CN111934308A - 直流楼宇微电网及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种直流楼宇微电网及其控制方法。该直流楼宇微电网包括主控制器和开关控制器，主控制器通信连接开关控制器；主控制器通过对应的数据采集终端分别连接发电设备、用电设备和储能设备，发电设备通过第一转换器连接储能设备，储能设备通过第二转换器连接用电设备；主控制器用于采集发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数以及储能设备的SoC值，并根据发电运行参数、负载参数以及SoC值输出开关控制指令；发电设备与第一转换器之间串接有第一可控开关，用电设备与第二转换器之间串接有第二可控开关；开关控制器与第一可控开关的控制端和第二可控开关的控制端分别连接，以响应开关控制指令调节储能设备的电量。

Description

直流楼宇微电网及其控制方法

技术领域

本发明实施例涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种直流楼宇微电网及其 控制方法。

背景技术

随着国家节能减排政策的快速突进，光伏、储能和电动汽车等大量接入配 电网，交流配网存在着整体发电效率低、间歇性出力、可能引起配网系统潮流 反转等一系列问题。

因而有必要对现有的交流配电网进行改造。

发明内容

本发明实施例提供一种直流楼宇微电网及其控制方法，以降低输出功率波 动对改楼宇微电网的冲击，有效提高直流楼宇的电能质量和自身的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种直流楼宇微电网，包括主控制器和开 关控制器，所述主控制器通信连接所述开关控制器；

所述主控制器通过对应的数据采集终端分别连接发电设备、用电设备和储 能设备，所述发电设备通过第一转换器连接所述储能设备，所述储能设备通过 第二转换器连接所述用电设备；所述主控制器用于采集所述发电设备的发电运 行参数、所述用电设备的负载参数以及所述储能设备的SoC值，并根据所述发 电运行参数、所述负载参数以及所述SoC值输出开关控制指令；

所述发电设备与所述第一转换器之间串接有第一可控开关，所述用电设备 与所述第二转换器之间串接有第二可控开关；

所述开关控制器与所述第一可控开关的控制端和所述第二可控开关的控制 端分别连接，所述开关控制器用于响应所述开关控制指令对所述第一可控开关 和所述第二可控开关进行通断控制，以调节所述储能设备的电量。

可选的，所述发电设备包括至少两个并联设置的光伏发电设备，每个所述 光伏发电设备均连接有一第一可控子开关，且每个所述第一可控子开关的控制 端均连接所述开关控制器。

可选的，所述用电设备包括至少两个并联设置的可控负载，每个所述可控 负载均连接有一第二可控子开关，且每个所述第二可控子开关的控制端均连接 所述开关控制器。

可选的，所述储能设备连接有本地控制单元，所述本地控制单元通信连接 所述主控制器和所述开关控制器，所述本地控制单元用于向所述主控制器反馈 所述储能设备的SoC值，并响应所述主控制器管理所述储能设备。

可选的，还包括第三可控开关，所述第三可控开关串接于所述用电设备与 外电网的连接线路，且所述第三可控开关的控制端连接所述开关控制器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种微电网控制方法，应用于本发明任 意实施例所述的直流楼宇微电网，所述方法包括：

主控制器获取发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数和储能设备 的SoC值；

所述主控制器根据所述发电运行参数确定所述发电设备的有功功率，以及 根据所述负载参数确定所述用电设备的负载功率；

所述主控制器根据所述有功功率、所述负载功率以及所述SoC值输出开关 控制指令；

开关控制器响应所述开关控制指令控制对应可控开关的通断状态。

可选的，所述发电运行参数包括发电电流和发电电压，所述主控制器根据 所述发电运行参数确定所述发电设备的有功功率，包括：

所述主控制器根据所述所述发电设备基波频率同步旋转的坐标系对所述发 电电流和发电电压进行坐标变换；

所述主控制器根据变换后的所述发电电流和所述发电电压确定所述发电设 备的有功功率。

可选的，所述发电设备包括至少两个并联设置的光伏发电设备，每个所述 光伏发电设备均连接有一第一可控子开关，且每个所述第一可控子开关的控制 端均连接所述开关控制器；所述用电设备包括至少两个并联设置的可控负载， 每个所述可控负载均连接有一第二可控子开关，且每个所述第二可控子开关的 控制端均连接所述开关控制器；所述主控制器根据所述有功功率、所述负载功 率以及所述SoC值输出开关控制指令，包括：

