CN112383092B - 一种能量调度方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种能量调度方法、装置及系统。其中，该方法由控制主板执行，控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接，该方法包括：确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；根据电网掉电情况和发电设备的使能情况，控制网侧变流单元或者储能变流单元进行母线电压的稳定；根据电网掉电情况和发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压控制储能设备的充放电。本发明由控制主板对网侧变流单元和储能变流单元进行统一控制，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现网侧变流单元和储能变流单元的无通讯控制，防止通讯故障导致系统功率调度不稳定甚至出现异常的问题。

Description

一种能量调度方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及能量调度技术领域，具体而言，涉及一种能量调度方法、装置及系统。
背景技术
光储离心机系统接入有储能电池单元、光伏单元、网侧单元和电机控制单元，系统的协同控制需要一个上层调度管理系统来统一调度控制，如图1所示，光储离心机系统包括：光伏10、光伏DC/DC 11、储能电池20、储能DC/DC 21、电网31、整流功率模块31、逆变功率模块32、调度管理系统40、离心机电机50和其他直流负载60。光伏侧通过光伏DC/DC 11接入母线，光伏DC/DC 11负责实现光伏的MPPT寻优。
光储离心机系统的能量调度是基于上层调度管理系统与光伏DC/DC、储能DC/DC和整流功率模块进行通讯而实现的。例如，储能控制是采用电流指令控制，需要充电和放电模式设定后直接给定电流指令，实现储能能量的释放，具体的，上位机(即调度管理系统)给定储能DC/DC充电或放电的指令，并通过指令给出具体的充电/放电电流，举例而言，上位机给定放电，并指示100A，即是让储能放电100A的电流。
通过上述基于通讯的统一调度方案，在系统实际运行过程中，如果出现通讯故障，会导致系统能量调度出现问题，甚至会导致系统出现异常，例如，光伏10和储能电池20在向母线侧发电，母线将多余的电能并网输送，但如果网侧变流单元(整流功率模块31)出现故障停机，需要通过通讯将其状态返回给光伏DC/DC 11和储能DC/DC 21，如果此时出现通讯故障，则调度管理系统40无法获知网侧故障的消息，也无法将故障情况告知光伏DC/DC 11和储能DC/DC 21，无法及时进行相应处理，从而导致多余的能量将聚集在母线上无法消耗，直接导致系统损坏。
发明内容
本发明实施例提供一种能量调度方法、装置及系统，以至少解决现有技术中系统能量调度依赖于通讯，若通讯故障会影响能量的正常调度甚至导致系统异常的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种能量调度方法，所述方法由控制主板执行，所述控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接，所述方法包括：
确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；
根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定；
根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电。
可选的，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定，包括：
根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元；
根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值；
利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值。
可选的，根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元，包括：
若电网掉电，则确定所述储能变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元；
若电网未掉电，则确定所述网侧变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元。
可选的，根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值，包括：
若发电设备使能，则控制所述已确定的执行母线电压稳定操作的单元进行MPPT寻优，并确定MPPT寻优的计算结果作为所述母线电压给定值；
若发电设备未使能，则将预设电压值作为所述母线电压给定值。
可选的，利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值，包括：
对母线电压给定值与母线电压实际值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
对所述电流内环控制的给定值与实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第一调制波信号，其中，若由网侧变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为网侧实际电流值，若由储能变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为储能设备的实际电流值；
对所述第一调制波信号进行调制，得到网侧变流单元的IGBT的开关脉冲信号或者得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制网侧变流单元或储能变流单元工作。
可选的，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电，包括：
