CN112821435B - 一种并离网调度方法、装置及储能供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种并离网调度方法、装置及储能供电系统。该方法应用于储能供电系统，储能供电系统包括储能设备，储能设备连接至直流母线，直流母线的一端通过AC‑DC模块连接电网，另一端连接负载，该方法包括：在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式。通过本发明，能够准确控制储能设备的并离网状态，保证负载可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种并离网调度方法、装置及储能供电系统。
背景技术
储能设备可运行在并网和离网状态，但并离网检测一方面使用通讯的方式，由前端并网设备将并离网指令发送到储能设备，告知储能设备系统当前的运行状态；另一方面采用并离网电压区别的方式，即并网和离网时，储能系统通过识别不同的母线电压，区别系统的并离网状态，这样会带来并离网电压不一致的问题，无法准确控制储能设备的并离网状态，导致负载不能可靠运行，同时，采用通讯的方式存在通讯干扰造成不可靠的问题。
针对现有技术中无法准确控制储能设备的并离网状态，导致负载不能可靠运行的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种并离网调度方法、装置及储能供电系统，以解决现有技术中无法准确控制储能设备的并离网状态，导致负载不能可靠运行的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种并离网调度方法，所述方法应用于储能供电系统，所述储能供电系统包括储能设备，所述储能设备连接至直流母线，所述直流母线的一端通过AC-DC模块连接电网，另一端连接负载，所述方法包括：
在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；
在每次控制所述储能设备的输出电压降低后，获取所述负载的输入电压变化情况，并根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式。
进一步地，根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式，包括：
如果所述负载的输入电压降低，则确定控制所述储能设备保持离网运行模式；
如果所述负载的输入电压未降低，则确定控制所述储能设备切换至并网运行模式，并控制所述储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
进一步地，在每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次之前，所述方法还包括：
获取所述AC-DC模块的启动时长；
根据所述启动时长确定所述第一预设时长；其中，所述第一预设时长大于所述启动时长。
进一步地，在储能设备进入离网运行模式之前，所述方法还包括：
每间隔第二预设时长，获取一次负载的输入电压；
判断所述负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值；其中，所述目标电压为所述储能设备接入直流母线之前，所述负载的输入电压；
如果是，则控制所述储能设备进入离网运行模式。
进一步地，控制所述储能设备切换至并网运行模式后，所述方法还包括：
获取所述负载的输入电流；
如果所述负载的输入电流大于零且小于目标电流，则判断所述储能设备是否处于低电量保护状态；其中，所述目标电流为所述储能设备接入直流母线之前，所述负载的输入电流；
如果是，则控制所述储能设备的输出电流为零，并切换为并网待机状态；
如果否，则控制所述储能设备的输出电流增大至所述目标电流。
进一步地，获取所述负载的输入电流之后，所述方法还包括：
如果所述负载的输入电流等于零，则判断所述储能设备是否处于满电状态；
如果是，则控制所述储能设备切换为并网待机状态；
如果否，则控制所述储能设备并网充电。
本发明还提供一种并离网调度装置，应用于上述并离网调度方法，其特征在于，该装置包括：
降压模块，用于在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；
第一控制模块，用于在每次控制所述储能设备的输出电压降低后，获取所述负载的输入电压变化情况，并根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式。
进一步地，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在所述负载的输入电压降低的情况下，确定控制所述储能设备保持离网运行模式；
第二控制单元，用于在所述负载的输入电压未降低的情况下，确定控制所述储能设备切换至并网运行模式，并控制所述储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
本发明还提供一种储能供电系统，包括储能设备、AC-DC模块和负载，还包括上述并离网调度装置。
本发明还提供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上述并离网调度方法。
应用本发明的技术方案，在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。能够准确控制储能设备的并离网状态，保证负载可靠运行。
附图说明
图1为根据本发明实施例的储能供电系统的结构图；
图2为根据本发明实施例的并离网调度方法的流程图；
图3为根据本发明实施例的并离网调度装置的结构图；