若所述SoC值小于或等于下限阈值，所述主控制器输出第一开关控制指令， 所述第一开关控制指令用于关闭第一数量的第一可控子开关；

若所述SoC值大于或等于上限阈值，所述主控制器输出第二开关控制指令， 所述第二开关控制指令用于关闭第二数量的第二可控子开关；

若所述负载功率变小且所述SoC值没有变化，所述主控制器输出第三开关 控制指令，所述第三开关控制指令用于关闭第三数量的第二可控子开关。

可选的，所述直流楼宇微电网还包括第三可控开关，所述第三可控开关串 接于所述用电设备与外电网的连接线路，且所述第三可控开关的控制端连接所 述开关控制器，所述方法还包括：

若所述储能设备发生故障，则所述开关控制器控制所述第三开关处于导通 状态，以通过所述外电网为所述用电设备供电。

可选的，所述方法还包括：

在所述储能设备启动前，所述开关控制器控制所述第三开关处于导通状态， 以通过外电网为所述用电设备供电。

本发明实施例所提供的直流楼宇微电网，通过设置主控制器和开关控制器， 主控制器通过采集发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数以及储能设 备的SoC值，计算出微电网当前的能量流转状态，以及与发电设备和用电设备 连接的第一可控开关和第二可控开关的目标运行状态，主控制器进一步向开关 控制器输出开关控制指令，以通过开关控制器根据开关控制指令控制第一可控 开关和第二可控开关运行于目标状态，从而实现对直流微电网的能量的有效调 节。本发明实施例通过设置储能设备，由储能设备对用电设备进行能量供给， 避免了发电设备直接供电所产生的输出功率波动对微电网的冲击，有效提高了 直流楼宇微电网的电能质量和自身的稳定性，解决了直流楼宇移动储能系统能效地的问题。同时，储能设备分别连接用电设备和发电设备，因而储能设备的 SoC值反映了发电量与耗电量的关系，因而通过根据储能设备的SoC值来对应 调节发电功率和/或用电设备的负载功率，从而可以保证直流微电网运行于稳定 状态。降低了输出功率波动对楼宇微电网的冲击，有效提高了直流楼宇的电能 质量和自身的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种直流楼宇微电网的结构框图；

图2为本发明实施例提供的另一种直流楼宇微电网的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种电池管理系统的拓扑结构图；

图4为本发明实施例提供的一种微电网控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种三相电压变流器的拓扑结构图；

图6为本发明实施例提供的一种控制模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此 处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需 要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结 构。

图1为本发明实施例提供的一种直流楼宇微电网的结构框图，该直流楼宇 微电网可应用于楼宇中，以通过组件直流微电网的方式为楼宇中的负载进行供 电，保证楼宇的用电安全以及提高楼宇的用电效率。参考图1，该直流楼宇微 电网包括：主控制器和开关控制器，主控制器通信连接开关控制器；

主控制器通过对应的数据采集终端分别连接发电设备、用电设备和储能设 备，发电设备通过第一转换器连接储能设备，储能设备通过第二转换器连接用 电设备；主控制器用于采集发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数以 及储能设备的SoC值，并根据发电运行参数、负载参数以及SoC值输出开关控 制指令；

发电设备与第一转换器之间串接有第一可控开关，用电设备与第二转换器 之间串接有第二可控开关；

开关控制器与第一可控开关的控制端和第二可控开关的控制端分别连接， 开关控制器用于响应开关控制指令对第一可控开关和第二可控开关进行通断控 制，以调节储能设备的电量。

具体地，数据采集终端例如可以为集线器，通过在发电设备、用电设备和 储能设备分别连接集线器，由对应的集线器向主控制器实时反馈楼宇中总的发 电设备、总的用电设备以及储能设备的运行数据。

