WO2023005422A1

WO2023005422A1 - 一种离网供电系统及其控制方法

Info

Publication number: WO2023005422A1
Application number: PCT/CN2022/096852
Authority: WO
Inventors: 孙德亮; 周辉; 李运生
Original assignee: 阳光新能源开发股份有限公司
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-02-02
Also published as: EP4379992A1; CN113541193A; AU2022316768A1

Abstract

本申请提供的离网供电系统及其控制方法，应用于供电技术领域，该方法在获取第一目标参数和第二目标参数后，根据第一目标参数和第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略，最终按照目标控制策略控制离网供电系统运行，本发明提供的方法针对离网供电系统提供多个预设控制策略，且各预设控制策略定义离网供电系统中各子系统的供电优先级，能够满足离网供电系统的不同供电需求，对离网供电系统的运行进行更为准确的控制，解决现有技术中缺乏控制方法的问题，有利于促进离网供电系统的推广应用。

Description

一种离网供电系统及其控制方法

本申请要求于2021年07月28日提交中国专利局、申请号为202110857549.2、发明名称为“一种离网供电系统及其控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及供电技术领域，特别涉及一种离网供电系统及其控制方法。

背景技术

在高原、山地以及孤岛等国家主干电网不易架设到的地区，基于新能源发电系统、储能系统等技术实现的供电系统成为供电首选，由于这类供电系统未与国家主干电网建立电气连接，因此被称之为离网供电系统。

离网供电系统大都基于光伏或风能等新能源模式产生电能，配合储能系统、制氢系统，甚至电动汽车充电系统实现独立的电能供应网络，为上述不易架设国家主干电网的地区提供稳定的电能供应，在实际生产、生活中具有重要作用。

然而，由于离网供电系统的构建尚不够成熟，缺乏行之有效的运行控制方法，不利于离网供电系统的推广应用。

发明内容

本发明提供一种离网供电系统及其控制方法，解决现有技术中系统构建不成熟，缺乏运行控制方法的问题，促进离网供电系统的推广应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种离网供电系统控制方法，应用于包括多个子系统的离网供电系统，且所述多个子系统包括第一储能系统和第二储能系统，所述方法包括：

获取第一目标参数和第二目标参数；

其中，所述第一目标参数表征所述第一储能系统的运行状态，所述第二目标参数表征所述第二储能系统的运行状态；

根据所述第一目标参数和所述第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略；

其中，所述预设控制策略包括所述离网供电系统中各子系统的供电优先级；

按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行。

可选的，所述第一目标参数包括所述第一储能系统的电池状态值，所述第二目标参数包括所述第二储能系统的电池状态值；

所述多个预设控制策略包括过充控制策略、欠充控制策略和平衡控制策略；

所述根据所述第一目标参数和所述第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于第一电池状态阈值，确定所述过充控制策略为目标控制策略；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均小于第二电池状态阈值，确定所述欠充控制策略为目标控制策略；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值中的至少一个，大于等于所述第二电池状态阈值且小于等于所述第一电池状态阈值，确定所述平衡控制策略为目标控制策略。

可选的，所述多个子系统还包括制氢系统；

在所述过充控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括：

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

若所述发电总功率大于所述用电总功率，按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程；

其中，所述制氢系统的优先级高于所述第一储能系统的优先级，所述第一储能系统的优先级高于所述第二储能系统的优先级。

可选的，所述按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程，包括：

判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若可以增大所述制氢功率，增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述制氢功率，增大所述第一储能系统或所述第二储能系统的充电功率。

可选的，所述判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值中的至少一个小于第三电池状态阈值，

且所述制氢系统的氢气储量小于第一氢储量阈值，

且所述制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，判定可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于等于所述第三电池状态阈值，

或者，所述氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值，

或者，所述当前制氢功率大于等于所述制氢功率阈值，判定不可以增大所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第三电池状态阈值大于所述第一电池状态阈值。

可选的，所述增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，包括：

增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，直至所述制氢功率达到所述制氢功率阈值或者所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率降为零值。

可选的，所述多个子系统还包括发电系统，所述方法还包括：

在所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于等于所述第三电池状态阈值的情况下，降低所述发电系统的发电功率；

在所述氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值的情况下，控制所述制氢系统停止运行。

可选的，所述增大所述第一储能系统或所述第二储能系统的充电功率，包括：

判断是否可以增大所述第一储能系统的充电功率；

若可以增大所述第一储能系统的充电功率，增大所述第一储能系统的充电功率并降低所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述第一储能系统的充电功率，判断是否可以增大所述第二储能系统的充电功率；

