CN114580827B - 一种交流侧防逆流控制方法及终端 - Google Patents

一种交流侧防逆流控制方法及终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种交流侧防逆流控制方法及终端，其方法包括：步骤S1、获取智能微网的电气参数；步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制。其使用修正系数的方式，保证电池系统侧在原先设定功率的基础上进行执行，也确保在分时段设置电池系统侧功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置电池系统侧的功率进行变化，该策略保证了下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，电池系统侧遵照原先设定的功率进行执行，只是在功率上乘上系数进行修正。

Description

一种交流侧防逆流控制方法及终端
技术领域
本发明涉及储能系统技术领域，具体涉及一种交流侧防逆流控制方法及终端。
背景技术
随着各类新型功率器件如智能地暖、智能投影等在居民家中越来越普及，每户居民的日用电量以及高峰时的功率在日益增长；同时，国内工厂中的设备也逐渐进入更新换代的步伐中，用更加智能和更大功率的设备替代老旧设备，商业用电的日用电量和峰值功率也在日益增长。
电网负荷的压力随之急剧增长，火电厂在逐渐关停，电力供应紧张，导致商业用电出现限电的情况，为此，现有技术使用储能系统和绿色发电设备如光伏、风电或者氢燃料发电系统组成智能微网，通过调控能量流动能够有效降低电网峰值的负荷，减轻电网的负荷压力，起到调峰的作用。
而其中在使用交流母线扩容时，因为负载和发电系统的波动性，储能的能量管理系统要根据实时采集的数据调动储能系统的能量，在能量调度系统进行数据采集和能量调度时，请参照图1，之前的智能微网中多数系统并不包含除了储能之外的发电系统，微网中包含储能系统、电网和负载，EMS系统会实时采集电网侧功率，储能系统在固定时段输出功率，当出现负载突降，电网侧逆流的情况下，EMS系统会降低储能系统的输出功率，最低降到0，若在一定时间内无法调整回来则切断电池系统侧的接触器，保证不会继续有储能的电流逆流上电网。
而现有的这种调度方法存在两个问题：
其一、若微网中存在第二个发电系统，因为微网中有第二个发电系统，即使储能系统放电功率降为0，切断电池系统侧交流接触器2，也无法阻止发电系统的能量逆流，当发电系统逆流到电网上时，会造成电网的波动，对于电网的稳定造成极大影响。
其二、在电网调度指令给到EMS时，同时实时采样结果也可能会给到EMS，导致两个指令产生冲突，EMS不知道应该响应调度的指令还是实时反馈的结果，造成系统错误，无法实现调度管理。
由于以上两个问题，导致有智能微网的电流逆流上电网。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：一种交流侧防逆流控制方法及终端，能更好的防止智能微网的电流逆流上电网。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：一种交流侧防逆流控制方法，包括步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：一种交流侧防逆流控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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以下步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制。
本发明的有益效果在于：一种交流侧防逆流控制方法及终端，其使用修正系数的方式，保证电池系统侧在原先设定功率的基础上进行执行，也确保在分时段设置电池系统侧功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置电池系统侧的功率进行变化，该策略保证了下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，电池系统侧遵照原先设定的功率进行执行，只是在功率上乘上系数进行修正。
附图说明
图1为现有技术涉及的发电系统位于电池系统侧的智能微网的结构示意图；
图2为本发明的一种交流侧防逆流控制方法的程序流程图；
图3为本发明涉及的发电系统直接连接交流母线的智能微网的结构示意图；
图4为本发明的一种交流侧防逆流控制终端的结构示意图。
标号说明：
