CN109066751A - 电能存储和分配的控制装置、方法和供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电能存储技术领域，提供了一种电能存储和分配的控制装置、方法和供电系统，包括：至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块、逆变模块和控制模块；其中，控制模块根据交流母线功率信息和用电设备的用电信息确定预测总用电信息，然后判断直流母线电压信息是否满足预测总用电信息，根据判断结果控制逆变模块将交流母线上的交流电转换为直流电输出到直流母线，或，控制能量型储能模块和功率型储能模块向直流母线放电。本发明通过对用电设备的用电预测，及时提供需求功率，保证装置内部用电平衡，维持电网的稳定运行，通过一个控制模块完成装置输入输出的控制和协调，提高电能存储和分配响应速度，减低成本。

Description

电能存储和分配的控制装置、方法和供电系统

技术领域

本发明属于电能存储技术领域，尤其涉及一种电能存储和分配的控制装置、方法和供电系统。

背景技术

随着新能源领域的迅猛发展，新能源的应用也带来一系列问题，例如，发电间歇性问题。新能源发电间歇性并非是由于光伏发电器件或风力发电系统的不稳定，而是源于天气(如日照、风力)的不稳定，而电力供应的基本要求就是稳定及可靠性，所以储能技术受到广泛关注。储能装置按类型可分为能量型储能装置和功率型储能装置，能量型储能装置的持续充放电时间为min-h级，具有较高的能量密度，但循环寿命较短，不适于频繁的充放电转换；功率型储能装置的持续充放电时间为s-min级，具有功率密度大、响应速度快、循环寿命长等特点，但其容量相对较小。

现有的储能装置中，每个能量型储能装置或功率型储能装置均对应一个控制设备，使得储能设备的制造成本高；而且仅依据直流母线电压值进行充放电转换，使得储能装置的内部用电状况不平衡，从而影响电网的运行。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电能存储和分配的控制装置、方法和供电系统，以解决现有技术中储能装置成本高，且仅依据直流母线电压值进行充放电转换，使得储能装置的内部用电状况不平衡的问题。

本发明实施例第一方面提供了一种电能存储和分配的控制装置，包括至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块、逆变模块和控制模块，所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块均与直流母线和所述控制模块连接，所述逆变模块分别与所述直流母线、交流母线和所述控制模块连接，所述控制模块用于：

采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息；

根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息；

判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息；

根据判断结果控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电，或，控制所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

可选的，每个所述能量型储能模块包括：能量型储能元件和第一电压转换器；

其中，所述能量型储能元件包括：压缩空气储能元件、蓄电池储能元件和燃料电池储能元件中的任一种储能元件。

可选的，每个所述功率型储能模块包括：功率型储能元件和第二电压转换器；

其中，所述功率型储能元件包括：超级电容器储能元件、飞轮储能元件和超导储能元件中的任一种储能元件。

可选的，所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长；

所述控制模块包括：数据采集单元、预测单元和判断控制单元；

所述数据采集单元，用于采集所述直流母线电压信息和所述交流母线功率信息，获取所述用电设备的用电信息；

所述预测单元，用于根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定所述预测需求电压和所述预测需求时长；

所述判断控制单元，用于判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测需求电压，在所述直流母线电压信息满足所述预测需求电压时，控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电，或，在所述直流母线电压信息不满足所述预测需求电压时，根据所述预测需求时长控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

可选的，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息；

所述预测单元具体用于：

根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息；

根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长；

根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

可选的，所述控制模块还用于：

获取所述至少一个能量型储能模块的第一电压和所述至少一组功率型储能模块的第二电压；

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块充电；

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块放电；

或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制所述至少一组功率型储能模块放电；

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

本发明实施例第二方面提供了一种电能存储和分配的控制方法，适用于包括至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块和逆变模块的电能存储和分配的控制装置，所述方法包括：

采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息；

根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息；

判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息；

根据判断结果控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电，或，控制所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

