CN112350366A - 一种太阳能家用电网控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种太阳能家用电网控制系统，包括：光伏微电网、微网控制器、蓄电池和光强传感器；光伏微电网并网状态下，接入大电网；蓄电池连接微网母线，光伏微电网离网状态下通过光伏组件和/或蓄电池供电；光强传感器用于检测光伏组件所在环境的光强；微网控制器分别连接光强传感器和蓄电池，用于根据光强传感器的检测值和蓄电池的剩余电量控制光伏微电网离并网。本发明中，通过光强检测，有利于提前预判光伏组件发电功率的变化，从而提高微电网供电监控的及时，提高光伏微电网离并网切换的高效和稳定。

Description

一种太阳能家用电网控制系统及方法
技术领域
本发明涉及太阳能电网以及微电网离并网技术领域，尤其涉及一种太阳能家用电网控制系统及方法。
背景技术
太阳能电池已经越来越普及，但是由于太阳能供电受到太阳光照限制，太阳能微电网有许多不确定因素，以至于太阳能供电难以普及。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种太阳能家用电网控制系统及方法。
本发明提出的一种太阳能家用电网控制系统，包括：光伏微电网、微网控制器、蓄电池和光强传感器；
光伏微电网并网状态下，接入大电网；蓄电池连接微网母线，光伏微电网离网状态下通过光伏组件和/或蓄电池供电；
光强传感器用于检测光伏组件所在环境的光强；
微网控制器分别连接光强传感器和蓄电池，用于根据光强传感器的检测值和蓄电池的剩余电量控制光伏微电网离并网。
优选的，光伏微电网离网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网。
优选的，光伏微电网离网状态下，微网控制器还用于在光强传感器的检测值小于预设的弱光阈值，且蓄电池剩余电量小于预设的第一供电阈值时，控制光伏微电网并网。
优选的，微网控制器还用于在微电网并网后，控制蓄电池切换到充电状态。
优选的，光伏微电网并网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值小于弱光阈值，且蓄电池剩余电量大于预设的第二供电阈值时，控制光伏微电网离网；第二供电阈值大于第一供电阈值。
优选的，第二供电阈值大于或等于90％；第一供电阈值小于或等于50％，并大于或等于30％。
一种太阳能家用电网控制方法，适用于上述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于：
离网状态下，执行以下步骤：
S1、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强；
S2、当太阳光光强大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网；
S3、检测蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；是，则返回步骤S1；
S4、否，则将蓄电池切换到充电状态；
S5、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否小于或等于预设的第一供电阈值；否，则返回步骤S1；
S6、是，则控制光伏微电网并网。
优选的，步骤S6具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网并网；并网后，将蓄电池切换到充电状态。
优选的，并网状态下，执行以下步骤：
S7、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强；
S8、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；否，则返回步骤S7；
S9、是，则控制光伏微电网离网。
优选的，步骤S9具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网离网。
本发明提出的一种太阳能家用电网控制系统和方法，根据太阳光的光强和蓄电池剩余电量控制光伏微电网离并网，实际是将光伏组件的发电功率检测转变为太阳光光强的检测。如此，通过光强检测，有利于提前预判光伏组件发电功率的变化，从而提高微电网供电监控的及时，提高光伏微电网离并网切换的高效和稳定。
本发明中，在太阳光充足情况下，通过并网，可将光伏组件的发电通过大电网调度实用，即保证了光伏微电网的正常供电，又通过大电网对太阳能发电进行充分利用，且实现了环保发电的有限利用。在太阳光较弱时，通过大电网的电能调度，可保证光伏微电网中负载的正常供电，从而保证光伏微电网中负载的正常工作，提高光伏微电网的抗电能波动能力。
本发明中，实时保证了蓄电池的电量充足，从而通过光伏微电网的电量储备进一步保证光伏微电网的可靠性。如此，离网后，通过蓄电池给光伏微电网供电，即保证了光伏微电网的正常工作，又降低了大电网负载，同时还避免了大电网电能调度时的网损。
附图说明
图1为本发明提出的一种太阳能家用电网控制方法中并网操作流程图；
图2为本发明提出的一种太阳能家用电网控制方法中离网操作流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种太阳能家用电网控制系统，包括：光伏微电网、微网控制器、蓄电池和光强传感器；
光伏微电网并网状态下，接入大电网；蓄电池连接微网母线，光伏微电网离网状态下通过光伏组件和/或蓄电池供电。具体的，离网状态下，如果光伏组件的发电功率可以满足微网负载功率，则通过光伏组件为微电网供电，以实现光伏供电的充分利用；如果光伏组件的发电功率不足以满足微网负载功率，则通过光伏组件和蓄电池一起给微电网供电，以保证微电网的稳定工作；同理，如果光强为0，光伏组件不发电，则由蓄电池单独给微电网供电。
光强传感器用于检测光伏组件所在环境的光强。
微网控制器分别连接光强传感器和蓄电池，用于根据光强传感器的检测值和蓄电池的剩余电量控制光伏微电网离并网。
光伏组件的发电功率随着光强的变化而变化。本实施方式中，根据太阳光的光强和蓄电池剩余电量控制光伏微电网离并网，实际是将光伏组件的发电功率检测转变为太阳光光强的检测。如此，本实施方式中，通过光强检测，有利于提前预判光伏组件发电功率的变化，从而提高微电网供电监控的及时，提高光伏微电网离并网切换的高效和稳定。
本实施方式中，光伏微电网离网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网。如此，通过并网，可将光伏组件的发电通过大电网调度实用，即保证了光伏微电网的正常供电，又通过大电网对太阳能发电进行充分利用，且实现了环保发电的有限利用。