发电设备可以包括直流发电设备和交流发电设备，发电设备通过转换器连 接储能设备，再通过储能设备与用电设备连接，从而通过储能设备将发电侧的 有功功率流转至负载侧。直流发电设备可通过DC/DC转换器连接储能设备，以 将电能进行降压处理后存储至储能设备；交流发电设备可通过AC/DC转换器连 接储能设备，以将电能进行交流-直流转换后进行降压处理存储至储能设备。

储能设备通过第二转换器连接用电设备，以使得储能设备按照用电设备的 电气要求为用电设备供电。本实施例中，通过设置储能设置分别连接用电设备 和发电设备，从而由储能设备来平衡发电设备的有功功率和用电设备的负载功 率，这样，通过控制储能设备的电量保持稳定，即可实现发电的有功功率和用 电的负载功率的平衡，从而保证了直流微电网得以平稳运行。

进一步的，储能设备可用于平滑发电设备的端口功率，使得发电设备发出 的有功功率在设定的功率区间。具体地，当发电设备的有功功率小于设定的功 率区间的低限值时，储能设备开始放电，以弥补发电设备的功率缺失；当发电 设备的有功功率大于设定的功率区间的高限值时，储能设备开始充电，以存储 发电设备富余的有功功率。

需要说明的是，本实施例中的第一转换器和第一可控开关的数量与发电设 备的数量有着对应关系，例如，一个发电设备对应连接一个第一转换器和一个 第一可控开关。同样地，第二转换器和第二可控开关的数量与用电设备的数量 有着对应关系。

主控制器用于对整个微电网进行监控和功率控制，以保证微电网能够正常 工作。主控制设备在获取到发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数以 及储能设备的SoC值后，通过内置的参数模型，计算得到第一可控开关和第二 可控开关的目标运行状态，并通过向开关控制器发送开关控制指令来调节第一 可控开关和/或第二可控开关，以让第一可控开关和/或第二可控开关运行于目标 状态。通过调节第一可控开关和/或第二可控开关的运行状态，可对微电网的能 量进行管理，在负载的耗电量增加时，增加发电设备的有功功率或者关闭部分 可控负载；当负载的耗电量减小时，减小发电设备的有功功率或者开启更多的 可控负载，从而实现根据微电网的运行状态进行功率调节，以控制微电网正常工作。

本发明实施例所提供的直流楼宇微电网，通过设置主控制器和开关控制器， 主控制器通过采集发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数以及储能设 备的SoC值，计算出微电网当前的能量流转状态，以及与发电设备和用电设备 连接的第一可控开关和第二可控开关的目标运行状态，主控制器进一步向开关 控制器输出开关控制指令，以通过开关控制器根据开关控制指令控制第一可控 开关和第二可控开关运行于目标状态，从而实现对直流微电网的能量的有效调 节。本发明实施例通过设置储能设备，由储能设备对用电设备进行能量供给， 避免了发电设备直接供电所产生的输出功率波动对微电网的冲击，有效提高了 直流楼宇微电网的电能质量和自身的稳定性，解决了直流楼宇移动储能系统能效地的问题。同时，储能设备分别连接用电设备和发电设备，因而储能设备的 SoC值反映了发电量与耗电量的关系，因而通过根据储能设备的SoC值来对应 调节发电功率和/或用电设备的负载功率，从而可以保证直流微电网运行于稳定 状态。降低了输出功率波动对楼宇微电网的冲击，有效提高了直流楼宇的电能 质量和自身的稳定性。具有效率高，控制灵活和抗风险能力强的优点。

可选的，图2为本发明实施例提供的另一种直流楼宇微电网的结构框图。 在上述实施例的基础上，参考图2。发电设备包括至少两个光伏发电设备，至 少两个光伏发电设备并联，且每个光伏发电设备均连接有一第一可控子开关， 且每个第一可控子开关的控制端均连接开关控制器。

具体地，发电设备可以包括直流发电设备和交流发电设备，并且直流发电 设备和交流发电设备的数量均可以为多个。具体到本实施例中，发电设备包括 可控的直流发电设备，可控的直流发电设备包括多个光伏发电设备，并且每个 光伏发电设备所在并联支路均连接一个第一可控子开关，从而通过开关控制器 可以对各并联支路的光伏发电设备进行通断控制，以实现对发电设备的发电功 率进行调节。