可选的，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息；

所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长；

所述根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息，包括：

根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息；

根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长；

根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

可选的，所述电能存储和分配的控制方法还包括：

获取所述至少一个能量型储能模块的第一电压和所述至少一组功率型储能模块的第二电压；

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块充电；

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块放电；

或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制所述至少一组功率型储能模块放电；

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

本发明实施例第三方面提供了一种供电系统，包括发电装置，还包括与所述发电装置连接的如上述实施例第一方面提供的任一种所述的电能存储和分配的控制装置。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：控制模块采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息，根据功率信息和用电信息确定预测总用电信息，即对用电设备和交流母线上的用电信息进行预测，然后判断当前采集的直流母线电压信息是否满足预测总用电信息，根据判断结果控制直流母线是充电还是放电，及时提供需求功率，保证装置内部用电平衡，进而提高功率因数，维持电网的稳定运行；同时，至少一个能量型储能模块和至少一组功率型储能模块相结合向直流母线充放电，可以实现根据实际不同的用电需求进行充放电，提高储能装置的性能，使电网稳定运行；另外，整个控制装置通过一个控制模块完成输入输出的控制和协调，大大提高了电能存储和分配响应速度，减低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电能存储和分配的控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种电能存储和分配的控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电能存储和分配的控制装置的应用场景结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种电能存储和分配的控制装置的应用场景结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种电能存储和分配的控制装置的应用场景结构示意图；

图6是本发明实施例提供的电能存储和分配的控制方法的实现流程示意图；

图7是图6中步骤S604的具体实现流程结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供的一种电能存储和分配的控制装置，包括：至少一个能量型储能模块100、至少一组功率型储能模块200、逆变模块300和控制模块400。

至少一个能量型储能模块100和至少一组功率型储能模块200均与直流母线和控制模块400连接，逆变模块300分别与直流母线、交流母线和所述控制模块400连接。另外，交流母线还与用电设备和发电装置连接，控制模块400分别与至少一个能量型储能模块100、至少一组功率型储能模块200、逆变模块300、用电设备上的传感器和发电装置上的传感器通信连接。应理解，控制模块400可以通过不同的总线实现与各个模块的通信连接，避免信号的串扰。

其中，控制模块400采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息；根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息；判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息；根据判断结果控制逆变模块300将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使至少一个能量型储能模块100或至少一组功率型储能模块200充电，或，控制至少一个能量型储能模块100和至少一组功率型储能模块200向所述直流母线放电，以使逆变模块300将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

图1中，以电能存储和分配的控制装置包括N组能量型储能模块100和M组功率型储能模块200为例进行说明，N和M均为正整数，但不以此为限，例如N组能量型储能模块100可以为1组，也可以为多组，M组功率型储能模块200可以为1组，也可以为多组。

上述电能存储和分配的控制装置中，控制模块400根据交流母线功率信息和用电设备的用电信息确定预测总用电信息，然后判断当前采集的直流母线电压信息是否满足预测总用电信息，根据判断结果控制直流母线是充电还是放电，及时提供需求功率，保证装置内部用电平衡，进而提高功率因数，维持电网的稳定运行；同时，至少一个能量型储能模块100和至少一组功率型储能模块200相结合向直流母线充放电，可以实现根据实际不同的用电需求进行充放电，提高储能装置的性能，使电网稳定运行；另外，整个控制装置通过一个控制模块400完成输入输出的控制和协调，大大提高了电能存储和分配响应速度，减低了成本。

一个实施例中，每个能量型储能模块100包括：能量型储能元件110和第一电压转换器(DC-DC转换器)120。能量型储能元件110和第一电压转换器120一一对应连接，第一电压转换器120还与所述直流母线连接。

能量型储能元件110用于存储电量或电量，持续充放电时间为min-h(分钟-小时)级。第一电压转换器120可以将能量型储能元件110输出的电压转换为适于直流母线的电压，也可将直流母线的电压转换为适于能量型储能元件110存储的电压。

其中，能量型储能元件110可以包括：压缩空气储能元件、蓄电池储能元件和燃料电池储能元件中的任一种储能元件。

一个实施例中，每个功率型储能模块200包括：功率型储能元件210和第二电压转换器(DC-DC转换器)220。功率型储能元件210和第二电压转换器220一一对应连接，第二电压转换器220还与所述直流母线连接。