若可以增大所述第二储能系统的充电功率，增大所述第二储能系统的充电功率。

可选的，所述判断是否可以增大所述第一储能系统的充电功率，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值小于所述第三电池状态阈值，且所述第一储能系统的当前充电功率小于充电功率阈值，判定可以增大所述第一储能系统的充电功率；

若所述第一储能系统的电池状态值大于等于所述第三电池状态阈值，或者，所述第一储能系统的当前充电功率大于等于所述充电功率阈值，判定不可以增大所述第一储能系统的充电功率。

可选的，所述多个子系统还包括制氢系统；

在所述平衡控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括:

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

其中，所述制氢系统的优先级高于所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级，所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级相同。

判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若可以增大所述制氢功率，增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述制氢功率，按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电。

若所述制氢系统的氢气储量小于第二氢储量阈值且所述制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，判定可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若所述制氢系统的氢气储量大于等于第一氢储量阈值或所述制氢系统的当前制氢功率达到所述制氢功率阈值，判定不可以增大所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第二氢储量阈值小于所述第一氢储量阈值。

可选的，所述增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，包括：

增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，直至所述制氢功率达到所述制氢功率阈值或者所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率降为零值。

可选的，所述按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值，控制所述制氢系统停机，并按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电；

若所述制氢系统的氢气储量大于等于所述第二氢储量阈值且小于所述第一氢储量阈值，按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电；

并且，处于充电状态的储能系统的充电功率与所述制氢系统的制氢功率相同。

可选的，若所述发电总功率小于所述用电总功率，降低所述制氢系统的制氢功率；

按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述发电总功率等于所述用电总功率，维持所述离网供电系统的当前运行状态。

可选的，所述按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于第二氢储量阈值，降低所述制氢系统的制氢功率至零值，并按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述制氢系统的氢气储量小于等于所述第二氢储量阈值，且大于等于第三氢储量阈值，按照预设比例降低所述制氢系统的制氢功率，并按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述制氢系统的氢气储量小于所述第三氢储量阈值，降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的放电功率至零值，并降低所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第三氢储量阈值小于所述第二氢储量阈值，所述预设比例大于零。

可选的，所述多个子系统还包括制氢系统和充电系统；

在所述欠充控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括:

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

若所述发电总功率大于所述用电总功率，按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述充电系统的供电过程；

其中，所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级高于所述制氢系统的优先级，所述制氢系统的优先级高于所述充电系统的优先级。

可选的，所述按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述充电系统的供电过程，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于等于第三氢储量阈值，控制所述充电系统停机；

降低所述制氢系统的制氢功率；

若所述制氢系统的氢气储量小于所述第三氢储量阈值，且所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均小于第四电池状态阈值，控制所述制氢系统和所述充电系统停机；

按照所述发电总功率对所述第一储能系统和所述第二储能系统充电。

第二方面，本发明提供一种离网供电系统，包括：发电系统、制氢系统、充电系统、第一储能系统、第二储能系统、直流母线、交流母线和控制器，其中，

所述发电系统的输出端与所述直流母线相连；

所述制氢系统的直流输入端、所述第一储能系统的直流连接端、所述第二储能系统的直流连接端分别与所述直流母线相连；

所述第一储能系统的交流连接端与所述交流母线相连；

所述制氢系统的交流输入端和所述充电系统分别与所述交流母线相连；

所述控制器分别与所述发电系统、所述制氢系统、所述充电系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统相连；

所述控制器执行本发明第一方面任一项所述的离网供电系统控制方法。

可选的，所述发电系统包括光伏发电系统。

本发明提供的离网供电系统控制方法，在获取第一目标参数和第二目标参数后，根据第一目标参数和第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略，最终按照目标控制策略控制离网供电系统运行，本发明提供的方法针对离网供电系统提供多个预设控制策略，且各预设控制策略定义离网供电系统中各子系统的供电优先级，能够满足离网供电系统的不同供电需求，对离网供电系统的运行进行更为准确的控制，解决现有技术中缺乏控制方法的问题，有利于促进离网供电系统的推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种离网供电系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种离网供电系统控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种离网供电系统控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的再一种离网供电系统控制方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种离网供电系统控制方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的另一种离网供电系统控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种离网供电系统的结构框图，本实施例提供的离网供电系统包括：发电系统、制氢系统、充电系统、第一储能系统、第二储能系统、直流母线、交流母线和控制器(图中未示出)，其中，

发电系统的输出端与直流母线相连，作为离网供电系统的主要电能来源，在实际应用中，发电系统可以选用光伏发电系统，当然，也可以选用其他能够独立于国家主干电网、单独供电的发电系统。发电系统在产生电能后，直接输出至直流母线。