在一些实施例中，还可以根据楼宇的功率需求，组建多个光伏微电网，各 光伏微电网之间串联设置，且每个光伏微电网均包括多个并联设置的光伏发电 设备，从而通过对各个光伏微电网的发电功率进行调整，来调整发电设备的发 电功率。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2。用电设备包括至少两个 可控负载，至少两个可控负载并联，每个可控负载均连接有一第二可控子开关， 且每个第二可控子开关的控制端均连接开关控制器。

具体地，用电设备可以包括可控负载和不可控负载。通过对可控负载的运 行状态进行调节，可以调节用电设备侧的负载功率。本实施例中，每个可控负 载均连接一第二可控子开关，从而开关控制器可通过调节第二可控子开关来调 节对应可控负载的运行状态，进而对微电网中的可控负载的数量进行调节，以 此完成对微电网的负载功率进行调节。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2。储能设备连接有本地控 制单元，本地控制单元通信连接主控制器和开关控制器，本地控制单元用于向 主控制器反馈储能设备的SoC值，并响应主控制器管理储能设备。

具体地，储能设备例如可以为电池，相应地，本地控制单元可以为电池管 理系统。本地控制单元可以采集储能设备的运行状态、运行参数等信息，并将 所采集的信息发送至主控制器，从而主控制器可以获取到储能设备的运行状态 及其运行参数。主控制器通过本地控制单元对储能设备进行管理。

储能设备用于向用电设备供电。在一个实施例中，直流微电网的直流母线 电压为750V，功率需求为100kW，电池容量需求为200kWh；相应地，储能设 备产品规格参数如表一所示：

表一、储能设备产品规格参数

在一个实施例中，储能设备为电池，电池具有如下结构组成：电芯通过3 并8串组成一个电池模组，1个电池模组为一个电池箱；14个电池箱构成一个 电池组串，每个电池组串通过一个主控箱控制功率输出。通过电芯的串并联及 其多层次的管理实现了对电芯的有效、充分利用。

表二、电池规格

图3为本发明实施例提供的一种电池管理系统的拓扑结构图。参考图3， 该电池管理系统BMS(Battery Management System)包括：由电池组管理单元 BMU、电池簇管理单元BCMU、电池堆管理单元BSMU和高压管理单元HVMU。 BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护， 参数设置，主动均衡，电池组SoC定标和与其它设备信息交互等功能。

可选的，BMU(Battery Management Unit)适用于8串电池包的管理，具备 双向主动均衡、被动均衡、电压采集、温度采集、CAN通信、散热控制等，可 广泛配套应用于大型储能系统管理、移动通信基站备电系统管理、家庭能源备 电系统管理、医疗设备备电系统管理等领域。其参数要求如下表所示。

表三、BMU参数要求

可选的，BCMU(Battery Cluster Management Unit)负责管理一个电池簇中 的全部BMU，同时具备电池簇的电流采集，总电压采集，漏电检测，并在电池 组状态发生异常时驱动断开高压功率接触器，使电池簇退出运行，保障电池使 用安全。同时，在BMS的管理下单独完成容量标定和SoC标定。通过自身算 法，得出经校正后的最新电池系统容量和SoC标定值，并以此做为后续电池充 放电管理的依据，经此得出的SoC值误差小，同时在长时间累积过程中会避免 SoC误差放大的现象。

表四、BCMU和HVMU参数要求

可选的，电池堆管理系统BSMU(Battery Stack Management Unit)由BSMU 主机及个人计算机组成，负责管理电池系统单元的全部电池，BSMU可以管理 对应数量的BCMU。

表五、BSMU和HVMU参数要求

序号	项目描述	规格参数
			1	设备型号	S2_BSMU
2	通讯接口	RS485*3，CAN*2，Ethernet0/100M*1
			3	存储扩展	16GB SD卡
4	事件数据库	1000件事件记录
			5	常量数据库	近1个月电池参数信息
6	供电电压	24VDC
			7	设备功耗	≤10W
8	最大BCMU管理数量	16PCS
			9	外形尺寸(W*H*D)	176mm*31mm*129mm(不含挂耳)

