CN107240917B - 一种离网家用负载智能管理系统的管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统，包括并离网储能逆变器，能量管理系统EMS，电池管理系统BMS，光伏组件PV及负载切换装置，其中并离网储能逆变器分别连接光伏组件PV，电池管理系统BMS及市电，同时连接负载切换装置，所述能量管理系统EMS与并离网储能逆变器通讯，获取逆变器的输出功率，光伏组件PV输出功率，同时控制逆变器的对外输出功率，所述能量管理系统EMS与电池管理系统BMS通讯，获取电池的状态信息以及充放电功率，所述能量管理系统EMS与负载切换装置通讯，获取电网侧的功率变化判断并离网，同时获取负载切换装置连接的家庭负载的使用情况，并控制负载切换装置断开或恢复各路负载。

Description

一种离网家用负载智能管理系统的管理方法

技术领域

本发明涉及储能系统负载管理系统，尤其涉及一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统及方法。

背景技术

近年来，随着光伏储能并离网一体逆变器的大规模安装，储能系统离网的不足逐渐暴露，停电后，一旦负载的总功率大于逆变器能输出的最大功率，即会导致逆变器当机，使得家庭负载全部停机，因此家庭用户迫切需要一种更加灵活更加合理的负载管理系统。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统，通过对负载值与过载值进行对比，并根据优先等级对负载支路进行依次通断，同时根据预先设置的切断条件，在离网时根据电池SOC进行比对切断，使得负载支路可以灵活调节，实现人性化管理。

本发明揭示了一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统，包括并离网储能逆变器，能量管理系统EMS，电池管理系统BMS，光伏组件PV及负载切换装置，其中并离网储能逆变器分别连接光伏组件PV，电池管理系统BMS及市电，同时连接负载切换装置，所述能量管理系统EMS与并离网储能逆变器通讯，获取逆变器的输出功率，光伏组件PV输出功率，同时控制逆变器的对外输出功率，所述能量管理系统EMS与电池管理系统BMS通讯，获取电池的状态信息以及充放电功率，所述能量管理系统EMS与负载切换装置通讯，获取电网侧的功率变化判断并离网，同时获取负载切换装置连接的家庭负载的使用情况，并控制负载切换装置断开或恢复各路负载。

作为优选，所述能量管理系统EMS内具有人机交互触摸屏，通过该人机交互触摸屏设置负载切换装置的过载值，各路负载的优先等级以及各路负载相应的切断条件。

一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理方法，包括如下内容：

用户通过人机交互触摸屏设置过载值K，三路负载优先等级L1＞L2＞L3，三路负载的切断条件为S1＜S2＜S3；

并网模式，能量管理系统EMS从并离网储能逆变器中读取各输出功率，从负载切换装置读取电网功率，计算相应的负载值S，同时对该负载值S与用户设置的过载值K进行比对，若负载值S高于过载值K，则能量管理系统EMS发送指令切断优先等级为L3的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置1，根据优先权等级循环比对直至过负载值低于过载值；

在负载值S下降至低于过载值K后持续10秒，能量管理系统EMS根据优先权等级恢复优先级高的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置0；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，即若并网时为过载，则能量管理系统EMS发送指令切断优先权等级低的负载支路，若离网后负载值任然大于过载值K，则能量管理系统EMS同样发送指令切断优先等级低的负载支路，直至消除过载，因过载切断的支路负载，能量管理系统EMS无法获知该路负载的情况，则无法自动恢复负载支路的闭合，需用户手动闭合恢复；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，若并网时不过载，离网后能量管理系统根据用户设置的三路切断条件进行第二级判断，若当前电池的SOC大于S3，则能量管理系统给负载切换装置下发三路闭合指令；若电池的SOC介于S2与S3之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L3的负载支路；若电池的SOC介于S1和S2之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L2和L3的负载支路；若SOC低于S1，则能量管理系统下发指令切断三路负载；

当电池充电至S1+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L1；当电池充电至S2+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L2；当电池充电至S3+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合S3。

