CN109309391A - 一种光伏充电站协调控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏充电站协调控制器，光伏发电系统通过DC/DC变换器连接在直流母线上，储能系统通过双向DC/DC连接在直流母线上，配电网通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上，在光储充微电网系统中，微网控制器通过CAN总线与光伏发电系统、储能系统、配电网及充电负荷连接采集微网各单元运行状态和电量信息，其输出控制信号分别作用于DC/DC变换器、双向DC/DC变换器及双向DC/AC变换器。本发明能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。

Description

一种光伏充电站协调控制器
技术领域
本发明涉及光储充微电网控制领域，具体涉及一种光伏充电站协调控制器。
背景技术
为响应“环境友好型、能源节约型”的社会号召，电动汽车应运而生，大力发展，因次，需要建立充电站为电动汽车提高动力来源。目前，建立大中型充电站都需要在周围建配电网，为充电桩提供电能。而用户充电时间具有不确定性，使得配电网不容易管控，可能会给电网调度增加困难，或造成电网电压波动等；同时，充电站电能多来源于化石燃料发电，碳排量并没有明显减少，环境压力依然很大。但是，如果能在电力需求侧增加新能源发电，即光储充微网系统，就能有效缓解上述问题。
光储充微网系统主要包括光伏发电系统，光伏并网逆变器，储能系统，储能双向DC/DC变换器，电动汽车充电桩；光伏发电单元作为系统主发电单元，所发电量一部分通过并网逆变器汇入电网，供给充电桩，多余部分经过储能变换器存入储能电池。当光伏出力过剩或者充电车辆较少时，给储能电池充电；当光伏出力不足或者充电负荷增加时，储能电池放电，为负荷提高电量。
在光储充微电网中，光伏发电系统作为主要电能来源，电动汽车作为主要负荷，两者均具有随机性和不确定性，为满足充电负荷需求，微电网需要在必要时间内并网运行。但是，微电网并网运行必然给配电网运行带来影响，如何能够既满足充电负荷电量需求，又能够改善配电网运行状况，达到消峰填谷的目的，是光储充微电网控制方面面临的主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏充电站协调控制器，以克服现有技术存在的问题，本发明能够满足充电站内充电负荷电能需求，同时，减少大型充电站运行对配电网造成的压力，促进附近光伏新能源有效利用，能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光伏充电站协调控制器，包括通过DC/DC变换器连接在直流母线上的光伏发电系统、通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上的储能系统、通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上的配电网以及直接连接在直流母线上的充电负荷；光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷连接至微网控制器，微网控制器的输出端连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器；
所述微网控制器包括用于实时采集光伏发电系统输出功率的光伏发电功率检测单元、用于实时采集储能系统剩余电量的储能装置SOC检测单元、用于实时采集配电网运行状态和负荷曲线的电网负荷曲线采集单元以及用于实时采集各充电负荷输出功率的充电负荷需求功率检测单元，所述光伏发电功率检测单元、储能装置SOC检测单元、电网负荷曲线采集单元及充电负荷需求功率检测单元的输出端均连接至控制决策器，控制决策器通过输出接口连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器。
进一步地，所述充电负荷为电动汽车充电桩。
进一步地，光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷通过CAN总线连接至微网控制器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明装置作为光储充微电网控制系统，包含信息采集和控制决策，能够控制光储充微电网平滑利用光伏发电输出，使整个光储充微电网具有功率可控性与可调度性，降低配电网负荷峰谷差值，增强配电网安全稳定性和供电质量，在满足充电负荷需求的情况下，减轻配电网运行压力，能够提高光储充微电网运行的稳定性和经济性。
本发明基本能够满足充电站内充电负荷电能需求，同时，减少大型充电站运行对配电网造成的压力，促进附近光伏新能源有效利用，能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。
附图说明
图1是一种光储充微电网的拓扑图；
图2是本发明的光伏充电站协调控制器示意图；
图3是本发明的光储充微电网控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
图1描述了一种光储充微电网的拓扑，光伏发电系统通过DC/DC变换器连接在直流母线上，作为系统主发电单元；
储能系统通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上，作为系统储能单元，是调控微网系统功率平衡，调节配电网消峰填谷的主要单元；
配电网通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上，一方面在微网功率需求较大时，给微网中充电负荷提供电能，另一方面在配电网自身负荷曲线峰谷期，接纳微网产生的电能，消峰填谷。
所述光储充微电网系统中，微网控制器通过CAN总线与光伏发电系统、储能系统、配电网及充电负荷连接，用于采集微网各单元运行状态和电量信息，其输出控制信号分别作用于DC/DC变换器、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变换器，所述光储充微电网中主要充电负荷为电动汽车充电负荷。
图2是本发明的光伏充电站协调控制器，包括光伏发电功率检测单元，储能装置SOC检测单元，充电负荷需求功率检测单元，电网负荷曲线采集单元和控制决策器。
其中光伏发电功率检测单元实时采集光伏发电系统输出功率，反馈给控制决策器。
储能装置SOC检测单元实时采集储能系统剩余电量，反馈给控制决策器。
充电负荷需求功率检测单元实时采集各充电负荷(充电桩)输出功率，确定充电负荷需求，反馈给控制决策器。
电网负荷曲线采集单元实时采集配电网运行状态和电网负荷曲线，反馈给控制决策器。
控制决策器将采集到的各单元运行状态及电量信息，依据光储充微电网控制方法进行逻辑分析，控制DC/DC变换器、双向DC/DC变换器，双向DC/AC变换器按照系统要求进行开关动作。
图3为基于光伏充电站协调控制器的控制方法，该方法分为以下步骤：
步骤1：输入t时刻初始参数光伏发电系统输出功率Ps,储能系统剩余电量Pb,充电负荷需求功率Pl,系统损耗ΔP；
步骤2：判断光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量是否能满足充电负荷需求功率，若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量大于充电负荷需求功率和系统损耗功率，即Ps+Pb>Pl+ΔP，则再判断系统是否有光伏输出；
步骤3：若有光伏输出，即微网系统处于白天运行，则再判断储能系统是否满电量，若储能系统没有充满，则给储能系统充电直至充满；若储能系统已满电，则系统发出的多余电量供给配电网；
步骤4：若没有光伏输出，即微网系统处于夜晚运行，则输入配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，直至储能系统充满；若配电网处于负荷高峰时段，则将系统发出的多余电量供给配电网；
步骤5：若光伏发电系统输出功率和储能系统剩余电量小于等于充电负荷需求功率和系统损耗功率，即Ps+Pb≦Pl+ΔP，则输入配电网运行状态和负荷曲线，若配电网处于负荷低谷时段，则控制微网系统从配电网购电，供给充电负荷；若配电网处于负荷高峰时段，则控制充电负荷有序充电。
本发明设计了一种光伏充电站协调控制器，提出了基于该控制器的控制方法，本发明基本能够满足充电站内充电负荷电能需求，同时，减少大型充电站运行对配电网造成的压力，促进附近光伏新能源有效利用，能够提高充电站建设运营过程中的经济效益和环境效益。

