CN113364020A

CN113364020A - 一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法

Info

Publication number: CN113364020A
Application number: CN202110840877.1A
Authority: CN
Inventors: 王金伟; 杨涛; 董佳斌; 张子龙
Original assignee: Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2021-09-07

Abstract

本发明涉及一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法，包括步骤：在EMS上配置天气获取模块，天气获取模块通过板载以太网口连接互联网，通过互联网获取气象信息，得到气象信息中预测的白天天气情况。本发明的有益效果是：晶体光伏板发电功率受天气影响巨大，本发明通过能源管理系统EMS获取气象信息后，动态控制储能电池的充电电量、放电电量；相对于无气象信息管理机制的系统，天气晴朗时，本发明通过预留储能电池容量来储充光伏板的电量，解决光伏弃光问题，充分利用清洁能源，可完全消纳光伏板发电电能，同时可减小配套电池容量，降低设备成本，达到降本增效的效果。

Description

一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法

技术领域

本发明属于以新能源为主体的电力系统运营控制技术领域，尤其涉及一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法。

背景技术

随着国家正式提出“3060”碳达峰碳中和目标，构建以新能源为主体的电力系统，给能源产业带来了前所未有的巨大变革，同时也对乘用车市场带来很大的影响。到2025年新能源汽车年销售预计达到750万，大量的新能源运营车辆市场，加速了社会大功率充电桩服务需求。在综合充电站开展光储充微网系统的实施，利用综合充电站的站房和罩棚，开展屋顶分布式光伏建设，结合经济合理的储能系统，实现与站级充电桩统一物理集成，开发一体化本地及远端EMS管理系统，实现光储充系统的智能监控与运营，同时结合峰谷用电策略，可以有效减少运营电费成本。

1.光伏及微网市电通过EMS给储能电池充电，光伏、储能电池通过EMS管理逆变供微网站房、充电桩用电。

2.储能电池主要功能是削峰填谷，谷时充电，峰时通过EMS管理逆变供微网站房、充电桩用电，谷时通过光伏、市电完成储能电池充电。实现削峰填谷。

3.某综合充电站设备容量如下：光伏发电功率60kw，储能电池容量360kw/h,充电桩最大输出功率240kw，站房内电器使用功率10kw。某城市费率如下表1：

表1某综合充电站设备在某城市中的费率表

4.目前使用市面上性价比最高的晶硅类光伏板，此类光伏板发电效率受天气影响非常大，阴天发电效率只有20％以下。储能电池低谷时充电，高峰、尖峰时以放电。充电桩给电动汽车充电，输出功率极具不稳定性。虽然EMS在阴天光伏发电量基本满足站房用电，但晴天时，峰段，充电桩无人使用，且储能电池处于满电状态，光伏发电功率>微网内使用功率，产生严重弃光。

上述传统光、储、充系统由于光伏发电受天气影响巨大。如果选用储能电池容量较大，固定预留电池容量用以储充光伏电量，成本响应也会大幅增加，用户使用成本也会随之大幅增加。如储能电池选型相对较小，光伏发电不能及时储充或者被消耗掉，会导致严重弃光问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法。

这种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法，包括以下步骤：

步骤1、在EMS上配置天气获取模块，天气获取模块通过板载以太网口连接互联网，通过互联网获取气象信息，得到气象信息中预测的白天天气情况；

步骤2、EMS根据预测的白天天气情况，控制储能电池是否预充满，并控制储能电池的预留充电容量SOC来储充光伏板白天光伏发电的电能；预留充电容量SOC的计算公式为：

soc＝((q1*η-q2-q3)÷q4)

q1＝p*h

上式中，p为AM1.5标准下光伏发电功率，单位为kw/h；h为白天有效日照时长，h＝气象日照时长*70％，单位为小时；q1为AM1.5标准下光伏白天发电电量，单位为kw；η为光伏板在不同天气的发电效率；q2为站房白天消耗电量，单位为kw；q3为充电桩白天消耗电量，单位为kw；q4为储能电池剩余储充电量，单位为kw。

作为优选，步骤2中EMS根据预测的白天天气情况来控制储能电池是否预充满的方法为：

若气象信息中预测的白天天气情况为阴天，储能电池在谷段夜间时，通过高压输电网充满电，峰时放电；

若气象信息中预测的白天天气情况为晴天，储能电池在谷段夜间时，通过高压输电网充电，但不充满，储能电池预留充电容量SOC；

若气象信息中预测的白天天气情况为雨雪天，则储能电池的充放电情况与阴天相同。

作为优选，步骤2中气象信息中预测的白天天气情况为晴天时，光伏板发电效率η＝90％；气象信息中预测的白天天气情况为阴天时，光伏板发电效率η＝30％；气象信息中预测的白天天气情况为雨雪天时，光伏板发电效率η＝0％。

本发明的有益效果是：晶体光伏板发电功率受天气影响巨大，本发明通过能源管理系统EMS获取气象信息后，动态控制储能电池的充电电量、放电电量；相对于无气象信息管理机制的系统，天气晴朗时，本发明通过预留储能电池容量来储充光伏板的电量，解决光伏弃光问题，充分利用清洁能源，可完全消纳光伏板发电电能，同时可减小配套电池容量，降低设备成本，达到降本增效的效果。