图4为根据本发明另一实施例的并离网调度装置的结构图。
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。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述预设时长，但这些预设时长不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同预设时长区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设时长也可以被称为第二预设时长，类似地，第二预设时长也可以被称为第一预设时长。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
实施例1
本实施例提供一种并离网调度方法，应用于储能供电系统，图1为根据本发明实施例的储能供电系统的结构图，如图1所示，该储能供电系统包括：储能设备，该储能设备包括电池、电池管理系统BMS和DC/DC模块，DC/DC模块连接至直流母线，直流母线的一端通过AC-DC模块连接电网，另一端连接负载，该负载为直流电器。
该储能供电系统还包括光伏发电设备PV，其中光伏发电设备PV接入到AC/DC模块，提供清洁能源。AC/DC模块具备电网接口、光伏接口，可同时接入交流电网和光伏发电设备。
图2为根据本发明实施例的并离网调度方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
S101，在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次。
在具体实施时，降低的幅度可以提前设置，通过控制降低幅度，使储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压不低于负载的最低工作电压，例如目标电压的95％。
S102，在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。
如果是离网状态，负载的供电源为储能设备，当储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压也会随之降低，如果是并网状态，则通过电网和储能设备共同供电，因此，负载的输入电压不会发生较大波动，因此，通过负载的输入电压变化情况能够确定电网是否停止供电，进而确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。
本实施例的并离网调度方法，在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。能够准确控制储能设备的并离网状态，保证负载可靠运行。
实施例2
本实施例提供另一种并离网调度方法，如上文所述，如果是离网状态，储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压也会随之降低，如果是并网状态，负载的输入电压不会发生较大波动，因此，上述步骤S102具体包括：如果所述负载的输入电压降低，则确定控制储能设备保持离网运行模式；如果负载的输入电压未降低，则确定控制储能设备切换至并网运行模式，并控制储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
AC-DC模块需要经过启动时长后，其输出才能稳定，如果第一预设之间过短，在两次降压的间隙时间内，系统由离网状态切换到并网状态，但是输出未达到稳定状态，那么第二次检测负载的输入电压变化时，仍有可能检测到负载的输入电压降低，导致储能设备保持离网运行模式，但是此时系统实际已经切换至并网状态，即储能设备不能准确切换并离网状态，为了避免上述情况发生，在每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次之前，该方法还包括：获取AC-DC模块的启动时长；根据启动时长确定所述第一预设时长；其中，所述第一预设时长大于上述启动时长，以保证在两次降压间隙时间内，AC-DC模块完全启动，保证储能设备不能准确切换并离网状态。
上述步骤中针对的是储能设备由离网状态切换至并网状态的情况，在实际应用中，还存在储能设备由并网状态切换至离网状态的情况，针对这种情况，在储能设备进入离网运行模式之前，上述方法还包括：每间隔第二预设时长，获取一次负载的输入电压；判断负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值；其中，目标电压为储能设备接入直流母线之前，负载的输入电压；如果是，则控制储能设备进入离网运行模式。系统离网后，负载的输入电压会有较大幅度的下降，在系统并网状态下，负载的输入电压也有可能小幅度的波动，为了排除波动的影响，需判断负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值，例如目标电压的5％，如果是，则可以判定是由于系统离网导致负载的输入电压有较大幅度的降低。上述第二预设时长，可以与第一预设时长相等，也可以不相等。
为了使负载的输入电流维持稳定在目标电流，在控制储能设备切换至并网运行模式后，上述方法还包括：获取负载的输入电流；如果负载的输入电流大于零且小于目标电流，则判断储能设备是否处于低电量保护状态；其中，目标电流为储能设备接入直流母线之前，负载的输入电流；如果是，则表明储能设备的电量较低，控制储能设备的输出电流为零，并切换为并网待机状态；如果否，则表明储能设备的电量充足，控制储能设备的输出电流增大至目标电流。
