CN115588984A - 一种供电系统和供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的供电系统和供电方法，涉及电力能源领域；该系统包括供电管理控制单元、控制输入端分别连接于供电管理控制单元的柴油发电机组单元和储能供电单元，以及柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接的负载单元；供电管理控制单元内预设有第一电量阈值和第二电量阈值，根据储能供电单元的剩余电量与所述第一电量阈值和第二电量阈值的比对结果，控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式对负载单元供电；本发明不仅通过切换三种模式供电实现柴油发电机组与储能单元相互补充、均衡持续供电，且能够调整柴油发电机组工作的台数和每台的发电量，降低柴油发电机组能耗。

Description

一种供电系统和供电方法

技术领域

本发明涉及电力能源技术领域，具体涉及一种供电系统和供电方法。

背景技术

柴油发电机组是一种中小型的发电设备，实用时具有启动方便迅速、机动灵活、操作维修方便、对环境的适应性能较强、投资较少等优点，基于柴油发电机组的供电系统广泛应用于远离常规供电网络的沙漠边缘、散居农舍、江洲海岛等边远地区，如应用在通讯、采矿、筑路、林区、农田灌溉、野外施工和国防工程等环节。

柴油发电机组的主要组成包括柴油发动机、同步发电机、控制系统、电气系统四个部分，其控制系统实现控制柴油发电机组依设定工作状态运行、故障状态报警停机、准确而迅速地调节柴油发电机组的运行等功能，以使各用电设备处于良好的工作状态，保持供电的连续性和可靠性。柴油发电机组的使用成本主要包括两个方面，燃料成本和维修成本；现有技术中，由于负载正常运行或偶尔出现的设备启动冲击要求，很多时候需要选用远超实际负载功率的柴油发电机组，导致柴油发电机组在实际运行时远离最佳经济油耗点甚至低负荷运行；增加燃油成本的同时增加保养维护成本，且不利于柴油发电机组的长期使用。基于柴储的电能供给系统广泛应用于环境比较恶劣的场所和取用电能及其不便的场所，虽然能在一定程度上降低柴油发电机组的燃料成本，但随着清洁能源的开发，若无法改进柴油发电机组使用产生的高成本、环境污染环等问题，将无法在工程上持续使用。

为保持柴储系统的应用优势和竞争力，需要对柴储系统采用更高效管理方式，提出一种新的供电系统，该系统中柴油发电机组与储能单元相互补充、均衡持续供电，在提高柴油发电机组运行效率的同时，减小柴油发电机组的燃料消耗、降低发电成本、节能环保。

发明内容

本发明目的在于提供一种供电系统和供电方法，该系统和方法能够根据负载的用电情况，自动调节和控制柴油发电机组单元和储能供电单元的运行方案，使柴油发电机组靠近最佳经济油耗点运行，降低柴油发电机组的燃料消耗，节能环保。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种供电系统，包括至少一个柴油发电机组单元、至少一个储能供电单元、负载单元以及供电管理控制单元；所述柴油发电机组单元和储能供电单元的控制输入端分别连接于供电管理控制单元，所述柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于负载单元；

所述柴油发电机组单元包括至少一台柴油发电机组和输出开关控制柜，所述柴油发电机组的输出端经输出开关控制柜连接于负载单元，所述开关控制柜将所述柴油发电机组输出的交流电输出至负载单元；所述储能供电单元包括至少一个储能电池阵列和双向储能变流器，所述储能电池阵列的输出端连接于所述双向储能变流器的输入端，所述双向储能变流器的控制端连接于所述供电管理控制单元、输出端连接于所述负载单元；所述双向储能变流器将所述储能电池阵列输出的直流电转换为交流电后输出到负载单元；

所述供电管理控制单元内预设有储能供电单元剩余电量的第一电量阈值和第二电量阈值，所述第一电量阈值不超过第二电量阈值，根据储能供电单元的剩余电量与所述第一电量阈值和第二电量阈值的比对结果，控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式对负载单元供电，所述三种供电模式包括储能供电单元单独供电、柴油发电机组单元单独供电，以及储能供电单元和柴油发电机组单元并联供电。

进一步的，所述供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式的具体过程为：

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足所述负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足所述负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制切换柴油发电机组单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且所述柴油发电机组单元不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电。

