CN113098066A - 一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备 - Google Patents

一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于光伏发电领域，提供一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备。光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，储能变流器用于交直流变换，为电池组供电或为交流母线供电；电池管理单元用于电池组充放电管理；光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线。当负载突变或储能变流器故障等原因导致光伏储能离网系统功率不平衡时，调节储能变流器对交流母线的输出频率，以使母线交流频率改变，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。相对于现有技术采用能量管理系统实现功率调度的方法，本发明为自适应控制，具有控制简便，成本低和响应快速的特点。

Description

一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏储能离网系统中的功率调节方法、功率调节装置及终端设备。
背景技术
光伏储能离网系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。光伏储能离网系统包含电池组和电池管理系统(Battery Management System，BMS)、储能变流器(Power Conversion System，PCS)、交流母线、光伏方阵和光伏变流器(SolarPower Inverter，SPI)、负载等设备。光伏方阵和光伏变流器组成系统的发电部分，有光照时，由光伏变流器将光伏方阵所产生的电能以交流电方式输出到系统的交流母线上。储能变流器PCS、电池组和BMS组成储能部分，由储能变流器将系统交流母线上的电能接收后为电池组充电，或者将电池组所储存电能以交流电方式输出到系统的交流母线为负载供电。负载部分为交流负载，使用时从交流母线获取电能。在系统运行中常有负载突变、电池充电电流限制或者PCS故障等问题，可能会使光伏输出总功率超过PCS的承受范围，从而影响光伏储能离网系统的稳定性。
目前，通过在光伏储能离网系统中增加能量管理系统(Energy ManagementSystem，EMS)，采用EMS系统对光伏变流器进行功率调度，使光伏输出总功率在储能变流器的承受范围内。
然而增加EMS系统会导致光伏储能离网系统的成本大幅增加。此外增加大量的额外的调度通信数据，导致光伏储能离网系统调度速度慢和系统稳定性差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种功率调节方法、功率调节装置及终端设备，以解决现有技术中的光伏储能离网系统进行功率调节成本高、速度慢以及效率低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种功率调节方法，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；应用于储能变流器，所述功率调节方法包括：
获取储能变流器对交流母线的输出功率；
获取电池管理单元设定的充电限制电流；
根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率，以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
基于第一方面，在第一种实现方式中，所述根据所述输出功率和充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率包括：
获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、储能变流器直流额定电流、光伏变流器下垂系数；
其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差，光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；
其中，所述频率调节规则包括：
Figure BDA0003050346080000021
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时候时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
基于第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率包括：
交流母线响应于所述输出频率将其自身的母线交流频率自适应调节为与所述输出频率一致。
本发明实施例的第二方面提供了一种功率调节方法，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；应用于光伏变流器，所述功率调节方法包括：
获取光伏变流器的下垂起始频率；
将所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和与交流母线的母线交流频率进行比较；
若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和大于所述母线交流频率，则将光伏变流器的光伏输出功率调节为以光伏变流器额定功率为最大输出功率运行；
若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和不大于所述母线交流频率，则基于所述下垂起始频率、所述光伏变流器额定功率、以及预设的功率调节规则对其光伏输出功率进行调节；
其中，交流母线响应于所述储能变流器的输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率。
基于本申请实施例的第二方面，在第一种实现方式中，所述功率调节规则包括：
Figure BDA0003050346080000041