如果所述负载的输入电流等于零，表明的负载未工作，此时可以为储能设备充电，首先判断储能设备是否处于满电状态；如果是，则控制储能设备并网充电；如果否，则控制储能设备切换为并网待机状态。
实施例3
本实施例提供一种并离网调度装置，应用于上述并离网调度方法，图3为根据本发明实施例的并离网调度装置的结构图，如图3所示，该装置包括：降压模块10，用于在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次。
在具体实施时，降低的幅度可以提前设置，通过控制降低幅度，使储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压不低于负载的最低工作电压，例如目标电压的95％。
第一控制模块20，用于在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。
如果是离网状态，负载的供电源为储能设备，当储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压也会随之降低，如果是并网状态，则通过电网和储能设备共同供电，因此，负载的输入电压不会发生较大波动，因此，通过负载的输入电压变化情况能够确定电网是否停止供电，进而确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。
需要说明明的是，在具体实施时，降压模块10和控制模块20的功能可以集成在储能设备的内部，例如，通过储能设备中的DCDC模块具体实现降压控制，电压检测，和并离网模式切换控制。
本实施例的并离网调度装置，通过降压模块10在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；通过第一控制模块20在每次控制储能设备的输出电压降低后，获取负载的输入电压变化情况，并根据负载的输入电压变化情况确定是否控制储能设备切换至并网运行模式。能够准确控制储能设备的并离网状态，保证负载可靠运行。
实施例4
本实施例提供另一种并离网调度装置，图4为根据本发明另一实施例的并离网调度装置的结构图，如上文所述，如果是离网状态，储能设备的输出电压降低后，负载的输入电压也会随之降低，如果是并网状态，负载的输入电压不会发生较大波动，因此，为了实现准确切换储能设备的运行模式，上述控制模块20包括：
第一控制单元201，用于在负载的输入电压降低的情况下，确定控制储能设备保持离网运行模式；第二控制单元202，用于在负载的输入电压未降低的情况下，确定控制储能设备切换至并网运行模式，并控制储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
AC-DC模块需要经过启动时长后，其输出才能稳定，如果第一预设之间过短，在两次降压的间隙时间内，系统由离网状态切换到并网状态，但是输出未达到稳定状态，那么第二次检测负载的输入电压变化时，仍有可能检测到负载的输入电压降低，导致储能设备保持离网运行模式，但是此时系统实际已经切换至并网状态，即储能设备不能准确切换并离网状态，为了避免上述情况发生，上述装置还包括设定模块30：用于获取AC-DC模块的启动时长，并根据启动时长确定第一预设时长；其中，第一预设时长大于启动时长。以保证在两次降压间隙时间内，AC-DC模块完全启动，保证储能设备不能准确切换并离网状态。
上述步骤中针对的是储能设备由离网状态切换至并网状态的情况，在实际应用中，还存在储能设备由并网状态切换至离网状态的情况，针对这种情况，上述装置还包括：第二控制模块40，其中包括：电压获取单元401，用于在储能设备进入离网运行模式之前，每间隔第二预设时长，获取一次负载的输入电压；判断单元402，用于判断负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值；其中，目标电压为储能设备接入直流母线之前，负载的输入电压；第三控制单元403，用于在负载的输入电压与目标电压的偏差大于预设阈值，控制储能设备进入离网运行模式。系统离网后，负载的输入电压会有较大幅度的下降，在系统并网状态下，负载的输入电压也有可能小幅度的波动，为了排除波动的影响，需判断负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值，例如目标电压的5％，如果是，则可以判定是由于系统离网导致负载的输入电压有较大幅度的降低。
为了使负载的输入电流维持稳定在目标电流，在控制储能设备切换至并网运行模式后，上述装置还包括：第三控制模块50，其中包括：电流获取单元501，用于获取负载的输入电流；第四控制单元502，用于在负载的输入电流大于零且小于目标电流时，判断储能设备是否处于低电量保护状态；其中，目标电流为储能设备接入直流母线之前，负载的输入电流；如果是，则控制储能设备的输出电流为零，并切换为并网待机状态；如果否，则控制储能设备的输出电流增大至目标电流。第五控制单元503，用于在负载的输入电流等于零时，判断储能设备是否处于满电状态；如果是，则控制储能设备切换为并网待机状态；如果否，则控制储能设备并网充电。
实施例5
本实施例提供另一种并离网调度方法，应用于储能供电系统，本实施例的储能供电系统的结构如上文中提及的图1中所示，包括AC/DC模块、储能设备、负载组成，其中，所述负载为直流电器，储能设备包括电池、电池管理系统BMS和DC/DC模块，储能设备具备电压检测接口、电流检测接口。
上述储能供电系统还包括光伏发电设备，其中光伏发电设备PV接入到AC/DC模块，提供清洁能源。AC/DC模块具备电网接口、光伏接口，可同时接入电网和光伏发电设备。
本实施例的并离网调度方法，具体包括：
S1，储能系统接入直流母线后，检测负载的输入电压及负载的输入电流，将负载输入电压检测值记录存储到DCDC模块，并将该值设置为离网运行的目标电压值U0，将该电流设置为并网工运行时的目标电流I0。