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2。该直流微电网还包括第 三可控开关，第三可控开关串接于用电设备与外电网的连接线路，且第三可控 开关的控制端连接开关控制器。

具体地，第三可控开关串接于外电网和用电设备的连接线路，其可以建立 外电网和负载之间的连接通路。当储能设备出现故障时，主控制器向开关控制 器输出让第三可控开关导通的开关控制指令，实现由外电网直接向负载供电， 保证了负载能够正常工作。

可选的，图4为本发明实施例提供的一种微电网控制方法的流程图，该微 电网控制方法可应用于配置有直流微电网的楼宇系统。参考图4，该微电网控 制方法包括：

S410、主控制器获取发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数和储 能设备的SoC值。

其中，主控制器通过所连接的集线器获取发电设备的发电运行参数，以及 用电设备的负载参数。

储能设备因为连接有本地控制单元，本地控制单元采集储能设备的SoC值 以及储能设备的电压、温度等状态信息，并反馈至主控制器。

储能设备的SoC值表示储能设备的剩余电量占储能设备容量的比值，用百 分数表示。

为了方便对储能设备进行管理，防止储能设备出现过充或过放电的情况， 对储能设备造成损坏。主控制器根据预设的电量阈值来判断储能设备的当前电 量是否在正常范围。

在一个实施例中，为储能设备设置了正常阈、上限阈和下限阈，具体地， 当10％<SoC<90％时，表明储能设备的剩余电量处于正常阈值范围；当SoC达 到90％且后续未降低到小于80％情况下，表明储能设备的剩余电量处于接近饱 和的状态，SoC处于上限阈，此时，可增加负载功率和/或降低发电设备的有功 功率，以调节储能设备的剩余电量在正常范围。当SoC达到10％且后续未恢复 到大于20％情况时，表明储能设备的剩余电量处于低电状态，SoC处于下限阈， 此时，可增加发电设备的有功功率和/或降低负载功率，以调节储能设备处于充 电状模式。

S420、主控制器根据发电运行参数确定发电设备的有功功率，以及根据负 载参数确定用电设备的负载功率。

其中，发电运行参数包括发电电流和发电电压，主控制器通过内置的参数 模型进行计算得到发电设备的有功功率。

本实施例所提供的直流微电网采用三相电压变流器设计。图5为本发明实 施例提供的一种三相电压变流器的拓扑结构图。参考图5，该三相电压变流器 可由IGBT构成的直流电容器、换流桥、交流滤波器、换流电抗器等元件组成。 换流电抗器是交流系统与换流器的能量交换的纽带，实现交流电流的滤波；直 流电容能够缓冲换流器开关关断时的冲击电流，减小直流侧谐波，起到直流电 压支撑作用，是保证系统正常运行的关键。在此基础上，主控制器根据发电运 行参数确定发电设备的有功功率可具体优化为：

主控制器根据发电设备基波频率同步旋转的坐标系对发电电流和发电电压 进行坐标变换；

主控制器根据变换后的发电电流和发电电压确定发电设备的有功功率。

具体地，由于交流侧的电压、电流均为时变量，所以不便于控制。如果将 三相相对静止的正弦量经过坐标变换转换成以电网基波频率同步旋转的DQ坐 标系，并采用直接电流控制，则可以减少控制量，并简化控制结构。

三相电压变流器的数据模型如下：

式中：u_ra，u_rb，u_rc为变流器的桥臂电压。

经过坐标变换后，转换到DQ两相同步旋转坐标系后，得到：

由于公式(2)中DQ轴变量相互耦合，因而引入前馈解耦控制。电流采用 PI调节，控制量u_rd和u_rq的方程如下：

式中：K_p、K_i分别为电流环的比例控制参数和积分控制参数，i_dref、i_qref为 DQ坐标系的三相变流器交流侧的参考电流。

图6为本发明实施例提供的一种控制模型的结构示意图。参考图6，三相 PWM变流器输出的有功功率b_p和无功功率b_q可以表示为：

在旋转的DQ同步坐标系下，e_q＝0，e_d＝U，其中U为电网相电压峰值，则：

由公式(5)可以看出，有功功率与d轴电流i_d成正比，无功功率与q轴电 流i_q成正比，通过对i_d和i_q的控制，可以实现有功功率和无功功率的解耦控制， 从而确定发电设备的有功功率。