功率型储能元件210用于存储电量或电量，持续充放电时间为s-min(秒-分钟)级。第二电压转换器120可以将能量型储能元件110输出的电压转换为适于直流母线的电压，也可将直流母线的电压转换为适于能量型储能元件110存储的电压。

其中，功率型储能元件210可以包括：超级电容器储能元件、飞轮储能元件和超导储能元件中的任一种储能元件。

一个实施例中，逆变模块300可以为DC/AC(直流/交流)转换器。

示例性的，用电设备的用电时长需要1.5小时，则此时控制模块400控制第一DC/DC转换器120将能量型储能元件110的电压转换并输出到直流母线中，然后DC/AC转换器将直流母线中的直流电转换为交流电输出，为用电设备供电1.5小时；示例性的，用电设备的用电时长仅需要10分钟，则此时控制模块400控制第二DC/DC转换器220将功率型储能元件210的电压转换并输出到直流母线中，然后DC/AC转换器将直流母线中的直流电转换为交流电输出，为用电设备供电10分钟。

上述能量型储能模块100和功率型储能模块200相结合，分别有不同的充放电时间级别，可以针对不同的用电设备的不同用电时长需求，针对性的进行充放电，提高了装置的性能。

一个实施例中，所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长。

其中，预测需求电压指用电设备和交流电网正常运行时总的需求电压。例如，突然加入负载等突发状况，使得用电设备的整体负载增大，即需求电压也会增大，为了正常运行，本实施例可以采集到交流母线功率信息和用电设备的负载电流等用电信息确定预测需求电压，以便及时提供需求电压，保证装置内部电能瞬时平衡，保证用电设备和交流电网正常运行。

预测需求时长指用电设备和交流电网正常运行时的需求时长。例如，用电设备需要持续供电2小时，此时就不可以运用功率型储能模块200进行供电，因为不满足时长要求，所以本实施例就会根据用电设备的用电信息预测该用电设备的需求时长，进而选择能量型储能模块100进行供电，避免功率型储能模块200进行频繁充放电转换，提高储能模块的寿命，进而保证装置的稳定运行。

参见如2，控制模块400包括：数据采集单元410、预测单元420和判断控制单元430。

数据采集单元410分别与数据采集单元410用于采集所述直流母线电压信息和所述交流母线功率信息，获取所述用电设备的用电信息。

一个实施例中，数据采集单元410可以包括电压信号采集子单元、电流信号采集子单元、功率信息采集子单元、装置内外温度信号采集子单元和装置内外湿度信号子采集单元等。

其中，电压信号采集子单元可以包括直流母线的电压传感器、能量型储能模块100的电压传感器和功率型储能模块200的电压传感器；电流信号采集子单元可以包括负荷电流传感器(或用电设备上的互感器)和发电装置电流传感器(或发电装置上的互感器)，负荷电流传感器用于采集用电设备的负荷电流信息，发电装置电流传感器采集发电装置的电流信息；功率信息采集子单元可以包括交流母线的功率信息采集装置，采集交流母线上的有功功率和无功功率。

预测单元420用于根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定所述预测需求电压和所述预测需求时长。

一个实施例中，预测单元420可以包括电压预测子单元和时长预测子单元。

所述电压预测子单元可以为P-Q控制器。P-Q控制器可以接收用电设备的负载电流、交流母线的有功功率和无功功率，然后进行P-Q运算，得到预测的预测功率信息，进而得到预测需求电压。

所述时长预测子单元可以根据用电设备的用电信息确定预测需求时长，例如在用电设备的存储介质中获取用电设备的历史用电信息，比如该用电设备每运行一次的时长记录，可以运用评估预测算法根历史用电信息确定预测需求时长。本实施例对评估预测算法不做限定，比如运用神经网络算法提取用电时长特征，得到该用电设备的用电时长规律，进而准确的确定预测需求时长。

判断控制单元430分别与逆变模块300、能量型储能模块100和功率型储能模块200通信连接，例如判断控制单元430与DC/AC转换器、每个第一DC/DC转换器和每个第二DC/DC转换器通信连接。

判断控制单元430用于判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测需求电压，在所述直流母线电压信息满足所述预测需求电压时，控制逆变模块300将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使至少一个能量型储能模块100或至少一组功率型储能模块200充电。

