CN115882507A - 光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质。包括：光伏发电站、储能装置、变电站及智能控制装置；智能控制装置分别与光伏发电站、储能装置、变电站进行连接；光伏发电站用于对变电站供电以及向储能装置充电；储能装置用于存储光伏电站产生的电能以及对变电站供电；智能控制装置用于当光伏电站的输出功率大于或者等于变电站的负载功率时，控制光伏电站直接向变电站负载消纳供电，并将剩余电能存储至储能装置；当输出功率小于负载功率时，控制光伏电站和储能装置同时向变电站供电。通过光储微电网实现对变电站的供电，可以提高变电站供电的可靠性，降低电站的用能成本，减少线路负载和损耗。

Description

光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及电网技术领域，尤其涉及一种光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质。

背景技术

由于分布式光伏发电具有供电灵活、节省输变电投资、减少线路损耗、资源和环境友好等优点，通过与大电网连接为变电站提供稳定、可靠的电能供应，并且在大电网故障时能离网运行，保证了变电站供电的连续性和高的电能质量，同时也有利于减低变电站的自耗电率。

但是，光伏分布式发电也存在随机性强、间歇性明显的特点，出力波动幅度大，波动频率也无规律性，因此，加入储能组成光储微电网，实现光伏发电的平滑输出，解决需求侧负荷的稳定可靠供电，并通过有效的控制方式实现削峰填谷为变电站实现经济的用电，建设电网友好型微电网。

变电站目前是从电网受电，由于站内负荷耗电量较大，且对供电可靠性要求较高。仅靠电网的受电，难以满足供电可靠性以及节能降耗的目标。

发明内容

本发明实施例提供一种光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质，通过光储微电网实现对变电站的供电，可以提高变电站供电的可靠性，降低电站的用能成本，减少线路负载和损耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种光储微电网系统，包括：光伏发电站、储能装置、变电站及智能控制装置；

所述智能控制装置分别与所述光伏发电站、所述储能装置、所述变电站进行连接；

所述光伏发电站用于对所述变电站供电以及向所述储能装置充电；

所述储能装置用于存储所述光伏电站产生的电能以及对所述变电站供电；

所述智能控制装置用于当所述光伏电站的输出功率大于或者等于所述变电站的负载功率时，控制所述光伏电站直接向所述变电站负载消纳供电，并将剩余电能存储至所述储能装置；当所述输出功率小于所述负载功率时，控制所述光伏电站和所述储能装置同时向所述变电站供电。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光储微电网系统的智能控制方法，包括：

获取光伏发电站的输出功率及变电站的负载功率；

确定当前所处的电价时段；其中，所述电价时段包括电价谷时段、电价峰时段及电价平时段；

根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明实施例所述的光储微电网系统的智能控制方法。

第四方面，本发明实施例还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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明实施例所述的光储微电网系统的智能控制方法

本发明实施例公开了一种光储微电网系统、智能控制方法、设备及存储介质。光储微电网系统包括：光伏发电站、储能装置、变电站及智能控制装置；智能控制装置分别与光伏发电站、储能装置、变电站进行连接；光伏发电站用于对变电站供电以及向储能装置充电；储能装置用于存储光伏电站产生的电能以及对变电站供电；智能控制装置用于当光伏电站的输出功率大于或者等于变电站的负载功率时，控制光伏电站直接向变电站负载消纳供电，并将剩余电能存储至储能装置；当输出功率小于负载功率时，控制光伏电站和储能装置同时向变电站供电。本发明实施例提供的光储微电网系统，通过光储微电网实现对变电站的供电，可以提高变电站供电的可靠性，降低电站的用能成本，减少线路负载和损耗。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种光储微电网系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种光储微电网系统的智能控制方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种光储微电网系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：光伏发电站110、储能装置120、变电站130及智能控制装置140。所述智能控制装置140分别与所述光伏发电站110、所述储能装置120、所述变电站130进行连接。

其中，所述光伏发电站110用于对所述变电站130供电以及向所述储能装置120充电。储能装置120用于存储光伏电站110产生的电能以及对变电站130供电。智能控制装置140用于当光伏电站110的输出功率大于或者等于变电站130的负载功率时，控制光伏电站110直接向变电站130负载消纳供电，并将剩余电能存储至储能装置120。当输出功率小于负载功率时，控制光伏电站110和储能装置120同时向变电站130供电。

其中，光伏发电站110基于变电站130的有效空间规划设计，以实现光伏发电站110的装机容量的最大化。在获得光伏发电站110的装机容量之后，可以根据装机容量预测光伏发电站110的输出功率，并根据实际运行情况，确定光伏发电站110的实际输出功率。