其中，Poutmax为光伏变流器最大输出功率，Pspirate为光伏变流器额定功率，fgrid为母线交流频率，fdroopstart为光伏变流器下垂起始频率；
本发明实施例的第三方面提供了一种功率调节装置，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；应用于储能变流器，所述功率调节装置包括：
输出功率获取单元，用于获取储能变流器对交流母线的输出功率；
限制电流获取单元，用于获取电池管理单元设定的充电限制电流；
功率调节单元，用于根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
基于本申请实施例的第三方面，在第一种实现方式中，所述功率调节装置还包括：
参数获取单元，用于获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、直流额定电流、光伏变流器下垂系数；其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差，光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
所述功率调节单元具体用于，根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；
其中，所述频率调节规则包括：
Figure BDA0003050346080000051
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时候时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
本发明实施例的第四方面提供了一种功率调节装置，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；用于光伏变流器，所述功率调节装置包括：
下垂起始频率获取单元，用于获取光伏变流器的下垂起始频率；
比较单元，用于将所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和与交流母线的母线交流频率进行比较；
光伏输出功率调节单元，用于若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和大于所述母线交流频率，则将光伏变流器的光伏最大输出功率调节为以光伏变流器额定功率运行；若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和不大于所述母线交流频率，则基于所述下垂起始频率、所述光伏变流器额定功率、以及预设的功率调节规则对其光伏最大输出功率进行调节；
其中，交流母线响应于所述储能变流器的输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率。
本发明实施例的第五方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一实现方式或第二方面任一实现方式所述功率调节方法的步骤。
本发明实施例的第六方面提供了一种光伏储能离网系统，包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元和如上第五方面的终端设备；其中，储能变流器受控于终端设备。
本发明实施例的第七方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一实现方式或第二方面任一实现方式所述功率调节方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本方案通过检测储能变流器的输出功率和电池管理单元发送的充电限制电流，控制储能变流器的输出频率，光伏变流器响应于所述输出频率对其输出功率进行调节，达到功率自适应控制的目的。可见，这种方案利用储能变流器和光伏变流器分别对输出功率和母线交流频率的变化直接响应，减少了设备间的通信数据，提高了光伏储能离网系统面对负载突变等问题时的响应速度和系统稳定性，另一方面，也节约了光伏储能离网系统的整体成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光伏储能离网系统的系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的应用于储能变流器的功率调节方法的实现流程示意图；
图3是本发明实施例提供的应用于光伏变流器的功率调节方法的实现流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种应用于储能变流器的功率调节装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种应用于光伏变流器的功率调节装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1，为本发明实施例提供的光伏储能离网系统的系统结构示意图。101为光伏变流器(Solar Power Inverter，SPI)，其一侧与光伏相连，光伏可产生电能，光伏变流器另一侧接交流母线，光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；102为电池组和电池管理单元(Battery Management System，BMS)，用于储存电能；103为储能变流器(Power Conversion System，PCS)，储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线；交流母线用于连接各部分；右侧为负载部分。
参见图2，其示出了本申请实施例提供的应用于储能变流器的功率调节方法的实现流程示意图，详述如下：
步骤S201，获取储能变流器对交流母线的输出功率；
在本申请实施例中，储能变流器的直流一侧连接电池管理单元，交流一侧与交流母线连接，储能变流器在系统中可视为电压源，当出现负载变化或其他情况时，电流改变引起输出功率变化，所以通过检测电流的变化可获取输出功率值及其变化情况。当电池管理单元处于充电状态时，储能变流器处于整流工作状态，整流后的直流电流由储能变流器端流向电池组一侧，此时输出功率为负值；当电池管理单元处于放电状态时，储能变流器处于逆变状态，电流由电池组一侧流向储能变流器，电能由电池组一侧输送至交流母线，此时输出功率为正值。