Claims (3)

1.一种光伏充电站协调控制器，其特征在于，包括通过DC/DC变换器连接在直流母线上的光伏发电系统、通过双向DC/DC变换器连接在直流母线上的储能系统、通过双向DC/AC变换器连接到直流母线上的配电网以及直接连接在直流母线上的充电负荷；光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷连接至微网控制器，微网控制器的输出端连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器；
所述微网控制器包括用于实时采集光伏发电系统输出功率的光伏发电功率检测单元、用于实时采集储能系统剩余电量的储能装置SOC检测单元、用于实时采集配电网运行状态和负荷曲线的电网负荷曲线采集单元以及用于实时采集各充电负荷输出功率的充电负荷需求功率检测单元，所述光伏发电功率检测单元、储能装置SOC检测单元、电网负荷曲线采集单元及充电负荷需求功率检测单元的输出端均连接至控制决策器，控制决策器通过输出接口连接至DC/DC变换器、双向DC/DC变换器以及双向DC/AC变换器。
2.根据权利要求1所述的一种光伏充电站协调控制器，其特征在于，所述充电负荷为电动汽车充电桩。
3.根据权利要求1所述的一种光伏充电站协调控制器，其特征在于，光伏发电系统、储能系统、配电网以及充电负荷通过CAN总线连接至微网控制器。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110061515A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 中国电建集团江西省电力建设有限公司 一种应用于光伏发电场的锌铁液流电池的储能监控装置
CN111319508A (zh) * 2020-02-20 2020-06-23 深圳供电局有限公司 多能互补充电站
CN111376777A (zh) * 2020-03-05 2020-07-07 深圳供电局有限公司 用于充换储一体化电站的微网终端及接口
CN112455272A (zh) * 2020-10-26 2021-03-09 南方电网电动汽车服务有限公司 充电控制方法、装置、充电系统、控制设备和存储介质
CN112572199A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 汪玮 一种基于电池梯次利用的智能充电桩系统及充电方法
CN112994089A (zh) * 2021-02-22 2021-06-18 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 可站网互动的高压交流共磁场型光储充智慧充电站及控制方法
CN114336583A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 广西大学 5g基站光储直流微电网供能系统及方法
WO2023029335A1 (zh) * 2021-09-06 2023-03-09 福建时代星云科技有限公司 一种光储充系统的参数配置方法及终端

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2637292A2 (en) * 2012-03-05 2013-09-11 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
CN207910488U (zh) * 2018-01-08 2018-09-25 三峡大学 一种多能互补的多层微电网组网系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2637292A2 (en) * 2012-03-05 2013-09-11 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
CN207910488U (zh) * 2018-01-08 2018-09-25 三峡大学 一种多能互补的多层微电网组网系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110061515A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 中国电建集团江西省电力建设有限公司 一种应用于光伏发电场的锌铁液流电池的储能监控装置
CN110061515B (zh) * 2019-05-23 2024-04-16 中国电建集团江西省电力建设有限公司 一种应用于光伏发电场的锌铁液流电池的储能监控装置
CN112572199A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 汪玮 一种基于电池梯次利用的智能充电桩系统及充电方法
CN111319508A (zh) * 2020-02-20 2020-06-23 深圳供电局有限公司 多能互补充电站
CN111376777A (zh) * 2020-03-05 2020-07-07 深圳供电局有限公司 用于充换储一体化电站的微网终端及接口
CN112455272A (zh) * 2020-10-26 2021-03-09 南方电网电动汽车服务有限公司 充电控制方法、装置、充电系统、控制设备和存储介质
CN112994089A (zh) * 2021-02-22 2021-06-18 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 可站网互动的高压交流共磁场型光储充智慧充电站及控制方法
WO2023029335A1 (zh) * 2021-09-06 2023-03-09 福建时代星云科技有限公司 一种光储充系统的参数配置方法及终端
CN114336583A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 广西大学 5g基站光储直流微电网供能系统及方法

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