1、一种交流侧防逆流控制终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图2，本发明实施例提供了一种交流侧防逆流控制方法，包括步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种交流侧防逆流控制方法及终端，其使用修正系数的方式，保证电池系统侧在原先设定功率的基础上进行执行，也确保在分时段设置电池系统侧功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置电池系统侧的功率进行变化，该策略保证了下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，电池系统侧遵照原先设定的功率进行执行，只是在原先设定的功率上乘上系数进行修正。
进一步地，所述电气参数包括智能微网的电网侧的实时采集功率、电池系统侧的设定功率和当前电网侧的设定功率。
具体而言，根据电网侧的实时采集功率Pw、上一时刻电池系统侧的设定功率P1和当前电网侧的设定功率Pc计算修正系数，以更好的调整微网电池系统侧的功率，从而防止逆流上电网。
进一步地，所述步骤S2中，具体是：
根据公式A＝(Pw-Pc)/P1计算得到修正系数，式中，A为修正系数；
根据公式P＝A*P2的公式对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制，式中，P2为当前时刻电池系统侧的设定功率，P为最终发送给电池系统侧的命令所设定的功率，即电池系统侧最终输出的功率。
由上述描述可知，采用电网侧的实时采集功率Pw和电网侧的设定功率Pc的差值作为修正系数，不仅实现了防止电流逆流上电网，也使得电网的功率能控制在设定功率上。
进一步地，当电网侧的实时采集功率Pw小于设定的电网逆向功率Pr的持续时间T超过设定的逆流时间Tc，则控制智能微网切断和电网的电气连接。
由上述描述可知，当电网侧采集到的功率Pw<Pr的时间T>Tc，说明即使通过功率调控，还依然有逆向功率，这时切断电网侧和智能微网之间的电气连接，确保不会有电流逆向到电网上，保证电网的稳定。
进一步地，电池系统侧的设定功率和当前电网侧的设定功率根据当前的时段设置。由上述描述可知，电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率分时段进行设置，能适应一天不同时段的用电需求和电网价格，实现削峰填谷。
一种交流侧防逆流控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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以下步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种交流侧防逆流控制方法及终端，其使用修正系数的方式，保证电池系统侧在原先设定功率的基础上进行执行，也确保在分时段设置电池系统侧功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置电池系统侧的功率进行变化，该策略保证了下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，电池系统侧遵照原先设定的功率进行执行，只是在功率上乘上系数进行修正。
进一步地，所述电气参数包括智能微网的电网侧的实时采集功率、电池系统侧的设定功率和当前电网侧的设定功率。
具体而言，根据电网侧的实时采集功率Pw、上一时刻电池系统侧的设定功率P1和当前电网侧的设定功率Pc计算修正系数，以更好的调整微网电池系统侧的功率，从而防止逆流上电网。
进一步地，所述步骤S2中，具体是：
根据公式A＝(Pw-Pc)/P1计算得到修正系数，式中，A为修正系数；
根据公式P＝A*P2的公式对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制，式中，P2为当前时刻电池系统侧的设定功率，P为最终发送给电池系统侧的命令所设定的功率。
由上述描述可知，采用电网侧的实时采集功率Pw和电网侧的设定功率Pc的差值作为修正系数，不仅实现了防止电流逆流上电网，也使得电网的功率能控制在设定功率上。
进一步地，当电网侧的实时采集功率Pw小于设定的电网逆向功率Pr的持续时间T超过设定的逆流时间Tc，则控制智能微网切断和电网的电气连接。
由上述描述可知，当电网侧采集到的功率Pw<Pr的时间T>Tc，说明即使通过功率调控，还依然有逆向功率，这时切断电网侧和智能微网之间的电气连接，确保不会有电流逆向到电网上，保证电网的稳定。
进一步地，电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率根据控制策略可以预先设置。由上述描述可知，电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率可以分时段进行设置，能适应一天不同时段的用电需求和电网价格，实现削峰填谷。
本发明用于智能微网系统中，协调控制储能系统的输出，以防止智能微网的电流逆流上电网。
实施例一
请参照图2，本实施例的一种交流侧防逆流控制方法，包括步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