步骤S202，获取电池管理单元设定的充电限制电流；
在本申请实施例中，充电限制电流由电池管理单元发送至储能变流器，用以防止电池组充满处于高荷电状态后仍然被持续充电，使用符号IChargeLimit表示。当电池组处于亏电状态，即荷电状态(State of charge，SOC)处于较低数值时，电池管理单元所发出的充电限制电流将不小于直流额定电流，即对电池组的充电电流不会起到限制作用。当电池组即将充满或已经处于满电状态时，电池管理单元所发出的充电限制电流降低，对电池组的充电电流大小起到限制作用。例如当电池组完全充满时，电池管理单元发出充电限制电流为0，充电电流也被限制为0，电池组不再充电。
步骤S203，根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率，以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
在本申请实施例中，根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率。
第一步，获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、储能变流器直流额定电流、光伏变流器下垂系数。
其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差，光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
第二步，根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率。
其中，所述频率调节规则包括：
Figure BDA0003050346080000091
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时候时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
还需指出，定义储能变流器的输出功率Pout在电池组充电时为负值，在电池组放电时为正值，不需充电和放电时输出功率为0。对于充电限制电流，若Irate-IChargeLimit<0则视为Irate-IChargeLimit＝0。
由公式可见，当发生负载减少或者部分储能变流器发生故障时，即储能变流器输出功率在充电状态下绝对值变大时，
Figure BDA0003050346080000092
变大，储能变流器的输出频率增加；当电池组即将充满导致充电限制电流降低时，储能变流器的输出频率也会随之升高。
在本发明实施例中，储能变流器对交流母线的输出频率改变之后，交流母线响应于储能变流器对交流母线的输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率；并且，光伏变流器响应于所述母线交流频率，母线交流频率对光伏变流器的光伏最大输出功率进行调节；
只有一台储能变流器的时候，交流母线响应于所述储能变流器输出频率将其自身的母线交流频率自适应调节为与所述储能变流器输出频率一致。
如果系统中存在多台储能变流器，其输出频率均对母线交流频率产生影响，最终母线交流频率可视为各台储能变流器输出频率均衡结果。
示例性的，如系统中两台储能变流器，输出功率相同时，其中一台输出频率为49Hz，另一台为51Hz，则母线交流频率应当为50Hz。
参见图3，其示出了本申请实施例提供的应用于光伏变流器的功率调节方法的实现流程示意图，详述如下：
步骤S301，获取光伏变流器的下垂起始频率。
光伏变流器下垂起始频率用于决定何时调节光伏变流器的最大输出功率，若母线交流频率超过光伏储能离网系统额定频率与下垂起始频率的和时，代表着光伏变流器输出功率过高，此时使光伏变流器最大输出功率曲线下垂。在实际应用中，光伏变流器的下垂起始频率与实际现场情况相关，是根据系统配置预先设定好的。
步骤S302，判断所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和是否大于交流母线的母线交流频率。
步骤S303，若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和大于所述母线交流频率，则将光伏变流器的光伏最大输出功率调节为光伏变流器额定功率，需要指出的是光伏储能离网系统有可能因为外界光照或温度等原因导致光伏变流器实际输出功率达不到光伏变流器额定功率。
步骤S304，若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和不大于所述母线交流频率，则基于所述下垂起始频率、所述光伏变流器额定功率、以及预设的功率调节规则对其光伏输出功率进行调节，预设的功率调节规则为
Figure BDA0003050346080000101
其中，Poutmax为光伏变流器最大输出功率，Pspirate为光伏变流器额定功率，fgrid为母线交流频率，fdroopstart为光伏变流器下垂起始频率；
当母线交流频率fgrid为frate+fdroopstart时，Poutmax光伏变流器最大输出功率为光伏变流器额定功率。母线交流频率若继续升高，不难看出，光伏变流器最大输出功率将会逐渐减小。
当储能变流器接收到电池管理单元的禁充(即充电限制电流IChargeLimit为0)时，根据储能变流器输出频率调节规则可知储能变流器输出频率fout为frate+fdroop+fspidroop，储能变流器下垂频率fdroop与光伏变流器下垂起始频率fdroopstart预先设好，可设为同一值，此时母线交流频率fgrid跟随储能变流器输出频率升高到frate+fdroopstart+fspidroop，结合光伏变流器光伏输出功率调节规则，此时光伏变流器最大输出功率Poutmax降为0，储能变流器输出功率也相应为0。母线交流频率下降，光伏变流器最大输出功率重新提升，储能变流器输出功率也相应提升，光伏储能离网系统最终处于稳定状态。
借此规律可以实现控制频率变化进而调节光伏最大输出功率，实现对负载突变等引起功率变化的情况的处理。