本实施例中，根据变电站的负载特性和储能装置特性，对光伏发电站的输出功率进行最大程度的消纳。当光伏发电站输出功率大于或等于变电站的负载功率时，直接供变电站消纳，剩余部分对储能装置进行充电。当光伏发电站的输出功率小于变电站的负载功率时，采用光储复合供电。

可选的，储能装置120的容量根据变电站130的负载容量配置，且增加设定值的裕度。

其中，设定值可以是25％-50％之间的任意值，例如：储能装置120的容量根据变电站130的负载容量配置，且增加30％的裕度。储能装置采用铅酸与磷酸铁锂混合电池，混合电池铅酸与磷酸铁锂的比例为：2:1。本实施中，储能装置与电网的连接方式包括并网模式和离网模式，当储能装置容量低于设定阈值(如20％)时候，采用电网供电的并网模式，否则采用离网模式运行。其中，并网模式可以理解为光储微电网系统和总电网络共同对变电站供电，离网模式可以理解为光储微电网系统独立对变电站供电。

本实施例中，通过光储微电网对变电站供电，提高变电站的供电可靠性；光伏发电站不仅可以为变电站提供绿色电能，同时减少变电站的空调负载，节约能源。

本实施例提供的光储微电网系统，包括：光伏发电站、储能装置、变电站及智能控制装置；智能控制装置分别与光伏发电站、储能装置、变电站进行连接；光伏发电站用于对变电站供电以及向储能装置充电；储能装置用于存储光伏电站产生的电能以及对变电站供电；智能控制装置用于当光伏电站的输出功率大于或者等于变电站的负载功率时，控制光伏电站直接向变电站负载消纳供电，并将剩余电能存储至储能装置；当输出功率小于负载功率时，控制光伏电站和储能装置同时向变电站供电。本发明实施例提供的光储微电网系统，通过光储微电网实现对变电站的供电，可以提高变电站供电的可靠性，降低电站的用能成本，减少线路负载和损耗。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种光储微电网系统的智能控制方法的流程图，该方法适用于对上述实施例光储微电网系统中的储能装置进行控制的情况，如图2所示，该方法包括如下步骤：

S210，获取光伏发电站的输出功率及变电站的负载功率。

其中，光伏发电站的输出功率可以理解为光伏发电站的实际输出功率。变电站的负载功率可以理解为变电站的负载对应的功率。

S220，确定当前所处的电价时段。

其中，电价时段包括电价谷时段、电价峰时段及电价平时段。本实施例中，电价时段可以根据当前变电站所处区域在历史时段内的用电记录统计获得的，电价时段为一天24小时内的一个子时段。

S230，根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电。

具体的，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电的方式可以是：若当前所处的电价时段为电价谷时段，则对储能装置进行恒压充电，直到电量达到第一设定值。

具体的，根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电的方式可以是：若当前所处的电价时段为电价峰时段，当输出功率小于负载功率时，根据输出功率及负载功率确定第一放电功率，并控制储能装置按照第一放电功率进行放电。当储能装置的电量降至第一低预警值时，控制储能装置按照第二放电功率进行放电；当储能装置的电量降至第二低预警值时，控制储能装置停止放电，并控制光储微电网系统从电网取电。

其中，第二放电功率小于第一放电功率，为预先设置的值。第二低预警值小于第一低预警值。根据输出功率及负载功率确定第一放电功率的方式可以是：首先将负载功率与输出功率作差，然后将差值与设定系数相乘，获得第一放电功率。可以表示为：第一放电功率＝设定系数×(负载功率-输出功率)。其中，设定系数可以是0.5-1之间的任意值。本实施例中，当储能装置停止放电时，控制光储微电网系统从电网取电。

具体的，根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电的方式可以是：若当前所处的电价时段为电价峰时段，当输出功率大于负载功率时，根据输出功率及负载功率确定第一充电功率，并控制储能装置按照第一充电功率进行充电。当储能装置的电量降至第一高预警值时，控制储能装置按照第二充电功率进行充电。当储能装置的电量降至第二高预警值时，控制储能装置停止充电，并将光伏电站的多余电路上传至电网。

其中，第二充电功率小于第一充电功率，第二高预警值大于第一高预警值。根据输出功率及负载功率确定第一充电功率的方式可以是：首先将输出功率与负载功率作差，然后将差值与设定系数进行相乘，获得第一充电功率。可以表示为：第一充电功率＝设定系数×(输出功率-负载功率)。其中，设定系数可以是0.5-1之间的任意值。本实施例中，对储能装置停止充电时，将光伏电站的多余电量上传至电网。

具体的，根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电的方式可以是：若当前所处的电价时段为电价平时段，当预测光伏电站在设定时长内工作正常，则根据输出功率及负载功率确定第三放电功率，并控制储能装置按照第三放电功率进行放电；当储能装置的电量降至第一低预警值时，控制储能装置按照第四放电功率进行放电；当储能装置的电量降至第二低预警值时，控制储能装置停止放电，并控制光储微电网系统从电网取电。