若电网掉电且发电设备使能，则根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电；
若电网掉电且发电设备未使能，则根据用电设备的用电需求控制所述储能设备进行放电；
若电网未掉电，则根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电。
可选的，根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电，包括：
若所述母线电压给定值大于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入放电状态；
若所述母线电压给定值小于或等于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入充电状态。
可选的，根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电，包括：
根据所述储能充放电策略判断所述储能设备需要充电控制还是放电控制；
若所述储能设备需要充电控制，则控制所述储能设备的电压给定值大于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入充电状态；
若所述储能设备需要放电控制，则控制所述储能设备的电压给定值小于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入放电状态。
可选的，使所述储能设备进入充电状态以及使所述储能设备进入放电状态，包括：
对所述储能设备的电压给定值与所述储能设备的实际电压值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
对所述电流内环控制的给定值与所述储能设备的实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第二调制波信号；
对所述第二调制波信号进行调制，得到所述储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制所述储能变流单元工作。
本发明实施例还提供了一种能量调度装置，所述装置应用于控制主板，所述控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接，所述装置包括：
确定模块，用于确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；
第一控制模块，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定；
第二控制模块，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电。
本发明实施例还提供了一种能量调度系统，包括：发电设备、储能设备和用电设备，所述储能设备通过储能变流单元连接至母线，电网通过网侧变流单元连接至母线，还包括：
控制主板，所述控制主板与所述网侧变流单元及所述储能变流单元电连接，所述控制主板包括本发明实施例所述的能量调度装置；
所述发电设备直接连接至所述母线。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的能量调度方法。
应用本发明的技术方案，本实施例的能量调度方法，控制主板根据电网掉电情况和发电设备的使能情况，控制网侧变流单元或者储能变流单元进行母线电压的稳定，并通过母线电压或储能设备的电压控制储能充放电，实现储能充放电模式的自动切换。由控制主板对网侧变流单元和储能变流单元进行统一控制，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现网侧变流单元和储能变流单元的无通讯控制，防止通讯故障导致系统功率调度不稳定甚至出现异常的问题。
附图说明
图1是现有技术的光储离心机系统的示意图；
图2是本发明实施例一提供的能量调度方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的光储离心机系统的示意图；
图4是本发明实施例二提供的并网情况下网侧变流单元的控制框图；
图5是本发明实施例二提供的并网情况下储能变流单元的控制框图；
图6是本发明实施例二提供的离网情况下储能变流单元的控制框图；
图7是本发明实施例二提供的能量调度流程示意图；
图8是本发明实施例三提供的能量调度装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
本实施例提供一种能量调度方法，可应用于光伏、风力等新能源的发电、储电和用电一体的系统。该方法由控制主板执行，该控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接。网侧变流单元连接在电网与母线之间，用于实现网侧的变流；储能变流单元连接在储能设备与母线之间，用于实现储能的变流。
图2是本发明实施例一提供的能量调度方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201，确定电网掉电情况和发电设备的使能情况。
S202，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定。
S203，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电。
其中，电网未掉电，整个系统处于并网模式，电网掉电，整个系统处于离网模式。发电设备使能，表示发电设备处于打开状态，可以进行发电，发电设备未使能，表示发电设备处于关闭状态。通过控制主板直接控制网侧变流单元或者储能变流单元来稳定母线电压，通过控制主板直接根据母线电压或储能设备的电压来控制储能充放电，无需设置上层调度管理系统进行通讯控制。
本实施例的能量调度方法，控制主板根据电网掉电情况和发电设备的使能情况，控制网侧变流单元或者储能变流单元进行母线电压的稳定，并通过母线电压或储能设备的电压控制储能充放电，实现储能充放电模式的自动切换。由控制主板对网侧变流单元和储能变流单元进行统一控制，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现网侧变流单元和储能变流单元的无通讯控制，防止通讯故障导致系统功率调度不稳定甚至出现异常的问题。