进一步的，所述负载单元包括负载功率监测器、负载开关控制柜和负载；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于所述负载功率监测器的输入端，所述负载功率监测器的控制端连接于所述供电管理控制单元、输出端连接于所述负载开关控制柜；所述负载开关控制柜连接于负载；

所述负载功率监测器用于经所述负载开关控制柜监测负载的电量数据，并将该电量数据发送至所述供电管理控制单元；所述供电管理控制单元根据其接收的所述负载的电量数据计算并分配柴油发电机组单元与储能供电单元的发电量，控制所述柴油发电机组单元、储能供电单元投入发电的台数和每台发电量，以便让柴油发电机组靠近最佳经济油耗点运行。

本发明另一技术方案在于公开一种供电方法，应用于上述的供电系统，该方法中供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元对负载单元进行供电，包括：

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制所述柴油发电机组单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且所述柴油发电机组单元不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电。

进一步的，所述负载功率监测器监测负载的电量数据，并将负载的用电量数据反馈给供电管理控制器；所述供电管理控制器通过运算调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台的供电量。

进一步的，所述电量数据包括电流和功率，所述供电管理控制器调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台供电量的条件为下列条件之一或任意组合：

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均低于负载电流；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均低于负载功率；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均高于负载电流；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均高于负载功率；

所述储能供电单元中储能电池阵列的剩余电量高于第二电量阈值；

所述储能供电单元中储能电池阵列的剩余电量低于第一电量阈值。

进一步的，还包括：当所述储能供电单元的剩余电量低于所述供电管理控制器中预设的第三电量阈值，所述第三电量阈值小于第一电量阈值，控制所述柴油发电机组单元对所述储能供电单元进行充电。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案获得了如下有益效果：

本发明公开一种供电系统和供电方法，其中，供电系统包括至少一个柴油发电机组单元、至少一个储能供电单元、负载单元以及供电管理控制单元，柴油发电机组单元和储能供电单元的控制输入端分别连接于供电管理控制单元、两者的输出端并联后连接于负载单元；供电管理控制单元内预设有储能供电单元剩余电量的第一电量阈值和第二电量阈值，根据储能供电单元的剩余电量与第一电量阈值和第二电量阈值的比对结果，控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换储能供电单元单独供电、柴油发电机组单元单独供电，或储能供电单元和柴油发电机组单元并联供电模式向负载单元供电。本发明一方面通过控制供电系统在三种模式下切换，充分利用储能供电单元对负载单元供电，减少使用柴油发电机组；另一方面在柴油发电机组单元供电时，让柴油发电机组运行在最佳经济油耗点，节约柴油发电机组的燃料消耗，提高能源的利用率；充分保障供电系统电力输出的可靠性、经济性、环保性。

另外，本发明的供电系统和方法不需要与市电并网，在储能供电单元低电量时采用柴油发电机组充电，保障系统供电的稳定性；并且，供电管理控制单元实时的监测负载的电量数据，进一步保证对负载的实时供电。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不表示按照真实参照物比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是供电系统的连接示意图；

图2是供电管理控制器的系统框架示意图；

图3(a)实施例中供电管理控制器正面视图；

图3(b)实施例中供电管理控制器背面视图；

图4为实施例1供电系统中柴油发电机组单元和储能供电单元负载分配示意图；

图5为实施例2供电系统中柴油发电机组单元和储能供电单元负载分配示意图。

图中，各标记的具体意义为：

1-供电管理控制器，101-触摸显示屏，102-以太网接口Ⅰ，103-以太网接口Ⅱ，104-RS485通信接口，105-电源接口，106-USB接口，107-CAN接口，108-开关量输入接口，109-开关量输出接口，110-模拟量输入接口，111-模拟量输出接口，112-第一处理模块，113-第二处理模块，114-存储单元，2-柴油发电机组，3-输出开关控制柜，4-储能电池阵列，5-双向储能变流器，6-用电负荷，7-用电负荷开关控制柜，8-负载功率监测器，9-监控报表系统，10-充放电直流母线，11-交流配电母排，12-通讯总线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于柴储供电系统缺乏规范的管理方式，使得其中的柴油发电机组在负载正常运行或偶尔出现的设备启动冲击下多工作于远离最佳经济油耗点甚至低负荷条件下，不仅柴油发电机组运行效率低、整体增加燃油消耗，且增加柴油发电机组的维护成本。本发明旨在于提出一种供电系统和供电方法，该供电系统采用供电管理控制单元控制柴油发电机组与储能单元相互补充、均衡持续供电，有效提高柴油发电机组的运行效率，降低燃油消耗、节能环保。