判断控制单元430还用于在所述直流母线电压信息不满足所述预测需求电压时，根据所述预测需求时长控制至少一个能量型储能模块100或至少一组功率型储能模块200向所述直流母线放电，以使逆变模块300将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

示例性的，在直流母线电压信息满足所述预测需求电压，比如直流母线电压大于预测需求电压，这说明直流母线可以有多余电能为能量型储能模块100或功率型储能模块200充电，此时判断控制单元430向逆变模块300发送启动指令，逆变模块300根据启动指令将所述交流母线上的交流电转换为直流电给所述直流母线充电，同时判断控制单元430向能量型储能模块100或功率型储能模块200内的电压转换器发动启动指令，能量型储能模块100或功率型储能模块200内的电压转换器根据启动指令将直流母线的电压转换给能量型储能元件或功率型储能元件充电。

在所述直流母线电压信息不满足所述预测需求电压时，比如直流母线电压小于预测需求电压，判断控制单元430根据所述预测需求时长控制至少一个能量型储能模块100或至少一组功率型储能模块200向所述直流母线放电，以使逆变模块300将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。例如，预测需求时长为1小时，判断控制单元430向能量型储能模块100内的电压转换器发送启动指令，能量型储能模块100内的电压转换器将能量型储能元件的电压转换输出给直流母线；例如，预测需求时长为1分钟，判断控制单元430向功率型储能模块200内的电压转换器发送启动指令，功率型储能模块200内的电压转换器将功率型储能元件的电压转换输出给直流母线。

一个实施例中，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息。

预测单元420具体用于：根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息；根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长；根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

其中，所述交流母线功率信息可以包括：交流母线有功功率和无功功率。

示例性的，参见图3，本实施例的电能存储和分配的控制装置可以应用在智能配电网中。数据采集单元410采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时采集当前负载电流，以及获取负载(用电设备)的历史用电信息，然后预测单元420根据交流母线功率信息和当前负载电流确定预测需求电压，根据历史用电信息确定预测需求时长；判断控制单元430判断所述直流母线电压信息是否满足预测需求电压，根据判断结果控制逆变模块300(例如DC/AC转换器)将所述交流母线上的交流电转换为直流电给所述直流母线充电，或，根据预测需求时长控制所述至少一个能量型储能模块100和所述至少一组功率型储能模块200向所述直流母线放电。

示例性的，参见图4，本实施例的电能存储和分配的控制装置还可以应用在分布式电网中。数据采集单元410可以采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时采集分布式发电装置的电流，以及获取分布式发电装置的历史发电信息，然后预测单元420根据分布式发电装置的电流确定预测发电功率，根据历史发电信息确定预测发电时长；判断控制单元430判断预测发电功率是否满足交流母线功率信息，满足时控制逆变模块300(例如DC/AC转换器)将所述交流母线上的交流电转换为直流电给所述直流母线充电，以使所述至少一个能量型储能模块100和所述至少一组功率型储能模块200充电；不满足时控制所述至少一个能量型储能模块100和所述至少一组功率型储能模块200放电。

示例性的，参见图5，本实施例的电能存储和分配的控制装置可以应用在微电网中。数据采集单元410采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时采集当前负载电流和分布式发电装置的电流，以及获取负载(用电设备)的历史用电信息和分布式发电装置的历史发电信息，然后预测单元420根据交流母线功率信息和当前负载电流确定预测需求电压，根据历史用电信息确定预测需求时长，根据分布式发电装置的电流确定预测发电功率，根据历史发电信息确定预测发电时长；判断控制单元430判断直流母线电压信息是否满足预测需求电压，判断预测发电功率是否满足交流母线功率信息，根据判断结果控制逆变模块300(例如DC/AC转换器)将所述交流母线上的交流电转换为直流电给所述直流母线充电，或控制所述至少一个能量型储能模块100和所述至少一组功率型储能模块200向所述直流母线充放电。

