超过UPS容量，如果超出，则储能装置放点至UPS容量，如果储能装置电量已经低于UPS容量，则再次向用户预警并逐级切除一般用电负荷。
如果储能装置已经到达放电下限，则调动具有储能功能的用电负荷倒送电，本实施例中，具有储能功能的用电负荷为电动车。
P2、当储能装置充满电后，减小新能源发电装置出力，达到新能源发电装置的发电电量与实际用电负荷的用电电量匹配。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (6)
1.一种适用于单体民居的微网能源调控方法，包括新能源发电装置、储能装置、市电电源和用电负荷，其特征在于，当市电电源正常时，调控方法按如下步骤进行：
S1、新能源发电装置以最大出力运行，如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满，则对储能装置进行充电；
S2、如果储能装置充满电且新能源发电装置的发电电量仍有余量，检查用电负荷中空调装置和热水装置运行参数，如果运行参数处于电加热可启动时段，则启动空调装置和热水装置；
S3、如果电量仍有余量，则送入公共电网。
2.根据权利要求1所述的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，其特征在于，步骤S1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量超过设定的UPS容量，参考新能源发电装置曲线及用电负荷用电曲线，储能装置在下一个峰值时放电至UPS容量，如果储能装置放电完成后仍未满足用电负荷的需求，则选择市电电源供电。
3.根据权利要求1所述的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，其特征在于，步骤S1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量且储能装置电量不足UPS容量，则选择市电电源为储能装置充电至UPS容量，同时选择市电电源为用电负荷供电。
4.根据权利要求1所述的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，其特征在于，当市电电源故障时，切断市电电源，调控方法按如下步骤进行：
P1、如果新能源发电装置的发电电量大于用电负荷需要的电量且储能装置未充满电，则对储能装置充电；
P2、当储能装置充满电后，减小新能源发电装置出力，达到新能源发电装置的发电电量与实际用电负荷的用电电量匹配。
5.根据权利要求4所述的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，其特征在于，步骤P1中，如果新能源发电装置的发电电量小于用电负荷需要的电量时，向用户预警并切除可中断的用电负荷；同时，检测储能装置电量是否超过UPS容量，如果超出，则储能装置放电至UPS容量，如果储能装置电量已经低于UPS容量，则再次向用户预警并逐级切除一般用电负荷。
6.根据权利要求5所述的一种适用于单体民居的微网能源调控方法，其特征在于，如果储能装置已经到达放电下限，则调动具有储能功能的用电负荷倒送电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170125 |