如图1所示，实施例公开的供电系统，包括至少一个柴油发电机组单元、至少一个储能供电单元、负载单元以及供电管理控制单元，其中，柴油发电机组单元和储能供电单元的控制输入端分别连接于供电管理控制单元，柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于负载单元，用于向负载单元供电。

具体的，柴油发电机组单元包括至少一台柴油发电机组2和输出开关控制柜3，连接时，柴油发电机组2的输出端经输出开关控制柜3连接于负载单元；工作时，输出开关控制柜3将柴油发电机组2输出的交流电输出至负载单元；输出开关控制柜3在柴油发电机组单元中不仅具有回路的通断、保护作用外，还具有控制柴油发电机组2的启停、保护柴油发电机组2作用。储能供电单元包括至少一个储能电池阵列4和双向储能变流器5，连接时，储能电池阵列4的输出端采用充放电直流母线10连接于双向储能变流器5的输入端，双向储能变流器5的控制端连接于供电管理控制单元、输出端连接于负载单元；工作时，双向储能变流器5将储能电池阵列4输出的直流电转换为交流电后输出到负载单元。

如图所示，柴油发电机组2通过输出开关控制柜3，将柴油发电机组2发出的交流电送到交流配电母排11上，双向储能变流器5将储能电池阵列4输出的直流电变换后送到交流配电母排11上。

实施例的供电系统的核心在于供电管理控制单元内预设有储能供电单元剩余电量的第一电量阈值和第二电量阈值，该第一电量阈值不超过第二电量阈值，根据储能供电单元的剩余电量与第一电量阈值和第二电量阈值的比对结果，控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式对负载单元供电；三种供电模式具体包括储能供电单元单独供电、柴油发电机组单元单独供电，以及储能供电单元和柴油发电机组单元并联供电。可选的，第一电量阈值和第二电量阈值可以设置为同一电量值。

实施中，供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式的具体过程为：

当储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元单独对负载单元进行供电，即此时优先使用储能供电单元对负载单元供电；当储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元和柴油发电机组单元并联同时向负载单元进行供电，以使负载单元能够正常使用；当储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制切换柴油发电机组单元单独对负载单元进行供电，即此时优先使用柴油发电机组单元对负载单元供电；当储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且柴油发电机组单元不能满足负载单元的电量需求，控制储能供电单元和柴油发电机组单元并联同时向负载单元进行供电。

作为一可选的实施例，供电管理控制单元能够调整柴油发电机组单元中柴油发电机组2工作的台数和每台的发电量，使发电量满足负载单元的使用要求；以及，在储能供电单元的剩余电量不足时，可以使用柴油发电机组单元对储能供电单元的储能电池阵列4进行充电。

进一步结合图1所示的供电系统，负载单元包括负载功率监测器8、负载开关控制柜7和负载6；组装时，柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于负载功率监测器8的输入端，负载功率监测器8的控制端连接于供电管理控制单元、输出端连接于负载开关控制柜7，负载开关控制柜7连接于负载6；使用时，负载功率监测器8用于经负载开关控制柜7监测负载6的电量数据，并将该电量数据发送至供电管理控制单元；供电管理控制单元根据其接收的负载6的电量数据计算并分配柴油发电机组单元与储能供电单元的发电量，控制柴油发电机组单元、储能供电单元投入发电的台数和每台发电量，以便让柴油发电机组2靠近最佳经济油耗点运行，达到降低柴油发电的燃料成本，减少柴油发电机组2NO_X、CO、HC等排放环保节能的目的。

供电管理控制单元包括供电管理控制器1和监控报表系统9，如图1所示，供电管理控制器1采用通讯总线12分别连接于柴油发电机组2、储能电池阵列4、负载单元的负载功率监测器8和监控报表系统9；工作时，监控报表系统9用于读取和存储电管理控制器1中的数据，实时显示供电管理控制器1中的数据，方便工作人员实时监控相关电量数据。例如，监控报表系统9用于实时读取供电管理控制器1的相关实时功率数据，并生成报表、实时曲线、历史曲线。