S2，储能系统并网运行时，DCDC模块实时监测负载的输入电压，当负载的输入电压降低到负载的工作电压下限值(例如目标电压值U0的95％)时，储能系统判断系统由并网转换为离网状态，同时将并离网标志位置1，储能系统进入离网工作模式，DCDC调整电压输出，将电压稳定在目标值U0。
S3，储能系统离网运行时，DCDC模块根据负载功率，输出相应功率，同时根据AC/DC模块的开机启动时间，确定第一预设时间，其中，第一预设时间大于AC/DC模块的开机启动时间，每间隔第一预设时间，DCDC模块输出电压的降低一次，降低幅度根据直流电器工作电压范围下限值设定，例如降低目标电压值U0的5％，同时，DCDC检测负载的输入电压，当母线电压同步降低时，且降幅相同，判定当前为离网状态，将DCDC模块的输出电压重新回到降低前的值，当母线电压未降低时，判定当前为并网状态，储能系统切换到并网运行模式，同时将并离网标志位清0；
S4，储能系统并网运行后，DCDC模块实时监测负载的输入电流I，当0<I≤I0时，电池管理系统BMS检测自身是否处于低电量保护状态，如果否，则储能系统DCDC模块输出电流由0逐步提升至I；如果是，则将储能系统并网待机。当I＝0时，BMS检测自身电量，如电池满电，则将储能系统的输出为零，同时并网待机；如电池未满电，储能系统启动并网充电，DCDC模块向电池充电。
实施例6
本实施例提供一种储能供电系统，包括储能设备、AC-DC模块和负载，还包括上述实施例中的并离网调度装置。用于准确控制储能设备的并离网状态，保证负载可靠运行。
实施例7
本实施例提供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上述实施例中的并离网调度方法。
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 (8)
1.一种并离网调度方法，其特征在于，所述方法应用于储能供电系统，所述储能供电系统包括储能设备，所述储能设备连接至直流母线，所述直流母线的一端通过AC-DC模块连接电网，另一端连接负载，所述方法包括：
在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；
在每次控制所述储能设备的输出电压降低后，获取所述负载的输入电压变化情况，并根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式；
在每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次之前，所述方法还包括：
获取所述AC-DC模块的启动时长；
根据所述启动时长确定所述第一预设时长；其中，所述第一预设时长大于所述启动时长；
根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式，包括：
如果所述负载的输入电压降低，则确定控制所述储能设备保持离网运行模式；
如果所述负载的输入电压未降低，则确定控制所述储能设备切换至并网运行模式，并控制所述储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在储能设备进入离网运行模式之前，所述方法还包括：
每间隔第二预设时长，获取一次负载的输入电压；
判断所述负载的输入电压与目标电压的偏差是否大于预设阈值；其中，所述目标电压为所述储能设备接入直流母线之前，所述负载的输入电压；
如果是，则控制所述储能设备进入离网运行模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述储能设备切换至并网运行模式后，所述方法还包括：
获取所述负载的输入电流；
如果所述负载的输入电流大于零且小于目标电流，则判断所述储能设备是否处于低电量保护状态；其中，所述目标电流为所述储能设备接入直流母线之前，所述负载的输入电流；
如果是，则控制所述储能设备的输出电流为零，并切换为并网待机状态；
如果否，则控制所述储能设备的输出电流增大至所述目标电流。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述负载的输入电流之后，所述方法还包括：
如果所述负载的输入电流等于零，则判断所述储能设备是否处于满电状态；
如果是，则控制所述储能设备切换为并网待机状态；
如果否，则控制所述储能设备并网充电。
5.一种并离网调度装置，应用于权利要求1至4中任一项所述的并离网调度方法，其特征在于，所述装置包括：
降压模块，用于在储能设备进入离网运行模式后，每间隔第一预设时长，控制储能设备的输出电压降低一次；
第一控制模块，用于在每次控制所述储能设备的输出电压降低后，获取所述负载的输入电压变化情况，并根据所述负载的输入电压变化情况确定是否控制所述储能设备切换至并网运行模式。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在所述负载的输入电压降低的情况下，确定控制所述储能设备保持离网运行模式；
第二控制单元，用于在所述负载的输入电压未降低的情况下，确定控制所述储能设备切换至并网运行模式，并控制所述储能设备的输出电压恢复至降低之前的值。
7.一种储能供电系统，包括储能设备、AC-DC模块和负载，其特征在于，还包括权利要求5或6所述的并离网调度装置。
8.一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4中任一项所述的方法。
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