S430、主控制器根据有功功率、负载功率以及SoC值输出开关控制指令。

其中，主控制器根据有功功率、负载功率和SoC值，确定出微电网当前的 能量流通状态，从而确定出各个可控开关的目标运行状态，并通过输出开关控 制指令的方式将该信息进行输出。

在一个实施例中，主控制器可具体按照如下方法来确定开关控制指令：

若SoC值小于或等于下限阈值，主控制器输出第一开关控制指令，第一开 关控制指令用于关闭第一数量的第一可控开关；

若SoC值大于或等于上限阈值，主控制器输出第二开关控制指令，第二开 关控制指令用于关闭第二数量的第二可控开关；

若负载功率变小且SoC值没有变化，主控制器输出第三开关控制指令，第 三开关控制指令用于关闭第三数量的第二可控开关。

具体地，储能设备的SoC值反映了储能设备的当前运行状态。本实施例因 为采用储能设备作为发电设备与用电设备的连接纽带，因而储能设备的运行状 体反映了微电网的能量流转趋势，例如，当储能设备的SoC值上升时，表明微 电网的功率有富余，当储能设备的SoC值下降时，表明微电网中的耗电量增加， 微电网的功率有缺失。因而基于储能设备的SoC值对微电网进行动态调节，一 方面可以保证微电网运行于稳定状态，另一方面，通过动态调节，可以实现节 能的目的，避免能量浪费。

S440、开关控制器响应开关控制指令控制对应可控开关的通断状态。

其中，开关控制器为执行部件，其响应主控制器输出的开关控制指令，调 节对应的可控开关，以让对应的可控开关工作于目标运行状态。

本发明实施例所提供的微电网控制方法，主控制器通过获取发电设备的发 电运行参数、用电设备的负载参数和储能设备的SoC值，按照内置的控制模型 进行计算，得到微电网的能量流转状态，从而根据微电网的能量流转状态来分 别确定微电网中发电设备侧和用电设备侧的可控开关的目标运行状态，进而通 过输出对应的开关控制指令至开关控制器，由开关控制器响应该开关控制指令 调节对应位置的可控开关工作于目标运行状态。本发明实施例因为采用了储能 设备为用电设备供电，因而保证了直流微电网能够稳定运行；同时，在确定各 可控开关的目标运行状态时，因为考虑了储能设备的电量信息，从而保证了储 能设备能够可靠运行，进而也提高了微电网运行的可靠性。因为要保证储能设 备始终在正常范围内运行，当储能设备的SoC值发生变化时，表明微电网中的 能量是有富余或是有缺失，因而根据储能设备的SoC值来调节各可控开关的运 行状态，实质上是根据直流微电网的运行状态来调节各可控开关的运行状态， 因而提高了能量的流转效率，避免了能量的浪费。

可选的，在上述技术方案的基础上，直流楼宇微电网还包括第三可控开关， 第三可控开关串接于用电设备与外电网的连接线路，且第三可控开关的控制端 连接开关控制器；该微电网控制方法还包括：

若储能设备发生故障，则开关控制器控制第三开关处于导通状态，以通过 外电网为用电设备供电。

通过设置第三可控开关，实现了在储能设备发生故障或是进行紧急维修时， 由外电网为微电网中用电设备进行供电，从而保证了用电设备的持续运行。

可选的，在上述技术方案的基础上，该微电网控制方法还包括：

在储能设备启动前，开关控制器控制第三开关处于导通状态，以通过外电 网为用电设备供电。

在储能设备启动阶段，主控制器控制第三开关处于导通状态，从而由外电 网临时为楼宇中的用电设备进行供电，保证了用电设备的正常运行。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员 会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进 行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽 然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以 上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种直流楼宇微电网，其特征在于，包括主控制器和开关控制器，所述主控制器通信连接所述开关控制器；

所述主控制器通过对应的数据采集终端分别连接发电设备、用电设备和储能设备，所述发电设备通过第一转换器连接所述储能设备，所述储能设备通过第二转换器连接所述用电设备；所述主控制器用于采集所述发电设备的发电运行参数、所述用电设备的负载参数以及所述储能设备的SoC值，并根据所述发电运行参数、所述负载参数以及所述SoC值输出开关控制指令；