附图说明

图1为现有能源控制系统示意图；

图2为本发明能源控制系统示意图。

附图标记说明：站房1、配电房2、高压输电网3、充电桩4、电动汽车5、EMS6、储能电池7、光伏板8、天气获取模块9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

本申请实施例一提供了一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法：

步骤1、在EMS6上配置天气获取模块9，天气获取模块9通过板载以太网口连接互联网，通过互联网获取气象信息，得到气象信息中预测的白天天气情况；

步骤2、EMS6根据预测的白天天气情况，控制储能电池7是否预充满，并控制储能电池7的预留充电容量SOC来储充光伏板8白天光伏发电的电能；预留充电容量SOC的计算公式为：

soc＝((q1*η-q2-q3)÷q4)

q1＝p*h

上式中，p为AM1.5标准下光伏发电功率，单位为kw/h；h为白天有效日照时长，通过网络从气象信息服务器获取气象日照时长，考虑日出、日落时段光伏基本发电基本为0，故白天有效日照时长h＝气象日照时长*70％，单位为小时；q1为AM1.5标准下光伏白天发电电量，单位为kw；η为光伏板在不同天气的发电效率；q2为站房白天消耗电量，单位为kw；q3为充电桩白天消耗电量，单位为kw；q4为储能电池剩余储充电量，单位为kw；光伏发电受光照强度影响大；其他如湿度、温度等影响较小，则忽略不计；EMS6根据预测的白天天气情况来控制储能电池7是否预充满的方法为：

若气象信息中预测的白天天气情况为阴天，储能电池7在谷段夜间时，通过高压输电网3充满电，峰时放电；

若气象信息中预测的白天天气情况为晴天，储能电池7在谷段夜间时，通过高压输电网3充电，但不充满，储能电池7预留充电容量SOC；可完全消纳光伏板发电电能，同时可减小配套电池容量；

若气象信息中预测的白天天气情况为雨雪天，则储能电池7的充放电情况与阴天相同。

相对于图1所示现有能源控制系统，本实施例在现有能源控制系统的基础上，增加了如图2所示天气获取模块9，天气获取模块9配置于EMS6上，EMS6通过天气获取模块9向互联网获取气象信息。

实施例二

在实施例一的基础上，本申请实施例二提供了实施例一中基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法在某综合充电站的应用：

某场站储能电池储充电量q4＝360kw，充电桩日间消耗电量q3＝200kw，站房日间消耗电量q2＝120kw，光伏板发电功率p＝80kw/h，AM1.5标准下夏天光伏白天发电电量约为q1＝p*h＝80*7＝560kw。

晴天η＝90％：预留soc＝((q1*η-q2-q3)÷q4)＝(560*90％-120-200)÷360＝78％，储能电池预留soc为78％。夜间低谷储能电池充电至(1-78％)＝22％时，停止充电。

阴天η＝30％：q1*η＝560*30％＝168kw，由于光伏发电量168kw<充电桩与站房消耗电量(120+200)kw，则储能电池夜间低谷时段充满，不预留储能电池容量。

雨雪天η＝0％：同上阴天，不预留储能电池容量；

综上所述，晴天对比无预留容量控制方案，可减少弃光为560*90％-120-200＝284kw。

实施例三

在实施例一的基础上，本申请实施例三还提供了光、储、充系统中基于气象信息对储能电池充、放电调控。

Claims

1.一种基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在EMS(6)上配置天气获取模块(9)，天气获取模块(9)通过板载以太网口连接互联网，通过互联网获取气象信息，得到气象信息中预测的白天天气情况；

步骤2、EMS(6)根据预测的白天天气情况，控制储能电池(7)是否预充满，并控制储能电池(7)的预留充电容量SOC来储充光伏板(8)白天光伏发电的电能；预留充电容量SOC的计算公式为：

soc＝((q1*η-q2-q3)÷q4)

q1＝p*h

2.根据权利要求1所述基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法，其特征在于，步骤2中EMS(6)根据预测的白天天气情况来控制储能电池(7)是否预充满的方法为：

若气象信息中预测的白天天气情况为阴天，储能电池(7)在谷段夜间时，通过高压输电网(3)充满电，峰时放电；

若气象信息中预测的白天天气情况为晴天，储能电池(7)在谷段夜间时，通过高压输电网(3)充电，但不充满，储能电池(7)预留充电容量SOC；

若气象信息中预测的白天天气情况为雨雪天，则储能电池(7)的充放电情况与阴天相同。

3.根据权利要求1或2所述基于气象信息实时调控的光储充能源控制方法，其特征在于：步骤2中气象信息中预测的白天天气情况为晴天时，光伏板发电效率η＝90％；气象信息中预测的白天天气情况为阴天时，光伏板发电效率η＝30％；气象信息中预测的白天天气情况为雨雪天时，光伏板发电效率η＝0％。