在一些实施例中，电气参数包括电网侧的实时采集功率Pw、上一时刻电池系统侧的设定功率P1，当前的电池系统侧的设定功率P2以及当前电网侧的设定功率Pc；
可以通过各种检测或采样电路获取电网侧的实时功率Pw，例如可以通过功率表直接计算功率，可以采样电压和电流计算功率等，本实施例中具体通过交流互感器采集电网侧的功率Pw。
其中，电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率，其是根据智能微网的相关控制策略得到的设定功率。
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对电池系统侧的功率进行修正控制。
在一些实施例中，根据电网侧的实时采集功率Pw和上一时刻电池系统侧的设定功率P1计算修正系数A，并且根据当前时刻电池系统侧的设定功率P2以及P＝A*P2的公式调整电池系统侧的设定功率并下发到电池系统侧。其中，防止逆流而计算得到的修正系数A根据公式A＝(Pw-Pc)/P1计算得到。
进一步的，电池系统侧的设定功率具体是EMS给PCS(Power Conversion System，储能变流器)设定的功率，即P1是EMS根据控制策略给PCS设定的上一时刻的功率，P2是EMS根据控制策略给PCS设定的当前时段的功率，P为EMS实际下发给PCS的修正后的控制功率，EMS拥有分时段设置PCS充放电功率的功能，能通过设定时段和分时段功率给PCS进行功率指令的下发。
具体而言，例如，某一时刻EMS给PCS设定的功率为P1，PCS会按照P1的功率进行工作，当设定的电网侧控制功率为Pc时，电网侧采集到功率Pw，EMS会计算修正系数A＝(Pw-Pc)/P1。当Pw-Pc为0时，设定修正系数A为0，即系统按照预先设定运行，系统不进行变更。当预设负载功率偏离设定值时，电网侧采集到功率Pw发生变化，EMS会计算修正系数A＝(Pw-Pc)/P1，此时修正系数A不为0，若EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比没有变化时，P2＝P1，此时EMS最终给PCS下发的功率P＝A*P2＝Pw-Pc；当EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比有变化时，P2≠P1，此时EMS给PCS下发的最终功率P＝A*P2＝(Pw-Pc)*P2/P1。
因为EMS给PCS发送功率报文的指令只有一个，如果同时发送分时段设定的功率和实时采集的修正功率，PCS会产生混乱，不知道遵循那个功率进行执行。所以这里使用修正系数的方式，保证PCS在原先设定EMS功率的基础上进行执行，也确保在EMS分时段设置PCS功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置PCS的功率进行变化。该策略保证了EMS下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，PCS遵照原先设定的功率进行执行，只是在原先设定的功率上乘上系数进行修正。
当电网侧采集到的功率Pw<Pr的时间T>Tc，说明即使通过PCS的功率调控，还依然有逆向功率时，这时EMS切断电网侧和智能微网之间的第一交流接触器，确保不会有电流逆向到电网上，保证电网的稳定。
其中，Pr和Tc均为设定值，Pr在没有零偏的情况下通常设定为0，在有零偏的情况下根据零偏实际设置以进行修正，保证控制，Tc在本实施例中具体设置为1s。
请参照图4，本发明的实施例二为：
一种交流侧防逆流控制终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。
请参照图3，本发明用于控制如图3所展示的智能微网系统，其主要包括电网、电池系统、负载、发电系统、交流母线、PCS和EMS。其中，电池系统通过PCS挂在交流母线上，负载和发电系统也挂在交流母线上。EMS控制PCS的运行。
负载，可以是民用负载，也可以是商用负载，负载可以是多种组合，不同负载拟合在一起的总值，是始终处于波动状态的。
发电系统，可以是光伏发电，风能发电、柴油发电或者是氢燃料发电等不同的发电系统，也可以是多种发电系统的组合，不同发电功率拟合在一起的总值，也是始终处于波动状态的。
使用交流母线扩容，负载和发电系统波动，EMS要根据实时采集的数据调动储能系统的能量。进一步的，还包括交流互感器，设置在电网侧，并且与EMS电性连接，交流互感器实时采集电网侧的功率并输出给EMS。
进一步的，还包括第一交流接触器、第二交流接触器、隔离变压器、升压变压器。交流母线经第一交流接触器和升压变压器电连接电网，且交流母线电连接负载和发电系统，交流母线经隔离变压器、第二交流接触器和PCS电连接电池系统总线。其中，EMS分别电连接第一交流接触器、第二交流接触器，对并、离网进行切换，以及进行必要的保护。