制氢系统的直流输入端、第一储能系统的直流连接端、第二储能系统的直流连接端分别与直流母线相连，其中，制氢系统可以直接从直流母线取电，进行制氢作业，第一储能系统和第二储能系统即可以从直流母线取电，进行充电作业，也可以向直流母线输出电能，补充发电系统的供电不足，同时，第一储能系统的交流连接端还与交流母线相连，向交流母线输出电能。进一步的，结合后续内容可知，在本实施例提供的离网供电系统中，第一储能系统主要用于供电，第二储能系统主要用于稳定母线电压。

制氢系统的交流输入端和充电系统分别与交流母线相连。需要说明的是，制氢系统的交流输入端接收的交流电能并非用于制氢作业，而是主要用于制氢系统的辅助系统的运行，比如冷却水循环、空压机运行以及交流配电柜等设备的供电。

可以想到的是，各个构成系统中为了获取满足自身运行要求的电能，必不可少的设置有相应的功率变换装置，比如DC/DC变换器、DC/AC变换器等，本实施例中并未一一列举，在实际应用中可以结合现有技术实现。

控制器分别与发电系统、制氢系统、充电系统、第一储能系统和第二储能系统相连，控制器执行本发明下述各个实施例提供的离网供电系统控制方法，以对离网供电系统的运行过程进行控制。

基于上述离网供电系统的基本构成，本发明实施例提供的一种离网供电系统的控制方法，该控制方法可以应用于系统中的控制器，在某些情况下，也可以应用于设置于网络侧、能够对离网供电系统内各个构成系统的运行过程进行控制的服务器。参见图2，本实施例提供的一种离网供电系统控制方法的流程包括：

S100、获取第一目标参数和第二目标参数。

具体的，在本实施例中，第一目标参数用于表征第一储能系统的运行状态，相应的，第二目标参数则用于表征第二储能系统的运行状态。可选的，第一目标参数可以是第一储能系统的电池状态值，第二目标参数可以是第二储能系统的电池状态值。通过电池状态值，可以直观的获取相应储能系统的电量剩余情况，进而可以基于电池状态值确定第一储能系统和第二储能系统的工作模式，具体过程将在后续内容展开，此处暂不详述。

对于电池状态值，可以选用SOC值，也可以选用SOH值，可以根据具体控制过程灵活选用，同样属于本发明保护的范围内。

S110、根据第一目标参数和第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略。

为便于对离网供电系统的运行过程进行控制，本方法提供多种预设控制策略，主要包括过充控制策略、欠充控制策略和平衡控制策略，任一预设控制策略均限定了离网供电系统中各子系统的供电优先级。可以想到的是，本实施例以及后续各个实施例中述及的子系统主要包括图1中所示的发电系统、制氢系统、第一储能系统、第二储能系统和充电系统。

可选的，在第一目标参数为第一储能系统的电池状态值、第二目标参数为第二储能系统的电池状态值的情况下，基于电池状态值与预设电池状态阈值的大小关系进行预设控制策略的选择。可以想到的是，如果电池状态值选用SOC值，则电池状态阈值则为SOC阈值，相应的，如果电池状态值为SOH值，则电池状态阈值则为SOH阈值。

具体的，以选用SOC值为例，如果第一储能系统的SOC值和第二储能系统的SOC值均大于第一SOC阈值，确定过充控制策略为目标控制策略。在实际应用中，第一SOC阈值可以设置的较大，比如设置为70％，此种情况下，第一储能系统和第二储能系统的电量充足，对储能系统进行充电自然不是优先需要考虑的问题，本实施例将此情况下的控制策略定义为过充控制策略。

如果第一储能系统的SOC值和第二储能系统的SOC值均小于第二SOC阈值，确定欠充控制策略为目标控制策略。与过充控制策略相反，在实际应用中，第二SOC阈值设置的较小，比如可以设置为30％，在此种情况下，第一储能系统和第二储能系统的剩余电量都不太高，可以考虑优先对第一储能系统和第二储能系统进行充电，本实施例将此情况下的控制策略定义为欠充控制策略。

最后，如果第一储能系统的SOC值和第二储能系统的SOC值中的至少一个，大于等于第二SOC阈值且小于等于第一SOC阈值，则确定平衡控制策略为目标控制策略，需要结合供电系统中各子系统的具体情况进行控制，本实施例将此情况下的控制策略定义为平衡控制策略。

需要说明的是，对于第一电池状态阈值、第二电池状态阈值的具体设置，可以结合具体的控制需求以及储能系统的实际情况设置，本发明对此不做具体限定。

S120、按照目标控制策略控制离网供电系统运行。

在确定目标控制策略之后，即可按照目标控制策略中限定的各个子系统的供电优先级控制供电系统运行。

综上所述，本发明实施例提供的离网供电系统控制方法，针对离网供电系统提供多个预设控制策略，且各预设控制策略定义离网供电系统中各子系统的供电优先级，能够满足离网供电系统的不同供电需求，对离网供电系统的运行进行更为准确的控制，解决现有技术中缺乏控制方法的问题，有利于促进离网供电系统的推广应用。