在一个实施方式中，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定，包括：根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元；根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值；利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值。本实施方式根据电网掉电情况可以确定由储能变流单元或网侧变流单元来执行母线电压稳定操作，根据发电设备使能情况可以确定母线电压给定值的取值，然后利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定到母线电压给定值，无需通讯控制即可实现母线电压稳定，从而保证系统稳定运行。
在一个实施方式中，根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元，包括：若电网掉电，则确定所述储能变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元；若电网未掉电，则确定所述网侧变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元。
本实施方式在电网未掉电的情况下，由网侧变流单元控制母线电压稳定，在电网掉电的情况下，网侧变流单元不工作，由储能变流单元控制母线电压稳定。基于电网掉电情况，自动快速确定由储能变流单元或网侧变流单元来执行母线电压稳定操作，为后续可靠地母线电压稳定提供保障。
在一个实施方式中，根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值，包括：若发电设备使能，则控制所述已确定的执行母线电压稳定操作的单元进行MPPT寻优，并确定MPPT寻优的计算结果作为所述母线电压给定值；若发电设备未使能，则将预设电压值作为所述母线电压给定值。
其中，若发电设备使能，需要进行MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)寻优，通过母线提供MPPT电压，以使发电设备按照最大功率输出，保证发电性能。因此在发电设备使能的情况下，控制已确定的执行母线电压稳定操作的单元进行MPPT寻优，且将MPPT寻优结果作为母线电压给定值。MPPT寻优可采用现有算法实现，本实施例不再赘述。若发电设备未使能，则按照预先设置的固定电压值作为目标进行母线电压稳定。
本实施方式取消发电设备的变流单元，通过储能变流单元或网侧变流单元来实现MPPT寻优功能，保障系统在没有发电设备的变流单元的情况下仍可以完成寻优处理，保障发电性能。
在一个实施方式中，利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值，包括：对母线电压给定值与母线电压实际值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；对所述电流内环控制的给定值与实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第一调制波信号，其中，若由网侧变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为网侧实际电流值，若由储能变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为储能设备的实际电流值；对所述第一调制波信号进行调制，得到网侧变流单元的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的开关脉冲信号或者得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制网侧变流单元或储能变流单元工作。其中，电压外环控制和电流内环控制可以采用PI(Proportional Integral，比例积分)调节器来实现。
通过本实施方式的步骤，控制主板能够基于母线电压给定值与母线电压实际值向网侧变流单元或储能变流单元发送开关脉冲信号，从而控制网侧变流单元或储能变流单元进行工作，实现母线电压的稳定。
在一个实施方式中，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电，包括：若电网掉电且发电设备使能，则根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电；若电网掉电且发电设备未使能，则根据用电设备的用电需求控制所述储能设备进行放电；若电网未掉电，则根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电。
其中，若电网掉电且发电设备使能，功率平衡上发电设备做最大功率寻优，储能做功率的补充和消纳，为用电设备(也称为负载)提供稳定功率，具体的，电网停电后，用电设备使用的功率由发电设备和储能设备提供，储能变流单元通过MPPT寻优，使得发电设备工作在最大发电模式，如果发电功率＞用电设备所需功率，储能设备工作在充电模式，以消耗发电设备发出的功率，如果发电功率＜用电设备所需功率，储能设备工作在放电模式，为发电设备的工作做补充，由此一起保障负载的运行。而发电功率和用电设备所需功率可以通过母线电压来体现，发电设备发电多少是受母线电压的大小调节的，母线电压稳定后，随着系统运行，母线电压会发生变化，当母线电压实际值高于母线电压设定值时，说明母线上的能量无法及时消耗，即发电功率＞用电设备所需功率，因此在电网掉电且发电设备使能的情况下可以通过母线电压给定值与母线电压实际值来控制储能设备进行充放电。
若电网掉电且发电设备未使能，此时储能设备不会进行充电，因为没有电网和发电设备作为能量来源，当用电设备需要用电的时候，储能设备就进入放电状态。
若电网未掉电，可以根据储能充放电策略确定需要充电还是放电，具体可以使用现有的储能充放电策略，本实施例对储能充放电策略不进行限制，例如，结合电网电价在电价低的时候利用发电或电网进行储能充电，在电价高的时候进行储能放电以减少对电网的使用。通过控制储能设备的电压给定值，能够直接控制储能设备进行充放电，无需上层调度管理系统进行通讯控制。具体的充电电流和放电电流可以提前设置好，在充电或放电时直接按照该设置好的电流进行充电或放电。