上述控制模块400，可以根据交流母线功率信息、用电设备的当前负载电流和历史用电信息确定预测需求电压和预测需求时长，根据预测需求电压与直流母线电压的关系，控制逆变模块300将交流电转为直流电给直流母线充电，或根据预测需求时长控制能量型储能模块100或功率型储能模块200放电，可以实时预测当前用电设备的用电信息，即使面对突发用电状况也可以及时供电，保证了装置内部用电的平衡性，保证了电网的稳定运行；另外，一个控制模块400完成输入输出的信号控制和协调，大大提高了电能存储和分配响应速度，减低了成本。

一个实施例中，控制模块400还用于：获取至少一个能量型储能模块100的第一电压和至少一组功率型储能模块200的第二电压。

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制至少一个能量型储能模块100或至少一组功率型储能模块200充电。其中，母线参考充电电压是指直流母线可以向能量型储能模块100和功率型储能模块200充电的电压。另外，在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，可以先控制至少一个能量型储能模块100进行充电，在能量型储能模块100充满后，延迟预设时间再控制至少一组功率型储能模块200充电。

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制至少一个能量型储能模块100放电。其中，母线参考放电电压是指能量型储能模块100和功率型储能模块200可以向直流母线放电的电压；能量型初始放电电压是指能量型储能模块100的最低放电电压。

或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制至少一组功率型储能模块200放电。即虽然所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压，能量型储能模块100和功率型储能模块200需要向直流母线放电时，也要判断能量型储能模块100或功率型储能模块200是否满足放电要求，若不满足，则控制能量型储能模块100或功率型储能模块200不放电，以便保护能量型储能元件和功率型储能元件，延长储能元件的寿命。其中，功率型初始放电电压是指功率型储能模块200的最低放电电压。

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

一个实施例中，控制模块400还可以用于：当母线参考放电电压等于能量型初始放电电压或功率型初始放电电压时，则修正内部设置的能量型初始放电电压参数或功率型初始放电电压参数，以使储能元件内的电能不枯竭，保护储能元件，延长储能元件的使用寿命，进而保证装置的稳定运行。

上述实施例中，控制模块400采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息，根据功率信息和用电信息确定预测总用电信息，即对用电设备的用电信息进行预测，然后判断当前采集的直流母线电压信息是否满足预测的用电信息，根据判断结果控制直流母线是充电还是放电，及时提供需求功率，保证装置内部用电平衡，进而提高功率因数，维持电网的稳定运行；同时，至少一个能量型储能模块100和至少一组功率型储能模块200相结合向直流母线充放电，可以实现根据实际不同的用电需求进行充放电，提高储能装置的性能，使电网稳定运行；另外，整个控制装置通过一个控制模块400完成输入输出的控制和协调，大大提高了电能存储和分配响应速度，减低了成本。

实施例二

本实施例二提供了一种电能存储和分配的控制方法，适用于包括至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块和逆变模块的电能存储和分配的控制装置，参见图6，为本实施例提供的电能存储和分配的控制方法的一个实施例的实现流程图，详述如下：

步骤S601，采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息。

步骤S602，根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息。

步骤S603，判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息。

步骤S604，根据判断结果控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电，或，控制所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

一个实施例中，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息。

所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长。

参见图7，步骤S604中所述的根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息的具体实现流程包括：

步骤S701，根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息。

步骤S702，根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长。

步骤S703，根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

一个实施例中，所述电能存储和分配的控制方法还包括：

获取所述至少一个能量型储能模块的第一电压和所述至少一组功率型储能模块的第二电压。

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块充电。

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块放电；或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制所述至少一组功率型储能模块放电。

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

一个实施例中，所述电能存储和分配的控制方法还包括：当母线参考放电电压等于能量型初始放电电压或功率型初始放电电压时，修正内部设置的能量型初始放电电压参数或功率型初始放电电压参数，以使储能元件内的电能不枯竭，保护储能元件，延长储能元件的使用寿命，进而保证装置的稳定运行。

上述电能存储和分配的控制方法，通过采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息，根据功率信息和用电信息确定预测总用电信息，即对用电设备的用电信息进行预测，然后判断当前采集的直流母线电压信息是否满足预测的用电信息，根据判断结果控制直流母线是充电还是放电，及时提供需求功率，保证装置内部用电平衡，进而提高功率因数，维持电网的稳定运行；同时，至少一个能量型储能模块和至少一组功率型储能模块相结合向直流母线充放电，可以实现根据实际不同的用电需求进行充放电，提高储能装置的性能，使电网稳定运行；另外，通过一个控制模块400完成输入输出的控制和协调，大大提高了电能存储和分配响应速度，减低了成本。

