[发明专利]应用于光伏储能系统的能量管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏储能领域，尤其涉及一种应用于光伏储能系统内管理能量的方法。

背景技术

光伏储能系统能量管理策略核心目的就是使得整个光伏发电系统能够协调稳定地运行，实现能量的平衡和优化。本系统中包含三个电源，即：光伏组件、锂电池以及电网。要确定系统工况和能量管理策略，首先应该明确能量管理的控制原则，即系统运行过程中能源使用的优先级。考虑到目前越来越多的国家鼓励分布式能源自发自用，遵循这一原则，故将光伏组件作为供电电源选择的第一优先级。在光伏发电量盈余或者不足的情况下，首先由锂电池来实现功率平衡，故锂电池作为供电电源选择的第二优先级。只有当光伏组件和锂电池都达到限制条件时，才将公共电网接入系统，故电网处于供电电源选择的最后的优先级。上述能够管理方法能源利用率低，自动化程度低，不能实现智能化的光伏储能系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种管理科学，运行可靠，能够合理使用电源的管理方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：应用于光伏储能系统的能量管理方法，光伏储能系统中电源包括光伏组件、锂电池和电网，系统工况可分为如下四种包括：

工况1孤岛运行，光伏发电：当光伏组件输出功率大于负载功率且锂电池未充满时，执行此模式；

工况2并网运行，网侧变换器逆变：当光伏组件输出功率大于负载功率，并且锂电池已处于满充状态时，执行此模式；

工况3孤岛运行，电池供电：当光伏组件输出功率不足以给负载供电，且锂电池储存有电量时，执行此模式；

工况4并网运行，网侧变换器整流：当光伏组件输出功率不足以给负载供电，且锂电池电量不足时，执行此模式。

本发明采用自动控制能量管理方法，优先光伏储能系统的接入光伏能量，其次电池，再次电网；提高光能的利用率和自动控制效果。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1光伏储能发电系统框图；

图2为工况1状态下系统框图

图3为工况2状态下系统框图

图4为工况3状态下系统框图

图5为工况4状态下系统框图

图6为系统工况转换图；

图7为工况1与工况3状态之间切换时实验波形图；

具体实施方式

参见图1可知，本系统中包含三个电源：光伏组件、锂电池以及电网。其中光伏组件经光伏测变换器连接直流母线，锂电池经电池侧变换器连接直流母线，直流母线经全桥逆变器连接负载，电网接入负载和全桥逆变器之间的导线上。

光伏侧Boost变换器可以工作在最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)模式和恒压(Constant Voltage，CV)模式；电池侧Buck-Boost变换器可以工作在Boost模式和Buck模式；当其工作在Buck模式时，控制低压侧电压,用于电池放电；当其工作在Boost模式时，控制高压侧电压，用于电池充电。当电网接入光伏储能系统时，全桥逆变器工作在并网模式，当电网断开时，全桥逆变器工作在独立(孤岛)模式。

系统将光伏组件作为供电电源选择的第一优先级，在光伏发电量盈余或者不足的情况下，首先由锂电池来实现功率平衡，锂电池作为供电电源选择的第二优先级，只有当光伏组件和锂电池都达到限制条件时，才将电网处于供电电源选择的最后的优先级。

基于上述原则，根据光伏发电系统是否与电网连接，可以将系统运行模式分为孤岛运行模式和并网运行模式两大类，具体分为四种工况状态，具体如下：

工况1孤岛运行，光伏发电；工况2并网运行，网侧变换器逆变；工况3孤岛运行，电池供电；工况4并网运行，网侧变换器整流。