本实施方式中，光伏微电网离网状态下，微网控制器还用于在光强传感器的检测值小于预设的弱光阈值，且蓄电池剩余电量小于预设的第一供电阈值时，控制光伏微电网并网。如此，通过大电网的电能调度，可保证光伏微电网中负载的正常供电，从而保证光伏微电网中负载的正常工作，提高光伏微电网的抗电能波动能力。具体的，微网控制器还用于在微电网并网后，控制蓄电池切换到充电状态。如此，通过大电网充电，保证了蓄电池的电量充足，从而通过光伏微电网的电量储备进一步保证光伏微电网的可靠性。
本实施方式中，光伏微电网并网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值小于弱光阈值，且蓄电池剩余电量大于预设的第二供电阈值时，控制光伏微电网离网。第二供电阈值大于第一供电阈值。如此，离网后，通过蓄电池给光伏微电网供电，即保证了光伏微电网的正常工作，又降低了大电网负载，同时还避免了大电网电能调度时的网损。
具体的，本实施方式中，第二供电阈值大于或等于90％；第一供电阈值小于或等于50％，并大于或等于30％。
本发明还提出了一种太阳能家用电网控制方法，适用于上述的太阳能家用电网控制系统。
本方法中，光伏微电网离网状态下，执行以下步骤：
S1、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强。
S2、当太阳光光强大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网。以便通过大电网对光伏组件的发电进行调用，保证光伏供电的充分利用。
S3、检测蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；是，则返回步骤S1。
S4、否，则将蓄电池切换到充电状态。如此，实现了实施保证蓄电池的蓄电量，从而保证了光伏微电网通过蓄电池抗供电风险的能力。
S5、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否小于或等于预设的第一供电阈值；否，则返回步骤S1；
S6、是，则控制光伏微电网并网。
具体的，步骤S5中，如果蓄电池剩余电量大于第一供电阈值，则可根据微电网的负载功率，判断是否需要将蓄电池切换到放电状态，以保证光伏微电网的正常工作。即，当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，首先通过蓄电池保证光伏微电网的正常工作，如果蓄电池电量不足，则通过光伏微电网并网保证光伏微电网的正常工作。
本实施方式中，当太阳光光强小于预设的弱光阈值时直接根据蓄电池剩余电量的比较结果控制光伏微电网并网。如此，减少了操作步骤，降低了操作复杂度，提高了光伏微电网并网操作效率。
本实施方式中，步骤S6具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网并网；并网后，将蓄电池切换到充电状态。如此，通过蓄电池放电，可降低光伏微电网并网时的电能扰动。
本方法中，并网状态下，执行以下步骤：
S7、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强。
S8、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；否，则返回步骤S7。
S9、是，则控制光伏微电网离网。本步骤具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网离网。如此，通过蓄电池给光伏微电网供电，且通过先放电后离网，有利于降低电能扰动对光伏微电网的不利影响。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能家用电网控制系统，其特征在于，包括：光伏微电网、微网控制器、蓄电池和光强传感器；
光伏微电网并网状态下，接入大电网；蓄电池连接微网母线，光伏微电网离网状态下通过光伏组件和/或蓄电池供电；
光强传感器用于检测光伏组件所在环境的光强；
微网控制器分别连接光强传感器和蓄电池，用于根据光强传感器的检测值和蓄电池的剩余电量控制光伏微电网离并网。
2.如权利要求1所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于，光伏微电网离网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网。
3.如权利要求1所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于，光伏微电网离网状态下，微网控制器还用于在光强传感器的检测值小于预设的弱光阈值，且蓄电池剩余电量小于预设的第一供电阈值时，控制光伏微电网并网。
4.如权利要求3所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于，微网控制器还用于在微电网并网后，控制蓄电池切换到充电状态。
5.如权利要求3所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于，光伏微电网并网状态下，微网控制器用于在光强传感器的检测值小于弱光阈值，且蓄电池剩余电量大于预设的第二供电阈值时，控制光伏微电网离网；第二供电阈值大于第一供电阈值。
6.如权利要求5所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于，第二供电阈值大于或等于90％；第一供电阈值小于或等于50％，并大于或等于30％。
7.一种太阳能家用电网控制方法，适用于如权利要求1-6任一项所述的太阳能家用电网控制系统，其特征在于：
离网状态下，执行以下步骤：
S1、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强；
S2、当太阳光光强大于预设的强光阈值时，控制光伏微电网并网；
S3、检测蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；是，则返回步骤S1；
S4、否，则将蓄电池切换到充电状态；
S5、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否小于或等于预设的第一供电阈值；否，则返回步骤S1；
S6、是，则控制光伏微电网并网。
8.如权利要求7所述的太阳能家用电网控制方法，其特征在于，步骤S6具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网并网；并网后，将蓄电池切换到充电状态。
9.如权利要求7所述的太阳能家用电网控制方法，其特征在于，
并网状态下，执行以下步骤：
S7、实时检测光伏微电网中光伏组件所在环境的太阳光光强；
S8、当太阳光光强小于预设的弱光阈值时，判断蓄电池剩余电量是否大于或等于预设的第二供电阈值；否，则返回步骤S7；
S9、是，则控制光伏微电网离网。
10.如权利要求9所述的太阳能家用电网控制方法，其特征在于，步骤S9具体为：将蓄电池切换到放电状态，然后将光伏微电网离网。
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