实施例三

本实施例三提供了一种供电系统，包括发电装置，还包括与所述发电装置连接的如上述实施例一中任意一种所述的电能存储和分配的控制装置，也具有上述实施例的有益效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，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单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电能存储和分配的控制装置，包括至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块、逆变模块和控制模块，所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块均与直流母线和所述控制模块连接，所述逆变模块分别与所述直流母线、交流母线和所述控制模块连接，其特征在于，所述控制模块用于：

采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息；

根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息；

判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息；

根据判断结果控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电；或，控制所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

2.如权利要求1所述的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，每个所述能量型储能模块包括：能量型储能元件和第一电压转换器；

其中，所述能量型储能元件包括：压缩空气储能元件、蓄电池储能元件和燃料电池储能元件中的任一种储能元件。

3.如权利要求1所述的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，每个所述功率型储能模块包括：功率型储能元件和第二电压转换器；

其中，所述功率型储能元件包括：超级电容器储能元件、飞轮储能元件和超导储能元件中的任一种储能元件。

4.如权利要求1所述的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长；

所述控制模块包括：数据采集单元、预测单元和判断控制单元；

所述数据采集单元，用于采集所述直流母线电压信息和所述交流母线功率信息，获取所述用电设备的用电信息；

所述预测单元，用于根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定所述预测需求电压和所述预测需求时长；

所述判断控制单元，用于判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测需求电压，在所述直流母线电压信息满足所述预测需求电压时，控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电；

或，在所述直流母线电压信息不满足所述预测需求电压时，根据所述预测需求时长控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

5.如权利要求4所述的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息；

所述预测单元具体用于：

根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息；

根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长；

根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

6.如权利要求1至5任一项所述的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于：

获取所述至少一个能量型储能模块的第一电压和所述至少一组功率型储能模块的第二电压；

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块充电；

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块放电；

或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制所述至少一组功率型储能模块放电；

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

7.一种电能存储和分配的控制方法，适用于包括至少一个能量型储能模块、至少一组功率型储能模块和逆变模块的电能存储和分配的控制装置，其特征在于，包括：

采集直流母线电压信息和交流母线功率信息，同时获取与交流母线连接的用电设备的用电信息；

根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息；

判断所述直流母线电压信息是否满足所述预测总用电信息；

根据判断结果控制所述逆变模块将所述交流母线上的交流电转换为直流电输出到所述直流母线，以使所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块充电，或，控制所述至少一个能量型储能模块和所述至少一组功率型储能模块向所述直流母线放电，以使所述逆变模块将所述直流母线上的直流电转换为交流电输出到所述交流母线。

8.如权利要求7所述的电能存储和分配的控制方法，其特征在于，所述用电设备的用电信息包括：当前负载电流和历史用电信息；

所述预测总用电信息包括：预测需求电压和预测需求时长；

所述根据所述交流母线功率信息和所述用电设备的用电信息确定预测总用电信息，包括：

根据所述交流母线功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求功率信息；

根据所述历史用电信息确定所述预测需求时长；

根据所述预测需求功率信息和所述当前负载电流确定所述预测需求电压。

9.如权利要求7所述的电能存储和分配的控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述至少一个能量型储能模块的第一电压和所述至少一组功率型储能模块的第二电压；

在所述直流母线电压信息达到母线参考充电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块或所述至少一组功率型储能模块充电；

在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第一电压大于能量型初始放电电压时，控制所述至少一个能量型储能模块放电；

或，在所述直流母线电压信息达到母线参考放电电压时，且所述第二电压大于功率型初始放电电压时，控制所述至少一组功率型储能模块放电；

其中，所述母线参考充电电压>所述母线参考放电电压>所述能量型初始放电电压>所述功率型初始放电电压。

10.一种供电系统，包括发电装置，其特征在于，还包括与所述发电装置连接的如权利要求1至6任一项所述的电能存储和分配的控制装置。