本实施方式由控制主板在不同的情况下根据母线电压或储能设备的电压进行储能充放电控制，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现无通讯的充放电控制，防止通讯故障导致系统功率调度不稳定甚至出现异常的问题。
在一个实施方式中，根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电，包括：若所述母线电压给定值大于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入放电状态；若所述母线电压给定值小于或等于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入充电状态。其中，母线电压实际值可以由控制主板直接采集。
本实施方式通过母线电压给定值与母线电压实际值的大小关系，可以直接判定出母线上是否存在多余能量或者需要补充能量，从而控制储能进入充电或放电，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现无通讯的充放电控制。
在一个实施方式中，根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电，包括：根据所述储能充放电策略判断所述储能设备需要充电控制还是放电控制；若所述储能设备需要充电控制，则控制所述储能设备的电压给定值大于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入充电状态；若所述储能设备需要放电控制，则控制所述储能设备的电压给定值小于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入放电状态。其中，储能设备的实际电压值可以由控制主板直接采集。
本实施方式通过储能设备的电压给定值与实际电压值的大小关系，可以直接控制储能进入充电或放电，无需设置上层调度管理系统来下发通讯指令，实现无通讯的充放电控制。
通过控制主板直接采集网侧变流单元和储能变流单元的高压侧(即母线侧)和低压侧(即网侧/电池侧)的电压和电流状态，能够实现网侧变流单元和储能变流单元的无通讯控制，防止通讯故障下系统功率调度不稳定的问题。
在一个实施方式中，使所述储能设备进入充电状态以及使所述储能设备进入放电状态，包括：对所述储能设备的电压给定值与所述储能设备的实际电压值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；对所述电流内环控制的给定值与所述储能设备的实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第二调制波信号；对所述第二调制波信号进行调制，得到所述储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制所述储能变流单元工作。其中，电压外环控制和电流内环控制可以采用PI调节器来实现。
通过本实施方式的步骤，控制主板能够在电网未掉电的情况下，基于储能设备的电压给定值与实际电压值向储能变流单元发送开关脉冲信号，从而控制储能变流单元进行工作，实现储能充放电控制。
实施例二
本实施例在上述实施例一的基础上，提供了能量调度的具体实施方式。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。下面结合一个具体实施例对上述能量调度方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。
本实施例以光储离心机系统为例进行说明。
如图3所示，本实施例的光储离心机系统包括：光伏10、储能电池20、储能DC/DC21、电网31、整流功率模块31、逆变功率模块32、离心机电机50、其他直流负载60和DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)控制主板70。
与图1所示的现有光储离心机系统相比，本实施例改进后的光储离心机系统取消了光伏DC/DC 11和调度管理系统40，利用DSP控制主板70采集储能电池侧的电压电流、网侧电压电流以及母线电压，并向储能DC/DC 21和整流功率模块31发出相应的脉冲控制信号，以控制储能DC/DC 21和整流功率模块31来工作。
取消光伏DC/DC 11，通过储能DC/DC 21(相当于实施例一中的储能变流单元)或整流功率模块31(相当于实施例一中的网侧变流单元)来实现光伏MPPT寻优功能，保障系统在没有光伏DC/DC 11的情况下仍可以完成光伏的寻优处理。在电网有电时，光伏MPPT寻优功能由整流功率模块31开展实施，如图4所示；在电网没有电时，由储能DC/DC 21稳定母线，同时实现光伏MPPT寻优功能，控制框图如图6所示。
取消调度管理系统40，通过一个芯片(即DSP控制主板70)直接采集储能DC/DC 21和整流功率模块31的高压侧(即母线侧)和低压侧(即电池侧/网侧)的电压和电流状态，从算法上处理，将储能变流单元和网侧变流单元统一控制，不需要给定储能的电流指令，直接根据状态计算下发储能的充放电指令，实现储能充放电模式的自动切换，能够实现储能变流单元和网侧变流单元的无通讯控制，防止通讯故障导致系统功率调度的不稳定性甚至导致系统出现异常的问题。
电网正常时(即系统按照并网模式运行)，网侧变流单元控制母线电压稳定，如果光伏使能，网侧变流单元做MPPT寻优，将MPPT寻优的计算结果作为网侧变流单元的母线电压给定值，如果光伏未使能，则将固定电压值作为网侧变流单元的母线电压给定值。同时根据储能充放电需求，芯片直接检测电池侧的电压，通过控制电池电压的给定值来实现储能电池进行充电或放电，由芯片直接实现系统控制，不再需要上位机去调度储能变流单元的充放电控制，无需通过通讯给储能下充放电指令。
并网情况下网侧变流单元的控制框图，如图4所示，在并网情况下，网侧变流单元主要是控制直流母线电压的稳定，通过给定直流母线的目标电压值(Udc*)和反馈的直流母线的实际电压值(Udc)进行差值比较，通过电压外环控制的输出来得到电流内环控制的给定，同样在电流内环的给定值与反馈的网侧实际电流值(Iabc)的差值经过电流内环控制后，得到调制波信号，该信号和载波比较采用SVPWM(Space Vector Pulse WidthModulation，空间矢量脉宽调制)调制策略得到网侧IGBT的开关脉冲，用此脉冲来控制网侧整流功率模块来工作。其中，电压外环控制和电流内环控制采用PI调节器实现。直流母线的目标电压值，即母线电压给定值Udc*主要有两个选择，一个是光伏MPPT的计算输出值，给定此值来实现光伏MPPT的寻优，另一个是设置固定值，即让母线电压工作在一个固定值模式。