下面针对不同的预设控制策略，对按照目标控制策略控制离网供电系统运行的具体过程进行展开介绍。

在过充控制策略为目标控制策略的情况下，控制离网供电系统运行的过程可以参照图3所示实现。

S200、获取离网供电系统的发电总功率和用电总功率。

在实际应用中，离网供电系统的发电总功率指的是离网供电系统中发电系统输出的总功率，虽然第一储能系统和第二储能系统同样可以系统输出功率，供给用电负载运行，但是由于二者的电能同样需要由发电系统提供，因此，离网供电系统的发电总功率并不包括第一储能系统和第二储能系统的输出功率。

相应的，用电总功率包括离网供电系统所要消耗电功率的系统和设备，如图1所示，包括制氢系统、第一储能系统、第二储能系统以及充电系统的用电功率。

S210、判断发电总功率是否大于用电总功率，若是，执行S220。

如果离网供电系统的发电总功率大于用电总功率，则执行S220以及后续步骤，实现按照优先级由高到低的顺序控制制氢系统、第一储能系统和第二储能系统的供电过程。进一步的，在本实施例中，制氢系统的优先级高于第一储能系统的优先级，第一储能系统的优先级高于第二储能系统的优先级；相反的，如果离网发电系统的发电总功率小于等于用电总功率，则维持系统当前的运行状态。

S220、判断是否可以增大制氢系统的制氢功率，若是，执行S230，若否，执行S240。

在离网供电系统的发电总功率大于用电总功率的情况下，进一步判断是否可以增大制氢系统的制氢功率，如果可以，则执行S230，如果不可以，则执行S240。

可选的，可以按照如下判断标准判断是否可以增大制氢系统的制氢功率：

如果第一储能系统的电池状态值和第二储能系统的电池状态值中的至少一个小于第三电池状态阈值，且制氢系统的氢气储量小于第一氢储量阈值，且制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，判定可以增大制氢系统的制氢功率；

相反的，第一储能系统的电池状态值和第二储能系统的电池状态值均大于等于第三电池状态阈值，或者，氢气储量大于等于第一氢储量阈值，或者，当前制氢功率大于等于制氢功率阈值，判定不可以增大制氢系统的制氢功率。

其中，上述判断标准中的第三电池状态阈值大于前述实施例述及的第一电池状态阈值，在实际应用中，可以选取的较高，仍以SOC值为例，比如可以设置为98％，当然，如果想要为为储能系统预留更多的安全空间，也可以将相应的降低第三SOC阈值的选取，比如设置为90％。设置第三SOC阈值的主要目的在于判断储能系统是否处于或接近于满容量状态，能够吸收更多的电功率，在此前提下，结合储能系统的实际运行情况选择的第三SOC阈值都是可选的，本发明对于第三SOC阈值的具体取值不做具体限定。

进一步的，第一氢储量阈值应选取较大值，用以衡量或限定是否可以进一步进行制氢作业，比如，可以取氢气储存装置总体容量的98％，作为第一氢储量阈值。相应的，制氢功率阈值可以基于制氢系统的最大制氢功率或额定制氢功率阈值确定，用于衡量是否可以进一步增大制氢功率。本发明对于第一氢储量阈值和制氢功率阈值的具体取值不做限定。

S230、增大制氢功率并降低第一储能系统和第二储能系统的充电功率。

可选的，经过上述判断，如果判定制氢功率仍有增大空间，则进一步增大制氢功率，并降低第一储能系统和第二储能系统的充电功率，直至制氢功率达到前述制氢功率阈值或者第一储能系统和第二储能系统的充电功率降为零值，即全部功率用于制氢，进而达到尽可能的将电能用于制氢，提高制氢效率的目的，当然，这也进一步说明，在本实施例中，制氢系统的供电优先级是高于第一储能系统和第二储能系统的。

S240、增大第一储能系统或第二储能系统的充电功率。

如果制氢功率无法进一步增大，则增大第一储能系统或第二储能系统的充电功率，将发电系统的电能尽可能的存储起来，以便在后续发电系统无法提供足够的电能时使用。

可选的，参见图4，图4所示流程图示出本步骤的可选执行过程。

S300、判断是否可以增大第一储能系统的充电功率，若是，执行S310，若否，执行S320。

可选的，如果第一储能系统的电池状态值小于前述第三电池状态阈值，即还有进一步存储电能的可能，并且，第一储能系统的当前充电功率小于充电功率阈值，即还可以进一步提高充电功率，则判定可以增大第一储能系统的充电功率；相反的，如果第一储能系统的电池状态值大于等于第三电池状态阈值，或者，第一储能系统的当前充电功率大于等于充电功率阈值，判定不可以增大第一储能系统的充电功率。