所述发电设备与所述第一转换器之间串接有第一可控开关，所述用电设备与所述第二转换器之间串接有第二可控开关；

所述开关控制器与所述第一可控开关的控制端和所述第二可控开关的控制端分别连接，所述开关控制器用于响应所述开关控制指令对所述第一可控开关和所述第二可控开关进行通断控制，以调节所述储能设备的电量。

2.根据权利要求1所述的直流楼宇微电网，其特征在于，所述发电设备包括至少两个并联设置的光伏发电设备，每个所述光伏发电设备均连接有一第一可控子开关，且每个所述第一可控子开关的控制端均连接所述开关控制器。

3.根据权利要求1所述的直流楼宇微电网，其特征在于，所述用电设备包括至少两个并联设置的可控负载，每个所述可控负载均连接有一第二可控子开关，且每个所述第二可控子开关的控制端均连接所述开关控制器。

4.根据权利要求1所述的直流楼宇微电网，其特征在于，所述储能设备连接有本地控制单元，所述本地控制单元通信连接所述主控制器和所述开关控制器，所述本地控制单元用于向所述主控制器反馈所述储能设备的SoC值，并响应所述主控制器管理所述储能设备。

5.根据权利要求1所述的直流楼宇微电网，其特征在于，还包括第三可控开关，所述第三可控开关串接于所述用电设备与外电网的连接线路，且所述第三可控开关的控制端连接所述开关控制器。

6.一种微电网控制方法，应用于权利要求1-5任一项所述的直流楼宇微电网，其特征在于，所述方法包括：

主控制器获取发电设备的发电运行参数、用电设备的负载参数和储能设备的SoC值；

所述主控制器根据所述发电运行参数确定所述发电设备的有功功率，以及根据所述负载参数确定所述用电设备的负载功率；

所述主控制器根据所述有功功率、所述负载功率以及所述SoC值输出开关控制指令；

开关控制器响应所述开关控制指令控制对应可控开关的通断状态。

7.根据权利要求6所述的微电网控制方法，其特征在于，所述发电运行参数包括发电电流和发电电压，所述主控制器根据所述发电运行参数确定所述发电设备的有功功率，包括：

所述主控制器根据所述所述发电设备基波频率同步旋转的坐标系对所述发电电流和发电电压进行坐标变换；

所述主控制器根据变换后的所述发电电流和所述发电电压确定所述发电设备的有功功率。

8.根据权利要求6所述的微电网控制方法，其特征在于，所述发电设备包括至少两个并联设置的光伏发电设备，每个所述光伏发电设备均连接有一第一可控子开关，且每个所述第一可控子开关的控制端均连接所述开关控制器；所述用电设备包括至少两个并联设置的可控负载，每个所述可控负载均连接有一第二可控子开关，且每个所述第二可控子开关的控制端均连接所述开关控制器；所述主控制器根据所述有功功率、所述负载功率以及所述SoC值输出开关控制指令，包括：

若所述SoC值小于或等于下限阈值，所述主控制器输出第一开关控制指令，所述第一开关控制指令用于关闭第一数量的第一可控子开关；

若所述SoC值大于或等于上限阈值，所述主控制器输出第二开关控制指令，所述第二开关控制指令用于关闭第二数量的第二可控子开关；

若所述负载功率变小且所述SoC值没有变化，所述主控制器输出第三开关控制指令，所述第三开关控制指令用于关闭第三数量的第二可控子开关。

9.根据权利要求6所述的微电网控制方法，其特征在于，所述直流楼宇微电网还包括第三可控开关，所述第三可控开关串接于所述用电设备与外电网的连接线路，且所述第三可控开关的控制端连接所述开关控制器，所述方法还包括：

若所述储能设备发生故障，则所述开关控制器控制所述第三开关处于导通状态，以通过所述外电网为所述用电设备供电。

10.根据权利要求9所述的微电网控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述储能设备启动前，所述开关控制器控制所述第三开关处于导通状态，以通过外电网为所述用电设备供电。

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