与现有技术相比，本发明的一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理方法，具有如下有益之处：

解决了并离网储能逆变器在并网转离网后因为过载而导致家用负载全部不能正常使用的问题，尤其是在用户不在家时，可以保证一些必要的电器不会因断电而停止工作，配合并离网储能逆变器的离网功能实现更加合理更加人性化的应用。

采用两级判断形势，在离网后首先通过负载值和过载值进行一级判断，根据优先等级进行负载支路的切断，在不过载的情况下，利用预先设置的切断条件和电池的SOC进行二级比对判断，确保离网情况下电池的容量可以得到合理使用，避免了并离网储能逆变器在离网时完全不考虑电池容量的傻瓜式供电的情况，灵活的SOC设置，在自动断开不必要的负载的同时使得用户家里必要的负载能够工作更长的时间。

附图说明

图1是本发明所揭示的基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统的框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本发明所揭示的一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统，包括并离网储能逆变器，能量管理系统EMS，电池管理系统BMS，光伏组件PV及负载切换装置，其中并离网储能逆变器分别连接光伏组件PV，电池管理系统BMS及市电，同时连接负载切换装置，所述能量管理系统EMS与并离网储能逆变器通讯，获取逆变器的输出功率，光伏组件PV输出功率，同时控制逆变器的对外输出功率，所述能量管理系统EMS与电池管理系统BMS通讯，获取电池的状态信息以及充放电功率，所述能量管理系统EMS与负载切换装置通讯，获取电网侧的功率变化判断并离网，同时获取负载切换装置连接的家庭负载的使用情况，并控制负载切换装置断开或恢复各路负载。

所述能量管理系统EMS内具有人机交互触摸屏，通过该人机交互触摸屏设置负载切换装置的过载值，各路负载的优先等级以及各路负载相应的切断条件。

一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理方法，包括如下内容：

用户通过人机交互触摸屏设置过载值K，三路负载优先等级L1＞L2＞L3，三路负载的切断条件为S1＜S2＜S3；

并网模式，能量管理系统EMS从并离网储能逆变器中读取各输出功率，从负载切换装置读取电网功率，计算相应的负载值S，同时对该负载值S与用户设置的过载值K进行比对，若负载值S高于过载值K，则能量管理系统EMS发送指令切断优先等级为L3的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置1，根据优先权等级循环比对直至过负载值低于过载值；

在负载值S下降至低于过载值K后持续10秒，能量管理系统EMS根据优先权等级恢复优先级高的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置0；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，即若并网时为过载，则能量管理系统EMS发送指令切断优先权等级低的负载支路，若离网后负载值任然大于过载值K，则能量管理系统EMS同样发送指令切断优先等级低的负载支路，直至消除过载，因过载切断的支路负载，能量管理系统EMS无法获知该路负载的情况，则无法自动恢复负载支路的闭合，需用户手动闭合恢复；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，若并网时不过载，离网后能量管理系统根据用户设置的三路切断条件进行第二级判断，若当前电池的SOC大于S3，则能量管理系统给负载切换装置下发三路闭合指令；若电池的SOC介于S2与S3之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L3的负载支路；若电池的SOC介于S1和S2之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L2和L3的负载支路；若SOC低于S1，则能量管理系统下发指令切断三路负载；

当电池充电至S1+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L1；当电池充电至S2+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L2；当电池充电至S3+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合S3。

本发明所揭示的一种基于优先等级判断的离网家用负载智能管理系统，其工作状态为：

当电网正常时，管理系统按照正常的自发自用逻辑运行，光伏组件PV能量优先给家用负载供电，多余给电池充电，最后多的并网，若光伏组件PV不足，则电池也放电供给负载，主要根据逆变器输出和电网输出算出负载值，根据负载值和PV功率以及电池可充可放功率实时调节逆变器输出。由于并网时逆变器不存在过载情况，故此时负载切换装置会默认闭合三路负载，系统会记录负载状况但不做控制。