与前述内容涉及到的阈值设置类似，充电功率阈值的设置以具体采用的储能系统为准，本发明对于充电功率阈值的具体设置不做限定。

S310、增大第一储能系统的充电功率并降低第二储能系统的充电功率。

在判定可以进一步增大第一储能系统的充电功率的情况下，即可增大第一储能系统的充电功率，同时降低第二储能系统的充电功率，优先保证第一储能系统储能，直至第一储能系统的充电功率达到前述充电功率阈值或者第二储能系统的充电功率降为零值，使得第一储能系统以最大的充电功率进行充电。

S320、判断是否可以增大第二储能系统的充电功率，若是，执行S330。

如果S300中判定不可以进一步增大第一储能系统的充电功率，则进一步判断是否可以增大第二储能系统的充电功率。具体的，此步骤的判断逻辑与S300的判断逻辑类似，即如果第二储能系统的电池状态值小于前述第三电池状态阈值，并且，第二储能系统的当前充电功率小于充电功率阈值，则判定可以增大第二储能系统的充电功率；相反的，如果第二储能系统的电池状态值大于等于第三电池状态阈值，或者，第二储能系统的当前充电功率大于等于充电功率阈值，判定不可以增大第二储能系统的充电功率。

需要说明的是，经过前述判断逻辑的筛选，执行至此步骤时，如果判定不可以进一步增大第二储能系统的充电功率，即第一储能系统的电池状态值和第二储能系统的电池状态值均大于等于第三电池状态阈值，说明发电系统的输出功率已经没有办法被进一步吸收，此种情况下，应降低发电系统的输出功率，从而确保系统稳定运行。

相应的，如果制氢系统的氢气储量大于等于第一氢储量阈值，则控制制氢系统停止运行。

S330、增大第二储能系统的充电功率。

可以想到的是，在增大第二储能系统的充电功率的过程中，如果第二储能系统的充电功率达到前述充电功率阈值，即可停止增大第二储能系统的充电功率。

综上所述，在采用过充控制策略的情况下，制氢系统的优先级最高、第一储能系统的优先级其次，第二储能系统的优先级最低，按照优先级由高到低的顺序控制离网供电系统的运行，将电能优先用于制氢，有助于提高电能的利用率。

在平衡控制策略为目标控制策略的情况下，控制离网供电系统运行的过程可以参照图5所示实现。

S400、获取离网供电系统的发电总功率和用电总功率。

可选的，S400的可选实现方式可以参照图3所示实施例中S200中对应的内容，此处不再赘述。

S410、判断发电总功率是否大于用电总功率，若是，执行S420，若否，执行S450。

可选的，S410的可选实现方式可以参照图3所示实施例中S210中对应的内容，此处一步赘述。

S420、判断是否可以增大制氢系统的制氢功率，若是，执行S430，若否，执行S440。

可选的，如果制氢系统的氢气储量小于第二氢储量阈值且制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，则判定可以增大制氢系统的制氢功率；相反的，如果制氢系统的氢气储量大于等于第一氢储量阈值或制氢系统的当前制氢功率达到制氢功率阈值，则判定不可以增大制氢系统的制氢功率。

需要说明的是，本实施例中述及的第二氢储量阈值，小于前述实施例中的述及的第一氢储量阈值，比如，可以将制氢系统能够存储的氢气总量的70％作为第二氢储量阈值。至于制氢功率阈值，需要结合制氢系统的具体参数设置，本发明对第一氢储量阈值和制氢功率阈值的具体取值不做限定。

S430、增大制氢系统的制氢功率并降低第一储能系统和第二储能系统的充电功率。

在判定可以增大制氢系统的制氢功率的情况下，增大制氢系统的制氢功率，同时降低第一储能系统和第二储能系统的充电功率，直至制氢功率达到制氢功率阈值或者第一储能系统和第二储能系统的充电功率降为零值，即优先保证制氢系统用电，以制氢系统的正常运行作为最高优先级。

S440、按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电。

如果经过S420的判断，认为制氢系统的制氢功率无法进一步增大，则按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电。

具体的，还可以根据制氢系统的氢气储量做进一步的判断，如果制氢系统的氢气储量大于等于前述第一氢储量阈值，可以判定氢气储量已经接近饱和，此时可控制制氢系统停机，并按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电；相应的，如果制氢系统的氢气储量大于等于第二氢储量阈值且小于第一氢储量阈值，则维持制氢系统的当前制氢功率，继续制氢，同时按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电，并且，处于充电状态的储能系统(可以是第一储能系统，也可以是第二储能系统)的充电功率与制氢系统的制氢功率相同。

