CN107154626A - 分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，用于分析和管理分布式发电设备、储能设备以及用电设备，其包括：数据采集模块，用于采集分布式发电设备、储能设备以及用电设备的监控数据；数据传输模块，与数据采集模块连接，用于将监控数据上传至网络服务器；监控数据库，与网络服务器连接，用于保存监控数据；能源管理模块，与监控数据库和储能设备连接，用于对监控数据进行分析和管理，将分析结果推送给用户，并形成能源控制信号发送给储能设备。本发明结构简单，对分布式发电设备、储能设备以及用电设备进行综合管理，无需任何现场操作和繁琐的物理模型，对电力的产生和使用进行高效的管理和监控。

Description

分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统
技术领域
本发明涉及分布式光伏发电领域，具体涉及一种分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统。
背景技术
目前中国分布式太阳能光伏发电得到了充分的重视和飞速的发展，与之相配套的电池储能技术也得到了相应的重视和一定程度上的发展，且涌现了多种不同的储能技术路线和应用场景。储能系统(ESS)技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如锂离子电池、燃料电池、铅酸电池等)和电磁储能(如超级电容器储能等)三大类。
随着储能技术的多样性发展，储能技术及应用的发展出现了一些难点，包括多种形态的能源转换、能源转换效率、储能电池物理限制、系统复杂度、运行环境差异、如何适应不同的用户用电需求等。因此建立一个开放标准的平台，包括基础设施及信息安全、能源大数据收集以及提高整体效率的方法和工具，才可以有效地解决这些难点，做到统一的运行管理整个分布式能源和储能系统。
传统的储能管理方法是利用综合硬件控制器来控制和管理各储能电池单元以及建立在电池管理系统(BMS)之上的电源控制系统(PCS)，其系统复杂性随着规模的扩大而变得异常复杂和难以协调。因此不少厂商和技术方案(例如Greensmith，Geli等)均着眼于利用基于软件的控制器，依靠网络和通信协议来直接与电池进行交互式的控制，其好处包括：1)优化电池使用效率和用电管理；2)适应未来发展和可拓展性；3)便于电站集中管理等。
但是目前的储能管理软件技术主要应用于大规模电站等集中式管理模式，而对于更为分散的小型分布式用户以及有许多小型系统组成的微电网，如何充分提高软件运行效率，综合管理微电网和多系统，依然是需要改善的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其结构简单，对分布式发电设备、储能设备以及用电设备进行综合管理，无需任何现场操作和繁琐的物理模型，对电力的产生和使用进行高效的管理和监控。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，用于分析和管理分布式发电设备、储能设备以及用电设备，包括：数据采集模块，用于采集分布式发电设备、储能设备以及用电设备的监控数据；数据传输模块，与数据采集模块连接，用于将监控数据上传至网络服务器；监控数据库，与网络服务器连接，用于保存监控数据；能源管理模块，与监控数据库和储能设备连接，用于对监控数据进行分析和管理，将分析结果推送给用户，并形成能源控制信号发送给储能设备。
本发明结构简单，对分布式发电设备、储能设备以及用电设备进行综合管理，无需任何现场操作和繁琐的物理模型，对电力的产生和使用进行高效的管理和监控。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，还包括用户登录模块，用户根据自身的姓名、公司的名称、代码或用户名等一种或多种方式进行登录，用户登录模块根据用户的不同属性赋予该用户对应的权限，不同的权限具有查阅不同数据的资格。
采用上述优选的方案，保证系统的安全性。
作为优选的方案，用电设备包括：智能家具、节能电器、充电桩。
采用上述优选的方案，覆盖面广。
作为优选的方案，能源管理模块进行用电需求预测，根据新能源补贴、电价信息、历史耗电数据和分布式发电设备的性能来综合预测用户设施的能源需求。
采用上述优选的方案，实现用电需求预测。
作为优选的方案，能源管理模块进行智能微电网管理，对具有多个分布式发电设备的微电网进行用电需求预测和管理。
采用上述优选的方案，实现智能微电网管理。
作为优选的方案，能源管理模块进行错峰用电管理，根据用电需求预测数据，依照数据采集模块采集的分布式发电设备和用电设备的监控数据，进行错峰用电调控，将用电高峰时段的部分用电设备转移到用电低谷时段或适当延迟。