并网情况下储能变流单元的控制框图，如图5所示，在并网情况下，储能变流单元主要控制储能电池的电压，通过给定储能电池的目标电压值(ULi*)和反馈的储能电池的实际电压值(ULi)进行差值比较，通过电压外环控制的输出来得到电流内环控制的给定(ILi*)，同样在电流内环的给定值与反馈的储能电池的实际电流值(ILi)的差值经过电流内环控制后，得到调制波信号，该信号和载波比较采用SVPWM调制策略得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲，用此脉冲来控制储能变流单元的工作。其中，电压外环控制和电流内环控制采用PI调节器实现。储能电池的目标电压值，即储能电池电压给定值ULi*是设置固定值，就让电池电压工作在一个固定值模式。
电网停电时(即系统按照离网模式运行)，网侧变流单元不再工作，由储能变流单元控制母线电压稳定，如果光伏使能，储能变流单元做MPPT寻优，将MPPT寻优的计算结果作为储能变流单元的母线电压给定值，功率平衡上光伏做最大功率寻优，储能做功率的补充和消纳，为负载提供一个稳定功率，由光伏和储能一起保障负载的运行。如果光伏未使能，则将固定电压值作为储能变流单元的母线电压给定值，稳定母线电压，由于没有电网和光伏供电，如果有负载用电，则控制储能工作在放电模式，即储能稳定直流母线电压给系统中的直流负载供电。
离网情况下储能变流单元的控制框图，如图6所示，在离网情况下，储能变流单元主要控制直流母线电压，通过给定直流母线电压的目标电压值(Udc*)和反馈的直流母线的实际电压值(Udc)进行差值比较，通过电压外环控制的输出来得到电流内环控制的给定(ILi*)，同样在电流内环的给定值与反馈的储能电池的实际电流值(ILi)的差值经过电流内环控制后，得到调制波信号，该信号和载波比较采用SVPWM调制策略得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲，用此脉冲来控制储能变流单元的工作。其中，电压外环控制和电流内环控制采用PI调节器实现。离网情况下，直流母线的目标电压值，即母线电压给定值Udc*主要有两个选择，一个是光伏MPPT的计算输出值，给定此值来实现光伏MPPT的寻优，另一个是设置固定值，即让母线电压工作在一个固定值模式。
参考图7，为网侧变流单元和储能变流单元统一控制的流程示意图，包括以下步骤：
S701，开始。
S702，判断光储离心机系统的电网是否掉电，若否，进入S703，若是，进入S710。
S703，系统按并网模式运行。
S704，判断用户是否使能光伏MPPT，若是，进入S705，若否，进入S706。
S705，MPPT计算结果作为母线给定。
S706，设置固定母线电压值控制。
S707，判断储能变流单元是否需要充电控制，若是，进入S708，若否，进入S709。具体的，储能变流单元是否需要充放电控制是根据储能充放电逻辑来判断的，例如，按照用电峰谷时段，预先设置某时段需要充电，某时段需要放电。
S708，设定储能电池给定电压为大于实际锂电池电压的值，使得系统进入充电状态。
S709，设定储能电池给定电压为小于实际锂电池电压的值，使得系统进入放电状态。
S710，系统按离网模式运行。
S711，判断用户是否使能光伏MPPT，若是，进入S712，若否，进入S716。
S712，MPPT计算结果作为母线给定
S713，判断母线给定值是否大于实际母线值，若是，进入S714，若否，进入S715。
S714，储能系统处于放电状态
S715，光伏进入限制功率运行，储能进入充电状态。离网情况下，若光伏和储能都接入，光伏发电多少是受母线电压的大小调节的，当母线实际电压高于设定电压时，说明母线上的能量无法及时消耗，导致母线电压升高，母线电压升高后，光伏发出的功率不是最大功率，发出的功率受到限制，因此限制功率运行，这个是光伏的自身特性决定的。
S716，设置固定母线电压值控制。
S717，系统稳定母线电压，若有负载用电时，系统进入放电状态。
综上，在并网和离网情况下，通过网侧变流器和储能DC能够替代光伏DC，解决系统寻优实现的问题。同时通过一个芯片直接采集网侧变流器和储能DC的高压侧和低压侧的状态，能够实现储能DC和网侧变流器的无通讯控制，防止通讯故障下系统功率调度的不稳定性。
综上，本实施例利用网侧变流单元和储能变流单元在并离网模式下通过算法实施替代光伏变流器(即光伏DC/DC)，通过网侧变流单元和储能变流单元的统一配合实现光伏变流器的功能，解决了光储离心机系统光伏寻优实现的问题。同时通过一个芯片直接采集网侧变流单元和储能变流单元的高压侧(即母线侧)和低压侧(即网侧/电池侧)的电压和电流，能够实现网侧变流单元和储能变流单元的无通讯控制，防止通讯故障下系统功率调度的不稳定性。将网侧变流单元和储能变流单元统一控制，从算法上处理，防止因为通讯故障导致系统出现异常，出现能量调度问题，同时省去了上层调度管理系统，不需要给定储能的电流指令，直接根据状态计算下发储能的充放电指令，实现储能系统充放电模式的自动切换。
实施例三
基于同一发明构思，本实施例提供了一种能量调度装置，可以用于实现上述实施例所述的能量调度方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现。该装置应用于控制主板，控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接。
图8是本发明实施例三提供的能量调度装置的结构框图，如图8所示，该装置包括：
确定模块81，用于确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；
第一控制模块82，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定；
第二控制模块83，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电。
可选的，第一控制模块82包括：
第一确定单元，用于根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元；