可选的，本步骤中按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电，可以选择第一储能系统和第二储能系统中的任一储能系统作为目标储能系统，首先控制目标储能系统按照预设充电间隔充电，待充电时长达到该预设充电间隔后，停止对目标储能系统充电，转而对目标储能系统以外的另一个储能系统按照预设充电间隔充电，如此往复交替，分别对第一储能系统和第二储能系统进行充电。

S450、在发电总功率小于用电总功率的情况下，降低制氢系统的制氢功率。

如果发电系统的发电总功率小于用电总功率，为了确保整个系统的稳定，需要降低制氢系统的制氢功率，优先减少制氢系统对于电能的消耗，使得更多的电功率用于供给用电负荷，进而确保用电负荷的正常运行。

S460、按照预设放电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替放电。

为了对第一储能系统和第二储能系统的放电过程进行更为细致的控制，本实施例在前述第一氢储量阈值的基础上，进一步给定第二氢储量阈值和第三氢储量阈值，并且，第二氢储量阈值小于前述第一氢储量阈值，第三氢储量阈值小于第二氢储量阈值，比如，第二氢储量阈值可以是总储量的70％，第三氢储量阈值可以是总储量的30％。

在此基础上，进一步判断制氢系统的氢气储量是否大于第二氢储量阈值，如果制氢系统的氢气储量大于第二氢储量阈值，则直接降低制氢系统的制氢功率至零值，并按照预设放电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替放电。

如果制氢系统的氢气储量小于等于第二氢储量阈值，且大于等于第三氢储量阈值，则按照预设比例降低制氢系统的制氢功率，即不直接降低至零值，而是以相对较小的制氢功率继续制氢，同时按照预设放电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替放电。

再进一步的，如果制氢系统的氢气储量小于第三氢储量阈值，则降低第一储能系统和第二储能系统的放电功率至零值，并降低制氢系统的制氢功率。

需要说明的是，本实施例中按照预设放电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替放电的过程，与前述按照预设充电间隔控制第一储能系统和第二储能系统交替充电的过程是类似的。具体的，可以选择第一储能系统和第二储能系统中的任一储能系统作为目标储能系统，首先控制目标储能系统按照预设放电间隔放电，待放电时长达到该预设放电间隔后，停止对目标储能系统放电，转而对目标储能系统以外的另一个储能系统按照预设放电间隔放电，如此往复交替，分别对第一储能系统和第二储能系统进行放电。

可选的，如果发电系统的发电总功率等于用电总功率，则维持离网供电系统的当前运行状态。

综上所述，在采用平衡控制策略对离网供电系统进行控制时，同样需要按照优先级由高到低的顺序控制制氢系统、第一储能系统和第二储能系统的供电过程，具体到平衡控制策略中，制氢系统的优先级高于第一储能系统和第二储能系统的优先级，第一储能系统和第二储能系统的优先级相同，可以同时对第一储能系统和第二储能系统进行充放电控制。

在欠充控制策略为目标控制策略的情况下，控制离网供电系统运行的过程可以参照图6所示实现。

S500、获取离网供电系统的发电总功率和用电总功率。

可选的，S500的可选实现方式可以参照图3所示实施例中S200中对应的内容，此处不再赘述。

S510、判断发电总功率是否大于用电总功率，若是，执行S520。

可选的，S510的可选实现方式可以参照图3所示实施例中S210中对应的内容，此处一步赘述。

如果发电总功率等于用电总功率，则不需进行进一步的处理，维持系统当前运行状态即可，如果发电总功率小于用电总功率则降低用电负载的用电负荷，需要说明的是，由于制氢负荷属于特殊的用电负荷，因此，在降低用电负荷的过程中，应优先降低制氢功率，即降低制氢负荷，然后再逐步降低系统所连接的其他用电负荷。

S520、判断制氢系统的氢气储量是否大于等于第三氢储量阈值，若否，执行S530，若是，执行S540。

S530、控制充电系统停机，并降低制氢系统的制氢功率。

在制氢系统的氢气储量小于第三氢储量阈值的情况下，优先控制充电系统停机，减少用电功率的总量，同时，逐步降低制氢系统的制氢功率，直至将制氢功率降低为零值。

S540、判断第一储能系统的电池状态值和第二储能系统的电池状态值是否均小于第四电池状态阈值，若是，执行S550。

在制氢系统的氢气储量大于等于第三氢储量阈值的情况下，进一步判断第一储能系统的电池状态值和第二储能系统的电池状态值与第四电池状态阈值的大小关系。需要说明的是，在本实施例中，第四电池状态阈值需要取较小的值，小于前述任意一个电池状态阈值，比如，可以取2％，如果储能系统的电池状态值小于第四电池状态阈值，则说明储能系统的电量已经非常低了，继续充电。