本申请实施例已经过实际测试，测试基于了2台250kw储能变流器和7台60kw光伏变流器等部分组成的光伏储能离网系统平台，验证光伏变流器功率响应时间可达到200ms以内，调节时间(电压波动2％以内)可控制于500ms以内。同平台下若采用EMS系统进行调节，会导致光伏储能离网系统过载报警。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本申请的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种功率调节装置的结构示意图，详述如下：
所示功率调节装置包括：输出功率获取单元401，限制电流获取单元402和功率调节单元403。
输出功率获取单元401，用于获取储能变流器对交流母线的输出功率，具体的，电压恒定，测量电流的变化值即可获取储能变流器的输出功率；
限制电流获取单元402，用于获取电池管理单元设定的充电限制电流；
功率调节单元403，用于根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
可选的，上述功率调节装置还可以包括：
参数获取单元，用于获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、储能变流器直流额定电流、光伏变流器下垂系数；其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差，光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
所述功率调节单元具体用于，根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；
其中，所述频率调节规则包括：
Figure BDA0003050346080000121
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时候时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
图5示出了本发明实施例提供的一种应用于光伏变流器的功率调节装置的结构示意图，详述如下：
所示功率调节装置包括：下垂起始频率获取单元501、比较单元502、光伏输出功率调节单元503。
下垂起始频率获取单元501，用于获取光伏变流器的下垂起始频率；
比较单元502，用于将所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和与交流母线的母线交流频率进行比较；
光伏输出功率调节单元503，用于若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和大于所述母线交流频率，则将光伏变流器的光伏最大输出功率调节为以光伏变流器额定功率运行，需要指出的是光伏储能离网系统有可能因为外界光照或温度等原因导致光伏变流器实际输出功率达不到光伏变流器额定功率；
若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和不大于所述母线交流频率，则基于所述下垂起始频率、所述光伏变流器额定功率、以及预设的功率调节规则对其光伏最大输出功率进行调节；
其中，交流母线响应于所述储能变流器的输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率。
在一个实施例中，所述功率调节规则可以包括：
Figure BDA0003050346080000131
其中，Poutmax为光伏变流器最大输出功率，Pspirate为光伏变流器额定功率，fgrid为母线交流频率，fdroopstart为光伏变流器下垂起始频率，frate为光伏储能离网系统额定频率。
综上可知，本方案通过检测储能变流器的输出功率和充电限制电流，控制储能变流器的输出频率，光伏变流器响应于所述输出频率对其输出功率进行调节，达到功率自适应控制的目的。可见，这种方案使用变流器对输出功率和母线交流频率的变化直接响应，减少了设备间的通信数据，提高了光伏储能离网系统面对负载突变等问题时的响应速度和系统稳定性，另一方面，也节约了光伏储能离网系统的整体成本。
图6是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个功率调节方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤201至203。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示单元501至503的功能。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述终端设备6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成输出功率获取单元401，限制电流获取单元402和功率调节单元403，各单元具体功能如下：
输出功率获取单元401，用于获取储能变流器对交流母线的输出功率，具体的，电压恒定，测量电流的变化值即可获取储能变流器的输出功率；
限制电流获取单元402，用于获取电池管理单元设定的充电限制电流；
功率调节单元403，用于根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
所述终端设备6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备6的示例，并不构成对终端设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述终端设备6的内部存储单元，例如终端设备6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述终端设备6的外部存储设备，例如所述终端设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述终端设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例提供了一种光伏储能离网系统，包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元和如上的终端设备；其中，储能变流器受控于终端设备。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率调节方法，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；其特征在于，应用于储能变流器，所述功率调节方法包括：