第二确定单元，用于根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值；
第一控制单元，用于利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值。
可选的，第一确定单元具体用于：
若电网掉电，则确定所述储能变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元；
若电网未掉电，则确定所述网侧变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元。
可选的，第二确定单元具体用于：
若发电设备使能，则控制所述已确定的执行母线电压稳定操作的单元进行MPPT寻优，并确定MPPT寻优的计算结果作为所述母线电压给定值；
若发电设备未使能，则将预设电压值作为所述母线电压给定值。
可选的，第一控制单元包括：
第一控制子单元，用于对母线电压给定值与母线电压实际值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
第二控制子单元，用于对所述电流内环控制的给定值与实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第一调制波信号，其中，若由网侧变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为网侧实际电流值，若由储能变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为储能设备的实际电流值；
调制子单元，用于对所述第一调制波信号进行调制，得到网侧变流单元的IGBT的开关脉冲信号或者得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制网侧变流单元或储能变流单元工作。
可选的，第二控制模块83包括：
第二控制单元，用于若电网掉电且发电设备使能，则根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电；
第三控制单元，用于若电网掉电且发电设备未使能，则根据用电设备的用电需求控制所述储能设备进行放电；
第四控制单元，用于若电网未掉电，则根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电。
可选的，第二控制单元具体用于：
若所述母线电压给定值大于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入放电状态；
若所述母线电压给定值小于或等于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入充电状态。
可选的，第四控制单元具体用于：
判断子单元，用于根据所述储能充放电策略判断所述储能设备需要充电控制还是放电控制；
第三控制子单元，用于若所述储能设备需要充电控制，则控制所述储能设备的电压给定值大于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入充电状态；
第四控制子单元，用于若所述储能设备需要放电控制，则控制所述储能设备的电压给定值小于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入放电状态。
可选的，第三控制子单元和第四控制子单元具体用于：
对所述储能设备的电压给定值与所述储能设备的实际电压值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
对所述电流内环控制的给定值与所述储能设备的实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第二调制波信号；
对所述第二调制波信号进行调制，得到所述储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制所述储能变流单元工作。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。
实施例四
本实施例提供一种能量调度系统，包括：发电设备、储能设备和用电设备，所述储能设备通过储能变流单元连接至母线，电网通过网侧变流单元连接至母线，所述发电设备直接连接至所述母线。该能量调度系统还包括：控制主板，所述控制主板与所述网侧变流单元及所述储能变流单元电连接，所述控制主板包括上述实施例三所述的能量调度装置。
本实施例的能量调度系统取消发电设备的变流单元，通过储能变流单元或网侧变流单元来实现MPPT寻优功能，保障系统在没有发电设备的变流单元的情况下仍可以完成寻优处理。取消上层调度管理系统，通过控制主板直接采集母线电压、网侧电压电流和储能侧电压电流，从算法上处理，将储能变流单元和网侧变流单元统一控制，不需要给定储能的电流指令，直接根据状态计算下发储能的充放电指令，实现储能充放电模式的自动切换，能够实现储能变流单元和网侧变流单元的无通讯控制，防止通讯故障导致系统功率调度的不稳定性甚至导致系统出现异常的问题。
实施例五
本实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够实现如上述实施例所述的能量调度方法。
实施例六
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明上述实施例所述的能量调度方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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。

Claims (11)

1.一种能量调度方法，其特征在于，所述方法由控制主板执行，所述控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接，所述方法包括：
确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；
根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定；
根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电；