采用上述优选的方案，实现错峰用电管理。
作为优选的方案，能源管理模块进行削峰填谷管理，利用储能设备将部分高峰用电设备挪到低谷期。
采用上述优选的方案，实现削峰填谷管理。
作为优选的方案，能源管理模块进行可再生能源平滑管理，利用储能设备减少光伏功率输出的变化。
采用上述优选的方案，实现可再生能源平滑管理。
作为优选的方案，该系统可设置于电脑、平板、手机中的一种或多种设备上。
采用上述优选的方案，便于用户使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统的框架结构示意图。
图2为本发明实施例提供的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统的架构及通信协议框图。
其中：1分布式发电设备、2储能设备、3用电设备、4数据采集模块、5数据传输模块、6网络服务器、7监控数据库、8能源管理模块、9用户登录模块。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统的其中一些实施例中，
如图1所示，分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统用于分析和管理多个分布式发电设备1、储能设备2以及用电设备3，以达到能源利用率和收益的最大化，该系统可设置于电脑、平板、手机中的一种或多种设备上。
分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统包括：
数据采集模块4，用于采集分布式发电设备1、储能设备2以及用电设备3的监控数据；
数据传输模块5，与数据采集模块4连接，用于将监控数据上传至网络服务器6；
监控数据库7，与网络服务器6连接，用于保存监控数据；
能源管理模块8，与监控数据库6和储能设备2连接，用于对监控数据进行分析和管理，将分析结果推送给用户，并形成能源控制信号发送给储能设备2。
本发明还包括用户登录模块9，用户根据自身的姓名、公司的名称、代码或用户名等一种或多种方式进行登录，用户登录模块根据用户的不同属性赋予该用户对应的权限，不同的权限具有查阅不同数据的资格。
分布式发电设备1包括：分布式光伏发电系统、电网供电系统以及其他分布式发电系统。
储能设备2为储能电池。
用电设备3包括：智能家具、节能电器、充电桩。
分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统实现的能源和储能管理功能，包括但不限于：
1)能源管理模块8进行用电需求预测，根据新能源补贴、电价信息、历史耗电数据和分布式发电设备的性能来综合预测用户设施的能源需求并加以调配。
2)能源管理模块8进行智能微电网管理，对具有多个分布式发电设备的微电网进行用电需求预测和管理。
3)能源管理模块8进行错峰用电管理，根据用电需求预测数据，依照数据采集模块4采集的分布式发电设备1和用电设备3的监控数据，进行错峰用电调控，将用电高峰时段的部分用电设备3转移到用电低谷时段或适当延迟，从而优化资源配置降低峰值用电需求。
4)能源管理模块8进行削峰填谷管理，利用储能设备2将部分高峰用电设备3挪到低谷期，如：例如夜间给电动汽车充电等，利用了夜间多余的电力，降低峰值用电需求和电费支出。
5)当SaaS系统管理多个分布式发电设备1时，为了抑制光伏等间歇式可再生能源输出波动对微电网或用电负载的不利影响，能源管理模块8进行可再生能源平滑管理，利用储能设备减少光伏功率输出的变化。
当然，能源管理模块8还可以进行节能减排管理，最大限度地降低能耗，降低电费支出，达到节能减排的目的。
利用上述各功能和应用，本发明充分优化并管理储能系统和用电设备，调配能源消耗，监控能源并智能预测能源使用。
本发明分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统接入的硬件输入和输出设备复杂多样，并拥有良好的扩展性。SaaS系统主要接入分布式发电设备1，同时利用双向电表接入电网，从而具备“余电上网”的可能性。对于微电网或者单纯的分布式用户，储能电池是实现上述能源管理功能的核心硬件，SaaS系统配合能源管理模块8的深度学习智能算法对其进行控制。用电设备3为充电桩、智能家居、节能电器等，接入整个分布式微电网，实现综合能源管理和最优化的用电方案。