如果第一储能系统和第二储能系统中至少一个储能系统的电池状态值大于第四电池状态阈值，则增大电池状态值大于第四电池状态阈值的储能系统的放电功率。

S550、控制制氢系统和充电系统停机，并按照发电总功率对第一储能系统和第二储能系统充电。

在制氢系统的氢气储量大于等于第三氢气储量阈值，且第一储能系统和第二储能系统的电池状态值均小于第四电池状态阈值的情况下，控制制氢系统和充电系统停机，按照发电总功率对第一储能系统和第二储能系统充电，即将发电系统的全部功率用于对储能系统进行充电。

综合上述控制过程可以看出，在欠充控制策略中，虽然也是按照优先级由高到低的顺序控制制氢系统、第一储能系统、第二储能系统和充电系统的供电过程，但是，与前述实施例不同的是，本实施例中第一储能系统和第二储能系统的优先级高于制氢系统的优先级，制氢系统的优先级高于充电系统的优先级。

结合上述各个实施例提供的控制方法可以看出，本发明针对包括两个储能系统的离网供电系统所提供的控制方法，不仅可以满足离网供电系统的不同供电需求，对离网供电系统的运行进行更为准确的控制，解决现有技术中缺乏控制方法的问题，进一步的，通过对第一储能系统和第二储能系统的分别控制，使得第一储能系统和第二储能系统发挥了不同的功能，第一储能系统主要用于为用电负载供电，所以在充放电控制过程中，第一储能系统的优先级高于第二储能系统，而第二储能系统则主要用户稳定直流母线的电压，在控制过程中，维持第二储能系统的SOC至在合理区间，能够稳定输出电压即可，因此其优先级较低，通过第一储能系统和第二储能系统的配合，有效提高离网供电系统的运行稳定性。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

一种离网供电系统控制方法，其特征在于，应用于包括多个子系统的离网供电系统，且所述多个子系统包括第一储能系统和第二储能系统，所述方法包括：

获取第一目标参数和第二目标参数；

其中，所述第一目标参数表征所述第一储能系统的运行状态，所述第二目标参数表征所述第二储能系统的运行状态；

根据所述第一目标参数和所述第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略；

其中，所述预设控制策略包括所述离网供电系统中各子系统的供电优先级；

按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行。
根据权利要求1所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述第一目标参数包括所述第一储能系统的电池状态值，所述第二目标参数包括所述第二储能系统的电池状态值；

所述多个预设控制策略包括过充控制策略、欠充控制策略和平衡控制策略；

所述根据所述第一目标参数和所述第二目标参数，在多个预设控制策略中确定目标控制策略，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于第一电池状态阈值，确定所述过充控制策略为目标控制策略；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均小于第二电池状态阈值，确定所述欠充控制策略为目标控制策略；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值中的至少一个，大于等于所述第二电池状态阈值且小于等于所述第一电池状态阈值，确定所述平衡控制策略为目标控制策略。
根据权利要求2所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述多个子系统还包括制氢系统；

在所述过充控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括：

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

若所述发电总功率大于所述用电总功率，按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程；

其中，所述制氢系统的优先级高于所述第一储能系统的优先级，所述第一储能系统的优先级高于所述第二储能系统的优先级。
根据权利要求3所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程，包括：

判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若可以增大所述制氢功率，增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述制氢功率，增大所述第一储能系统或所述第二储能系统的充电功率。
根据权利要求4所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值中的至少一个小于第三电池状态阈值，

且所述制氢系统的氢气储量小于第一氢储量阈值，

且所述制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，判定可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于等于所述第三电池状态阈值，

或者，所述氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值，

或者，所述当前制氢功率大于等于所述制氢功率阈值，判定不可以增大所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第三电池状态阈值大于所述第一电池状态阈值。
根据权利要求5所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，包括：

增大所述制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，直至所述制氢功率达到所述制氢功率阈值或者所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率降为零值。
根据权利要求5所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述多个子系统还包括发电系统，所述方法还包括：

在所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均大于等于所述第三电池状态阈值的情况下，降低所述发电系统的发电功率；

在所述氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值的情况下，控制所述制氢系统停止运行。
根据权利要求5所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述增大所述第一储能系统或所述第二储能系统的充电功率，包括：

判断是否可以增大所述第一储能系统的充电功率；

若可以增大所述第一储能系统的充电功率，增大所述第一储能系统的充电功率并降低所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述第一储能系统的充电功率，判断是否可以增大所述第二储能系统的充电功率；

若可以增大所述第二储能系统的充电功率，增大所述第二储能系统的充电功率。
根据权利要求8所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述判断是否可以增大所述第一储能系统的充电功率，包括：