综上所述，本发明提供的一种交流侧防逆流控制方法及终端，其使用修正系数的方式，保证电池系统侧在原先设定功率的基础上进行执行，也确保在分时段设置电池系统侧功率变化时，实时采集功率反馈的调整功率会跟随分时段设置电池系统侧的功率进行变化，该策略保证了下发的功率和实时采集需要调整的功率不会发生冲突，电池系统侧遵照原先设定的功率进行执行，只是在功率上乘上系数进行修正，当电网侧采集到的功率Pw<Pr的时间T>Tc，说明即使通过功率调控，还依然有逆向功率，这时切断电网侧和智能微网之间的电气连接，确保不会有电流逆向到电网上，保证电网的稳定。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种交流侧防逆流控制方法，其特征在于，应用于智能微网系统中，所述智能微网系统包括电池系统、负载、发电系统和交流母线，所述交流母线连接电池系统、负载和发电系统；
所述方法包括步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制；
所述步骤S2中，具体是：
根据公式P＝A*P2的公式对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制，式中，A为修正系数，P2为当前时刻电池系统侧的设定功率，P为发送给电池系统侧的命令所设定的功率；
所述电气参数包括智能微网的电网侧的实时采集功率、电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率；
所述步骤S2中，具体是：
根据公式A＝(Pw-Pc)/P1计算得到修正系数，式中，Pw为电网侧的实时采集功率，P1为上一时刻电池系统侧的设定功率，Pc为当前电网侧的设定功率；
具体地，当Pw-Pc为0时，设定修正系数A为0，即系统按照预先设定运行，系统不进行变更；当预设负载功率偏离设定值时，电网侧采集到功率Pw发生变化，EMS会计算修正系数A＝(Pw-Pc)/P1，此时修正系数A不为0；若EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比没有变化时，P2＝P1，此时EMS最终给PCS下发的功率P＝A*P2＝Pw-Pc；当EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比有变化时，P2≠P1，此时EMS给PCS下发的最终功率P＝A*P2＝(Pw-Pc)*P2/P1。
2.根据权利要求1所述的一种交流侧防逆流控制方法，其特征在于，当电网侧的实时采集功率小于设定的电网逆向功率的持续时间超过设定的逆流时间，则控制智能微网切断和电网的电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种交流侧防逆流控制方法，其特征在于，所述当前的电池系统侧的设定功率和当前电网侧的设定功率根据当前的时段设置。
4.一种交流侧防逆流控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述终端用于控制智能微网系统，所述智能微网系统包括电池系统、负载、发电系统和交流母线，所述交流母线连接电池系统、负载和发电系统，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤S1、获取智能微网的电气参数；
步骤S2、根据所述电气参数计算修正系数，根据修正系数对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制；
所述步骤S2中，具体是：
根据公式P＝A*P2的公式对智能微网的电池系统侧的功率进行修正控制，式中，A为修正系数，P2为当前时刻电池系统侧的设定功率，P为发送给电池系统侧的命令所设定的功率；
所述电气参数包括智能微网的电网侧的实时采集功率、电池系统侧的设定功率和电网侧的设定功率；
所述步骤S2中，具体是：
根据公式A＝(Pw-Pc)/P1计算得到修正系数，式中，Pw为电网侧的实时采集功率，P1为上一时刻电池系统侧的设定功率，Pc为当前电网侧的设定功率；
具体地，当Pw-Pc为0时，设定修正系数A为0，即系统按照预先设定运行，系统不进行变更；当预设负载功率偏离设定值时，电网侧采集到功率Pw发生变化，EMS会计算修正系数A＝(Pw-Pc)/P1，此时修正系数A不为0；若EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比没有变化时，P2＝P1，此时EMS最终给PCS下发的功率P＝A*P2＝Pw-Pc；当EMS给PCS设定的功率指令和上一时刻比有变化时，P2≠P1，此时EMS给PCS下发的最终功率P＝A*P2＝(Pw-Pc)*P2/P1。
5.根据权利要求4所述的一种交流侧防逆流控制终端，其特征在于，当电网侧的实时采集功率小于设定的电网逆向功率的持续时间超过设定的逆流时间，则控制智能微网切断和电网的电气连接。
6.根据权利要求4所述的一种交流侧防逆流控制终端，其特征在于，所述当前的电池系统侧的设定功率和当前电网侧的设定功率根据当前的时段设置。
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