图2示出了供电管理控制器1的一种实施例，该实施例中，供电管理控制器1包括第一处理器模块112、第二处理器模块113、连接于第一处理模块112的存储单元114、触摸显示屏101，以及用于对第一处理器模块112和第二处理器模块113供电的电源模块，第二处理模块113与第一处理模块112通过RS232通信接口实现通信。工作时，第二处理模块113用于经负载功率监测器8读取负载单元的功率数据，并将经第一处理模块112处理后的数据通过RS485通信接口104传输给柴油发电机组单元和储能供电单元，进而达到调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行。

触摸显示屏101为工业液晶触摸彩色显示屏，其操作面板用于设置柴油发电机组单元和储能供电单元的电量参数，其中，电量参数包括柴油发电机组2和储能电池阵列4的数量、单台柴油发电机组2和单个储能电池阵列4的发电量、单台柴油发电机组2和单个储能电池阵列4的额定功率、单台柴油发电机组2的最小运行功率、单个储能电池阵列4的最小启动功率；触摸显示屏101的操作面板用于设定和修改柴油发电机组单元和储能供电单元的运行参数。

结合图3(a)和3(b)所示供电管理控制器的具体结构，供电管理控制器1还包括用于对外发送数据的以太网接口Ⅰ102、用于程序下载和更新的USB接口106、开关量输入接口108、开关量输出接口109、模拟量输入接口110、模拟量输出接口111、存储器114和用于连接电源的电源接口105，以及用于下端设备数据采集的以太网接口Ⅱ103、RS485接口104和CAN接口107；供电控制器1使用时，可通过手动操作触摸显示屏101的人机界面进行参数修改、程序设置、数据维护等。

供电控制器1使用时，其分别控制连接于输出开关控制柜3、双向储能变流器5和用电负荷开关控制柜7，通过以太网接口Ⅱ103、RS485接口104和CAN接口107实时读取柴油发电机组开关控制柜3、双向储能变流器5的发电量、用电负荷开关控制柜7反馈的负载大小，合理计算并分配柴油发电机组2与储能单元4的发电量、自动调节和控制柴油发电机组2和双向储能变流器5投入发电的台数和每台发电量，以便让柴油发电机组2靠近最佳经济油耗点运行，在输出同样电量的情况下以最少的柴油发电机组2台数、最经济的运行模式和最安全的方式与储能单元4一起供电，保证电力输出的可靠性、经济性、环保性。

本发明另一实施例公开一种供电方法，该方法应用于上述的供电系统，方法中供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元对负载单元进行供电，包括：当储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元单独对负载单元进行供电，即此时优先使用储能供电单元对负载单元供电；当储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元和柴油发电机组单元并联同时向负载单元进行供电，以使负载单元能够正常使用；当储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制切换柴油发电机组单元单独对负载单元进行供电，即此时优先使用柴油发电机组单元对负载单元供电；当储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且柴油发电机组单元不能满足负载单元的电量需求，控制储能供电单元和柴油发电机组单元并联同时向负载单元进行供电。

作为一可选的实施方式，负载功率监测器8监测负载6的电量数据，并将负载6的用电量数据反馈给供电管理控制器1；供电管理控制器1通过运算调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台的供电量，调整柴油发电机组单元和储能供电单元的工作状态。

作为一可选的实施方式，电量数据包括电流和功率，供电管理控制器1调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台供电量的条件为下列条件之一或任意组合：柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均低于负载电流；柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均低于负载功率；柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均高于负载电流；柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均高于负载功率；储能供电单元中储能电池阵列4的剩余电量高于第二电量阈值；储能供电单元中储能电池阵列4的剩余电量低于第一电量阈值。

作为一可选的实施方式，该供电方法还包括：当储能供电单元的剩余电量低于供电管理控制器1中预设的第三电量阈值，第三电量阈值小于第一电量阈值，控制柴油发电机组单元对储能供电单元进行充电。