若所述第一储能系统的电池状态值小于所述第三电池状态阈值，且所述第一储能系统的当前充电功率小于充电功率阈值，判定可以增大所述第一储能系统的充电功率；

若所述第一储能系统的电池状态值大于等于所述第三电池状态阈值，或者，所述第一储能系统的当前充电功率大于等于所述充电功率阈值，判定不可以增大所述第一储能系统的充电功率。
根据权利要求2所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述多个子系统还包括制氢系统；

在所述平衡控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括:

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

若所述发电总功率大于所述用电总功率，按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程；

其中，所述制氢系统的优先级高于所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级，所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级相同。
根据权利要求10所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统和所述第二储能系统的供电过程，包括：

判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若可以增大所述制氢功率，增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率；

若不可以增大所述制氢功率，按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电。
根据权利要求11所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述判断是否可以增大所述制氢系统的制氢功率，包括：

若所述制氢系统的氢气储量小于第二氢储量阈值且所述制氢系统的当前制氢功率小于制氢功率阈值，判定可以增大所述制氢系统的制氢功率；

若所述制氢系统的氢气储量大于等于第一氢储量阈值或所述制氢系统的当前制氢功率达到所述制氢功率阈值，判定不可以增大所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第二氢储量阈值小于所述第一氢储量阈值。
根据权利要求12所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，包括：

增大所述制氢系统的制氢功率并降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率，直至所述制氢功率达到所述制氢功率阈值或者所述第一储能系统和所述第二储能系统的充电功率降为零值。
根据权利要求12所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于等于所述第一氢储量阈值，控制所述制氢系统停机，并按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电；

若所述制氢系统的氢气储量大于等于所述第二氢储量阈值且小于所述第一氢储量阈值，按照预设充电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替充电；

并且，处于充电状态的储能系统的充电功率与所述制氢系统的制氢功率相同。
根据权利要求10所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，若所述发电总功率小于所述用电总功率，降低所述制氢系统的制氢功率；

按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述发电总功率等于所述用电总功率，维持所述离网供电系统的当前运行状态。
根据权利要求15所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于第二氢储量阈值，降低所述制氢系统的制氢功率至零值，并按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述制氢系统的氢气储量小于等于所述第二氢储量阈值，且大于等于第三氢储量阈值，按照预设比例降低所述制氢系统的制氢功率，并按照预设放电间隔控制所述第一储能系统和所述第二储能系统交替放电；

若所述制氢系统的氢气储量小于所述第三氢储量阈值，降低所述第一储能系统和所述第二储能系统的放电功率至零值，并降低所述制氢系统的制氢功率；

其中，所述第三氢储量阈值小于所述第二氢储量阈值，所述预设比例大于零。
根据权利要求2所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述多个子系统还包括制氢系统和充电系统；

在所述欠充控制策略为目标控制策略情况下，所述按照所述目标控制策略控制所述离网供电系统运行，包括:

获取所述离网供电系统的发电总功率和用电总功率；

若所述发电总功率大于所述用电总功率，按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述充电系统的供电过程；

其中，所述第一储能系统和所述第二储能系统的优先级高于所述制氢系统的优先级，所述制氢系统的优先级高于所述充电系统的优先级。
根据权利要求17所述的离网供电系统控制方法，其特征在于，所述按照优先级由高到低的顺序控制所述制氢系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统和所述充电系统的供电过程，包括：

若所述制氢系统的氢气储量大于等于第三氢储量阈值，控制所述充电系统停机；

降低所述制氢系统的制氢功率；

若所述制氢系统的氢气储量小于所述第三氢储量阈值，且所述第一储能系统的电池状态值和所述第二储能系统的电池状态值均小于第四电池状态阈值，控制所述制氢系统和所述充电系统停机；

按照所述发电总功率对所述第一储能系统和所述第二储能系统充电。
一种离网供电系统，其特征在于，包括：发电系统、制氢系统、充电系统、第一储能系统、第二储能系统、直流母线、交流母线和控制器，其中，

所述发电系统的输出端与所述直流母线相连；

所述制氢系统的直流输入端、所述第一储能系统的直流连接端、所述第二储能系统的直流连接端分别与所述直流母线相连；

所述第一储能系统的交流连接端与所述交流母线相连；

所述制氢系统的交流输入端和所述充电系统分别与所述交流母线相连；

所述控制器分别与所述发电系统、所述制氢系统、所述充电系统、所述第一储能系统、所述第二储能系统相连；

所述控制器执行权利要求1-18任一项所述的离网供电系统控制方法。
根据权利要求19所述的离网供电系统，其特征在于，所述发电系统包括光伏发电系统。