根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电，包括：
若电网未掉电，则根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电；
根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电，包括：
根据所述储能充放电策略判断所述储能设备需要充电控制还是放电控制；
若所述储能设备需要充电控制，则控制所述储能设备的电压给定值大于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入充电状态；
若所述储能设备需要放电控制，则控制所述储能设备的电压给定值小于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入放电状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定，包括：
根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元；
根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值；
利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述电网掉电情况，确定执行母线电压稳定操作的单元，包括：
若电网掉电，则确定所述储能变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元；
若电网未掉电，则确定所述网侧变流单元作为执行母线电压稳定操作的单元。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述发电设备的使能情况，确定母线电压给定值，包括：
若发电设备使能，则控制所述已确定的执行母线电压稳定操作的单元进行MPPT寻优，并确定MPPT寻优的计算结果作为所述母线电压给定值；
若发电设备未使能，则将预设电压值作为所述母线电压给定值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用已确定的执行母线电压稳定操作的单元将母线电压稳定至所述母线电压给定值，包括：
对母线电压给定值与母线电压实际值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
对所述电流内环控制的给定值与实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第一调制波信号，其中，若由网侧变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为网侧实际电流值，若由储能变流单元进行母线电压稳定，所述实际电流值为储能设备的实际电流值；
对所述第一调制波信号进行调制，得到网侧变流单元的IGBT的开关脉冲信号或者得到储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制网侧变流单元或储能变流单元工作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电，还包括：
若电网掉电且发电设备使能，则根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电；
若电网掉电且发电设备未使能，则根据用电设备的用电需求控制所述储能设备进行放电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据母线电压给定值与母线电压实际值，控制所述储能设备进行充放电，包括：
若所述母线电压给定值大于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入放电状态；
若所述母线电压给定值小于或等于所述母线电压实际值，则控制所述储能设备进入充电状态。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述储能设备进入充电状态以及使所述储能设备进入放电状态，包括：
对所述储能设备的电压给定值与所述储能设备的实际电压值的差值进行电压外环控制，得到电流内环控制的给定值；
对所述电流内环控制的给定值与所述储能设备的实际电流值的差值进行电流内环控制，得到第二调制波信号；
对所述第二调制波信号进行调制，得到所述储能变流单元的IGBT的开关脉冲信号，以控制所述储能变流单元工作。
9.一种能量调度装置，其特征在于，所述装置应用于控制主板，所述控制主板与网侧变流单元及储能变流单元电连接，所述装置包括：
确定模块，用于确定电网掉电情况和发电设备的使能情况；
第一控制模块，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，控制所述网侧变流单元或者所述储能变流单元进行母线电压的稳定；
第二控制模块，用于根据所述电网掉电情况和所述发电设备的使能情况，通过母线电压或储能设备的电压，控制所述储能设备的充放电；
所述第二控制模块包括：
第四控制单元，用于若电网未掉电，则根据储能充放电策略控制所述储能设备的电压给定值，以控制所述储能设备进行充放电；
所述第四控制单元包括：
判断子单元，用于根据所述储能充放电策略判断所述储能设备需要充电控制还是放电控制；
第三控制子单元，用于若所述储能设备需要充电控制，则控制所述储能设备的电压给定值大于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入充电状态；
第四控制子单元，用于若所述储能设备需要放电控制，则控制所述储能设备的电压给定值小于所述储能设备的实际电压值，以使所述储能设备进入放电状态。
10.一种能量调度系统，包括：发电设备、储能设备和用电设备，所述储能设备通过储能变流单元连接至母线，电网通过网侧变流单元连接至母线，其特征在于，还包括：
控制主板，所述控制主板与所述网侧变流单元及所述储能变流单元电连接，所述控制主板包括权利要求9所述的能量调度装置；
所述发电设备直接连接至所述母线。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的能量调度方法。
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