下面结合具体实施例，对本发明公开的供电系统或供电方法作进一步具体介绍。

如下为本发明的部分具体实施例。

通过触摸显示屏101输入功率数据，功率数据包括柴油发电机组单元的单台柴油发电机组2额定功率100KW、柴油发电机组单元的台数为1台，其中单台柴油发电机组2的最小输出功率为30KW；如图4和图5所示为柴油发电机组2和储能供电单元负载分配示意图，储能供电单元的单个储能电池阵列4的额定功率100KW，储能发电单元的个数为1台，其中，储能供电单元的最大输出电量为100KW；负载单元的最大功率为200KW。

实施例一储能电池阵列剩余电量充足时，

第二电量阈值和第一电量阈值均为75KW，在负载6需求较低(小于75kW)的时间段内，柴油发电机组2关闭，由储能供电单元独立供电。若实时负载6等于75KW，负载6功率数据输入第二处理模块113处理并将结果输出给柴油发电机组单元和储能发电单元，使柴油发电机组2工作，柴油发电机组2输出电量为75KW，储能供电单元不工作，输出电量为0KW。随着负载6的需求继续增加(大于75KW，小于175KW)，储能供电单元和柴油发电机组单元并联输出，柴油发电机组2输出功率保持在75kW的最佳油耗点输出功率不变，储能供电单元的输出电量随着负载6的增加而增加，直到达到最大输出功率100KW。随着负载6继续增加，此时储能供电单元的输出功率处于最大的100KW，柴油发电机组2的功率随着负载6的增加而增加；随着负载6的减少，优先降低柴油发电机组2的输出功率。

实施例二储能电池阵列剩余电量不足时

第二电量阈值和第一电量阈值均为75KW，在负载需求较低(小于75kW)的时间段内，启动柴油发电机组2，柴油发电组2的运行在最佳油耗点输出功率75KW；此时柴油发电机组2在给负载6供电的同时，也给储能供电单元中的储能电池阵列4充电。随着负载6的需求继续增加(大于75KW，小于100KW)，储能供电单元不工作，柴油发电机组2输出功率随着负载6的增加而增加，直到机组满功率输出运行在100KW。随着负载6继续增加，此时储能供电单元开始工作，与柴油发电机组2并联工作给负载6供电。随着负载6的继续增加，此时柴油发电机组2输出功率处于最大的100KW，储能供电单元的输出功率随着负载6的增加而增加，直到满功率输出在100KW；随着负载6的减少，优先降低储能供电单元的输出功率。

如上所示，亦可通过功率数据计算出电流数据，通过电流数据控制柴油发电机组2和储能电池阵列4的运行台数和输出电流。

以上本发明可以根据负载单元的用电量配置不同类型和台数的柴油发电机组单元和储能发电单元。

本发明公开的供电系统和供电方法通过实时监控和管理柴油发电机组单元、储能供电单元、负载单元的运行状态，调整运行柴油发电机组2的数量和输出功率，并在储能供电单元的配合下快速承接突加负荷和设备的启动冲击；通过调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行时间段和功率，优化柴油发电机组2低负荷运行曲线，保持柴油发电机组2运行在最佳经济油耗附近，达到了降低柴油发电的燃料成本，达到环保节能的目的。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括至少一个柴油发电机组单元、至少一个储能供电单元、负载单元以及供电管理控制单元；所述柴油发电机组单元和储能供电单元的控制输入端分别连接于供电管理控制单元，所述柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于负载单元；

所述柴油发电机组单元包括至少一台柴油发电机组和输出开关控制柜，所述柴油发电机组的输出端经输出开关控制柜连接于负载单元，所述开关控制柜将所述柴油发电机组输出的交流电输出至负载单元；所述储能供电单元包括至少一个储能电池阵列和双向储能变流器，所述储能电池阵列的输出端连接于所述双向储能变流器的输入端，所述双向储能变流器的控制端连接于所述供电管理控制单元、输出端连接于所述负载单元；所述双向储能变流器将所述储能电池阵列输出的直流电转换为交流电后输出到负载单元；

所述供电管理控制单元内预设有储能供电单元剩余电量的第一电量阈值和第二电量阈值，所述第一电量阈值不超过第二电量阈值，根据储能供电单元的剩余电量与所述第一电量阈值和第二电量阈值的比对结果，控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式对负载单元供电，所述三种供电模式包括储能供电单元单独供电、柴油发电机组单元单独供电，以及储能供电单元和柴油发电机组单元并联供电。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元切换三种供电模式的具体过程为：