获取储能变流器对交流母线的输出功率；
获取电池管理单元设定的充电限制电流；
根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率，以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
2.如权利要求1所述的功率调节方法，其特征在于，所述根据所述输出功率和充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率包括：
获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、储能变流器直流额定电流、光伏变流器下垂系数；
其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差；光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；
其中，所述频率调节规则包括：
Figure FDA0003050346070000011
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
3.如权利要求2所述的功率调节方法，其特征在于，交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率包括：
交流母线响应于所述输出频率将其自身的母线交流频率自适应调节为与所述输出频率一致。
4.一种功率调节方法，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；其特征在于，应用于光伏变流器，所述功率调节方法包括：
获取光伏变流器的下垂起始频率；
将所述下垂起始频率与光伏储能离网系统的额定频率和与交流母线的母线交流频率进行比较；
若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和大于所述母线交流频率，则将光伏变流器的光伏输出功率调节为以光伏变流器额定功率为光伏最大输出功率运行；
若所述下垂起始频率与光伏储能离网系统额定频率的和不大于所述母线交流频率，则基于所述下垂起始频率、所述光伏变流器额定功率、以及预设的功率调节规则对其光伏最大输出功率进行调节；
其中，交流母线响应于所述储能变流器的输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率。
5.如权利要求4所述的功率调节方法，其特征在于，所述功率调节规则包括：
Figure FDA0003050346070000031
其中，Poutmax为光伏变流器最大输出功率，Pspirate为光伏变流器额定功率，fgrid为母线交流频率，fdroopstart为光伏变流器下垂起始频率。
6.一种功率调节装置，用于光伏储能离网系统，所述光伏储能离网系统包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元，所述储能变流器用于将交流母线一侧的交流电转换为直流电传输给电池组，或者将电池组一侧输出的直流电转换为交流电供给交流母线，所述电池管理单元用于电池组的充放电管理，所述光伏变流器用于将光伏电能转换为交流电供给交流母线；其特征在于，应用于储能变流器，所述功率调节装置包括：
输出功率获取单元，用于获取储能变流器对交流母线的输出功率；
限制电流获取单元，用于获取电池管理单元设定的充电限制电流；
功率调节单元，用于根据所述输出功率和所述充电限制电流调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；以使交流母线响应于所述输出频率自适应调节交流母线自身的母线交流频率，并使光伏变流器响应于所述母线交流频率对光伏变流器的光伏输出功率进行调节。
7.如权利要求6所述的功率调节装置，其特征在于，所述功率调节装置还包括：
参数获取单元，用于获取调节参数，所述调节参数包括光伏储能离网系统额定频率、下垂频率、储能变流器额定功率、储能变流器直流额定电流、光伏变流器下垂系数；其中，下垂频率是指储能变流器输出功率从0变化至储能变流器额定功率所需的频率偏差，光伏变流器下垂系数是指光伏变流器输出功率从开始下降到下降至0所需的频率偏差；
所述功率调节单元具体用于，根据所述输出功率、所述充电限制电流、所述调节参数以及指定的频率调节规则调节储能变流器对所述交流母线的输出频率；
其中，所述频率调节规则包括：
Figure FDA0003050346070000041
其中，fout为储能变流器输出频率，frate为光伏储能离网系统额定频率，fdroop为下垂频率，Pout为储能变流器输出功率，Prate为储能变流器额定功率，Irate为储能变流器直流额定电流，IChargeLimit为电池管理单元发来的充电限制电流，当充电限制电流为Irate的时，按额定电流充电，当充电限制电流为0时，停止充电，fspidroop为光伏变流器下垂系数。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项应用于储能变流器的功率调节方法或权利要求4至5任一项应用于光伏变流器的功率调节方法的步骤。
9.一种光伏储能离网系统，其特征在于，包括储能变流器、光伏变流器、交流母线、电池组和电池管理单元和如权利要求8所述的终端设备；其中，所述储能变流器受控于所述终端设备。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项应用于储能变流器的功率调节方法或权利要求4至5任一项应用于光伏变流器的功率调节方法的步骤。
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