如图2所示，发明技术的一个架构，针对不同的物理层和通信层，利用标准化的通信协议(IEC60870电气通信协议，DNP3，IOT协议等)实现良好的扩展性和适配性，可以接入多种不同的发电和用电设备，以及扩展到微电网的SCADA(监督控制和数据采集)系统。在用户界面和SaaS网络端，主要利用TCP/IP协议，方便各种网络接入设备。在储能电池内部利用MODBUS等通信标准。分布式用户可以接入SaaS系统台，建立“虚拟控制中心”对微电网或独立储能系统进行综合管理。
整个SaaS系统及各通信接口还充分考虑了信息安全等要素，提供多层加密保护及网络安全措施，最大程度的保证数据安全及用户信息机密。同时还具备较好的可拓展性，从而保障分布式光伏及储能系统的全生命周期内的能源管理管理。
本发明的有益效果如下：
第一，本发明把信息产业、通信产业的技术和大数据分析技术，与储能和分布式电力系统整合起来，实现储能的模块化、采集数字化、硬件软件化、数字可视化、软件智能化等。
第二，通过SaaS(Software-as-a-Service软件即服务，一种基于网络和云计算的新型软件服务模式)软件平台来对小型分布式光伏发电设备、储能系统以及用户的用电设备进行综合管理，无需任何现场操作和繁琐的物理模型，SaaS平台配合深度学习智能算法实现综合能源管理和最优化的用电方案。同时本发明基于SaaS软件平台，用户可以直接通过网络或移动设备接入使用，简单明了的可视化UI界面让分布式光伏发电和储能系统的各项数据一目了然，对电力的产生和使用进行高效的管理和监控。
第三，SaaS系统能够对系统的用电数据、最优规格和运行参数进行预测和建模，用于管理系统的日常能源使用和储能电池充电/放电模式，根据用电和系统条件确定最经济的操作，此外SaaS系统还可以最大限度地延长储能设备的使用寿命和可靠性。
第四，SaaS系统优化了储能设备的性能，提高了投资回报率，并降低了系统故障的风险。它使用户可以管理位于广泛地域的多个能源存储系统以及微电网，并为用户提供了将其储能系统用于多种不同应用所需的灵活性。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，用于分析和管理分布式发电设备、储能设备以及用电设备，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集分布式发电设备、储能设备以及用电设备的监控数据；
数据传输模块，与所述数据采集模块连接，用于将监控数据上传至网络服务器；
监控数据库，与所述网络服务器连接，用于保存监控数据；
能源管理模块，与所述监控数据库和所述储能设备连接，用于对监控数据进行分析和管理，将分析结果推送给用户，并形成能源控制信号发送给所述储能设备。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，还包括用户登录模块，用户根据自身的姓名、公司的名称、代码或用户名等一种或多种方式进行登录，所述用户登录模块根据用户的不同属性赋予该用户对应的权限，不同的权限具有查阅不同数据的资格。
3.根据权利要求1所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述用电设备包括：智能家具、节能电器、充电桩。
4.根据权利要求1所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述能源管理模块进行用电需求预测，根据新能源补贴、电价信息、历史耗电数据和分布式发电设备的性能来综合预测用户设施的能源需求。
5.根据权利要求4所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述能源管理模块进行智能微电网管理，对具有多个分布式发电设备的微电网进行用电需求预测和管理。
6.根据权利要求4所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述能源管理模块进行错峰用电管理，根据用电需求预测数据，依照数据采集模块采集的分布式发电设备和用电设备的监控数据，进行错峰用电调控，将用电高峰时段的部分用电设备转移到用电低谷时段或适当延迟。
7.根据权利要求1所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述能源管理模块进行削峰填谷管理，利用所述储能设备将部分高峰用电设备挪到低谷期。
8.根据权利要求1所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，所述能源管理模块进行可再生能源平滑管理，利用所述储能设备减少光伏功率输出的变化。
9.根据权利要求1-8任一项所述的分布式光伏智能能源与储能管理SaaS系统，其特征在于，该系统可设置于电脑、平板、手机中的一种或多种设备上。
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