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足所述负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足所述负载单元的电量需求，控制切换储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制切换柴油发电机组单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且所述柴油发电机组单元不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述负载单元包括负载功率监测器、负载开关控制柜和负载；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元的输出端并联后连接于所述负载功率监测器的输入端，所述负载功率监测器的控制端连接于所述供电管理控制单元、输出端连接于所述负载开关控制柜；所述负载开关控制柜连接于负载；

所述负载功率监测器用于经所述负载开关控制柜监测负载的电量数据，并将该电量数据发送至所述供电管理控制单元；所述供电管理控制单元根据其接收的所述负载的电量数据计算并分配柴油发电机组单元与储能供电单元的发电量，控制所述柴油发电机组单元、储能供电单元投入发电的台数和每台发电量，以便让柴油发电机组靠近最佳经济油耗点运行。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电管理控制单元包括供电管理控制器和监控报表系统，所述供电管理控制器分别连接于柴油发电机组单元、储能供电单元、负载单元和监控报表系统，所述监控报表系统用于显示、读取和存储所述供电管理控制器中的数据。

5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述供电管理控制器包括第一处理器模块、第二处理器模块、连接于第一处理模块的存储单元、触摸显示屏，以及用于对第一处理器模块和第二处理器模块供电的电源模块，所述第二处理模块与第一处理模块通过RS232通信接口通信连接；

所述第二处理模块用于经所述负载功率监测器读取所述负载单元的功率数据，并将经第一处理模块处理后的数据通过RS485通信接口传输给所述柴油发电机组单元和储能供电单元，调整所述柴油发电机组单元和储能供电单元的运行；

所述触摸显示屏的操作面板用于设置所述柴油发电机组单元和储能供电单元的电量参数，其中，所述电量参数包括所述柴油发电机组和储能电池阵列的数量、单台柴油发电机组和单个储能电池阵列的发电量、单台柴油发电机组和单个储能电池阵列的额定功率、单台柴油发电机组的最小运行功率、单个储能电池阵列的最小启动功率；所述触摸显示屏的操作面板用于设定和修改柴油发电机组单元和储能供电单元的运行参数。

6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述供电管理控制器还包括以太网接口Ⅰ、以太网接口Ⅱ、RS485通信接口、USB接口、CAN接口、开关量输入接口、开关量输出接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口和用于连接电源模块的电源接口；

所述触摸显示屏为工业液晶触摸彩色显示屏，所述以太网接口Ⅰ用于对外发送数据，所述以太网接口Ⅱ、RS485通信接口和CAN接口分别用于下端设备数据采集，所述USB接口用于程序下载和更新。

7.一种供电方法，应用于权利要求1～6任一项所述的供电系统，其特征在于，所述供电管理控制单元控制储能供电单元、柴油发电机组单元对负载单元进行供电，包括：

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且能够满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量不低于第二电量阈值、且不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，控制所述柴油发电机组单元单独对所述负载单元进行供电；

当所述储能供电单元的剩余电量低于第一电量阈值，且所述柴油发电机组单元不能满足所述负载单元的电量需求，控制所述储能供电单元和柴油发电机组单元并联向所述负载单元进行供电。

8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述负载功率监测器监测负载的电量数据，并将负载的用电量数据反馈给供电管理控制器；所述供电管理控制器通过运算调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台的供电量。

9.根据权利要求8所述的供电方法，其特征在于，所述电量数据包括电流和功率，所述供电管理控制器调整柴油发电机组单元和储能供电单元的运行台数和每台供电量的条件为下列条件之一或任意组合：

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均低于负载电流；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均低于负载功率；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的电流均高于负载电流；

所述柴油发电机组单元和储能供电单元输出的功率均高于负载功率；

所述储能供电单元中储能电池阵列的剩余电量高于第二电量阈值；

所述储能供电单元中储能电池阵列的剩余电量低于第一电量阈值。

10.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，还包括：

当所述储能供电单元的剩余电量低于所述供电管理控制器中预设的第三电量阈值，所述第三电量阈值小于第一电量阈值，控制所述柴油发电机组单元对所述储能供电单元进行充电。

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