其中，第四放电功率小于第三放电功率，第二低预警值小于第一低预警值。根据输出功率及负载功率确定第三放电功率的方式可以是：首先将负载功率与输出功率作差，然后将差值与设定系数相乘，获得第三放电功率。可以表示为：第三放电功率＝设定系数×(负载功率-输出功率)。其中，设定系数可以是0.5-1之间的任意值。本实施例中，当储能装置停止放电时，控制光储微电网系统从电网取电。

具体的，根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电的方式可以是：若当前所处的电价时段为电价平时段，当预测光伏电站在设定时长内工作异常，则控制储能装置待机。

本实施例的技术方案，获取光伏发电站的输出功率及变电站的负载功率；确定当前所处的电价时段；其中，电价时段包括电价谷时段、电价峰时段及电价平时段；根据电价时段、输出功率及负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电。本实施例中，储能装置不仅可以向变电站供电，还可以起到调峰调频，尤其是的进行大规模的应用推广，效果更加明显；同时可以参根据售电模式，降低用能成本。有利于实现光储微电网系统的自动化最优运行，降低运维成本。

实施例三

图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图3所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如光储微电网系统的智能控制方法。

在一些实施例中，光储微电网系统的智能控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的光储微电网系统的智能控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行光储微电网系统的智能控制方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光储微电网系统，其特征在于，包括：光伏发电站、储能装置、变电站及智能控制装置；

所述智能控制装置分别与所述光伏发电站、所述储能装置、所述变电站进行连接；

所述光伏发电站用于对所述变电站供电以及向所述储能装置充电；

所述储能装置用于存储所述光伏电站产生的电能以及对所述变电站供电；

所述智能控制装置用于当所述光伏电站的输出功率大于或者等于所述变电站的负载功率时，控制所述光伏电站直接向所述变电站负载消纳供电，并将剩余电能存储至所述储能装置；当所述输出功率小于所述负载功率时，控制所述光伏电站和所述储能装置同时向所述变电站供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光伏发电站基于所述变电站的有效空间规划设计；所述储能装置的容量根据所述变电站的负载容量配置，且增加设定值的裕度。

3.一种光储微电网系统的智能控制方法，其特征在于，包括：

获取光伏发电站的输出功率及变电站的负载功率；

确定当前所处的电价时段；其中，所述电价时段包括电价谷时段、电价峰时段及电价平时段；

根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电，包括：

若当前所处的电价时段为电价谷时段，则对所述储能装置进行恒压充电，直到电量达到第一设定值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电，包括：

若当前所处的电价时段为电价峰时段，当所述输出功率小于负载功率时，根据所述输出功率及所述负载功率确定第一放电功率，并控制所述储能装置按照所述第一放电功率进行放电；

当所述储能装置的电量降至第一低预警值时，控制所述储能装置按照第二放电功率进行放电；其中，所述第二放电功率小于所述第一放电功率；

当所述储能装置的电量降至第二低预警值时，控制所述储能装置停止放电，并控制所述光储微电网系统从电网取电；其中，所述第二低预警值小于所述第一低预警值。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电，包括：

若当前所处的电价时段为电价峰时段，当所述输出功率大于负载功率时，根据所述输出功率及所述负载功率确定第一充电功率，并控制所述储能装置按照所述第一充电功率进行充电；

当所述储能装置的电量降至第一高预警值时，控制所述储能装置按照第二充电功率进行充电；其中，所述第二充电功率小于所述第一充电功率；

当所述储能装置的电量降至第二高预警值时，控制所述储能装置停止充电，并将所述光伏电站的多余电量上传至电网；其中，所述第二高预警值大于所述第一高预警值。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电，包括：

若当前所处的电价时段为电价平时段，当预测光伏电站在设定时长内工作正常，则根据所述输出功率及所述负载功率确定第三放电功率，并控制所述储能装置按照所述第三放电功率进行放电；

当所述储能装置的电量降至第一低预警值时，控制所述储能装置按照第四放电功率进行放电；其中，所述第四放电功率小于所述第三放电功率；

当所述储能装置的电量降至第二低预警值时，控制所述储能装置停止放电，并控制所述光储微电网系统从电网取电；其中，所述第二低预警值小于所述第一低预警值。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电价时段、所述输出功率及所述负载功率中的至少一项控制储能装置的充电和/或放电，包括：

若当前所处的电价时段为电价平时段，当预测光伏电站在设定时长内工作异常，则控制所述储能装置待机。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求3-8中任一项所述的光储微电网系统的智能控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求3-8中任一项所述的光储微电网系统的智能控制方法。

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