当电网异常时，切入离网模式并根据电网异常前的负载状况以及用户设置，给负载切换装置发送指令控制各路负载的通断。首先判断电网异常前的负载值是否超过客户设置的过载值，若超过，则进行第一级判断处理；若不超过，则按第二级判断处理。

当电网恢复正常后，负载切换装置闭合三路负载，系统转入并网模式，继续正常工作。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种离网家用负载智能管理系统的管理方法，其特征在于：所述智能管理系统包括并离网储能逆变器，能量管理系统EMS，电池管理系统BMS，光伏组件PV及负载切换装置，其中并离网储能逆变器分别连接光伏组件PV，电池管理系统BMS及市电，同时连接负载切换装置，所述能量管理系统EMS与并离网储能逆变器通讯，获取逆变器的输出功率，光伏组件PV输出功率，同时控制逆变器的对外输出功率，所述能量管理系统EMS与电池管理系统BMS通讯，获取电池的状态信息以及充放电功率，所述能量管理系统EMS与负载切换装置通讯，获取电网侧的功率变化判断并离网，同时获取负载切换装置连接的家庭负载的使用情况，并控制负载切换装置断开或恢复各路负载；

所述能量管理系统EMS内具有人机交互触摸屏，通过该人机交互触摸屏设置负载切换装置的过载值，各路负载的优先等级以及各路负载相应的切断条件；

智能管理系统的管理方法为：

当电网正常时，管理系统按照正常的自发自用逻辑运行，光伏组件PV能量优先给家用负载供电，多余给电池充电，最后多的并网，若光伏组件PV不足，则电池也放电供给负载，主要根据逆变器输出和电网输出算出负载值，根据负载值和PV功率以及电池可充可放功率实时调节逆变器输出；

当电网异常时，切入离网模式并根据电网异常前的负载状况以及用户设置，给负载切换装置发送指令控制各路负载的通断，首先判断电网异常前的负载值是否超过客户设置的过载值，若超过，则进行第一级判断处理；若不超过，则按第二级判断处理；

当电网恢复正常后，负载切换装置闭合三路负载，系统转入并网模式，继续正常工作；

管理方法具体包括如下内容：用户通过人机交互触摸屏设置过载值K，三路负载优先等级L1＞L2＞L3，三路负载的切断条件为S1＜S2＜S3；

并网模式，能量管理系统EMS从并离网储能逆变器中读取各输出功率，从负载切换装置读取电网功率，计算相应的负载值S，同时对该负载值S与用户设置的过载值K进行比对，若负载值S高于过载值K，则能量管理系统EMS发送指令切断优先等级为L3的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置1，根据优先权等级循环比对直至过负载值低于过载值；

在负载值S下降至低于过载值K后持续10秒，能量管理系统EMS根据优先权等级恢复优先级高的负载支路，同时对应的变量记载参数flag置0；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，即若并网时为过载，则能量管理系统EMS发送指令切断优先权等级低的负载支路，若离网后负载值任然大于过载值K，则能量管理系统EMS同样发送指令切断优先等级低的负载支路，直至消除过载，因过载切断的支路负载，能量管理系统EMS无法获知该路负载的情况，则无法自动恢复负载支路的闭合，需用户手动闭合恢复；

离网模式，电网断电后，逆变器进入离网模式，负载切换装置执行并网模式下接收的最后一条指令，若并网时不过载，离网后能量管理系统根据用户设置的三路切断条件进行第二级判断，若当前电池的SOC大于S3，则能量管理系统给负载切换装置下发三路闭合指令；若电池的SOC介于S2与S3之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L3的负载支路；若电池的SOC介于S1和S2之间，则能量管理系统下发指令断开优先等级为L2和L3的负载支路；若SOC低于S1，则能量管理系统下发指令切断三路负载；

当电池充电至S1+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L1；当电池充电至S2+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合L2；当电池充电至S3+10％且过载判定flag＝0时，负载管理系统下发指令闭合S3。

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