[发明专利]一种光伏储能系统能量管理控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏储能联合系统技术领域，更具体地，涉及一种适用于光伏发电系统的能量管理控制方法。

背景技术

由于太阳能资源储量丰富、分布广泛且经济环保，光伏发电技术在近年来得到迅猛发展。光伏电池转换效率不断提高，生产成本不断下降，使得光伏发电将在能源、环境和人类社会未来发展中占据重要地位。但是由于光伏发电的波动性、随机性及间歇性等特性，使其出力不稳定且受环境因素影响较大。特别是在高渗透率光伏接入情况下，其对电网的安全稳定运行和控制带来的问题日益明显。

为了解决上述问题，通常采取在光伏发电系统中引入储能装置。通过合理的储能控制方法，根据系统状态动态地对储能装置充放电进行控制，以平衡电网能量，优化系统运行。储能装置不仅可以平抑光伏电池出力波动，用作备用电源和能量缓冲装置，同时还可以提高光伏容量渗透率水平和利用率水平，优化光伏发电的经济性，并提高整个光伏发电系统的稳定性。合理的储能配置及其控制方法对高渗透率下的光伏储能联合系统的稳定优化运行具有重要意义。

现阶段光伏储能联合系统技术，多集中在联合发电系统的拓扑结构和潮流定向控制，以及光伏最大功率跟踪及并网控制策略方面。现有的基于混合储能的储能充放电控制方法，在系统不同运行状态下合理安排不同储能进行充放电。该方法只限于储能的集中控制，未考虑混合储能装置的配置方式，不能根据不同的控制目标，灵活地安排不同储能装置进行充放电，其控制电路复杂且可操作性不高，控制效率低下，难以有效优化系统运行。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光伏储能系统能量管理控制方法，其目的在于便捷、有效地对光伏储能系统进行全局控制和局部控制，简化控制电路及控制过程，提高控制效率。本发明的方法可用图1所示框图来简要表示。

本发明提出的一种光伏储能系统能量管理控制方法，包括光伏储能系统配置方法、集中储能控制方法和分布式储能控制方法，其中：

所述光伏储能系统配置方法为：每台光伏发电装置配置一组储能装置，构成一个光储单元；多个光储单元与一条直流母线连接，各直流母线通过变流器与交流母线连接，交流母线经变压器，与区域配电网连接；集中储能系统和分布式储能系统互不相连，分别通过变流器与交流母线相连；所述集中储能系统是指集中储能区的储能装置串并联形成的储能系统，所述分布式储能系统则是指分布在集中储能区之外的各处单个储能装置；

所述集中储能系统控制方法为：当光伏储能系统中光伏发电装置整体出力大于总负荷时，集中储能系统对储能装置进行充电；当全部储能装置达到最大荷电状态，将多余的光伏出力电能向光伏储能系统外输送；当光伏发电装置整体出力小于负荷时，集中储能系统放电；当全部储能装置达到最小荷电状态，从外部向光伏储能系统送入电能。采用该方法，可以平衡系统功率，减少负荷峰谷差，提高光伏利用率。

所述分布式储能系统控制方法为：当某光伏发电装置的输出功率高于其平均值时，其相应的储能装置充电，吸收该光伏发电装置输出功率；当某光伏发电装置的输出功率低于其平均值时，其相应的储能装置放电，补充该光伏发电装置输出功率。采用该方法，可减小光伏出力波动。

本发明所述的光伏发电装置，指一个最小可控制的光伏阵列。

进一步的，所述集中储能系统采用蓄电池组为储能装置；所述分布式储能系统采用超级电容器组为储能装置。采用该配置方案，兼顾了响应速度与配置成本要求。

进一步的，所述集中储能系统中的储能装置是分组连接的，储能装置的充放电根据其荷电状态分组进行；荷电状态越高的储能装置组，充电时间越少，放电时间越长；荷电状态越低的储能装置组，充电时间越长，放电时间越短。

进一步的，所述能量管理控制方法中，所述集中储能装置为蓄电池，分底层、中层和顶层控制，其中：底层控制管理单体蓄电池电压采集、多点温度采集、蓄电池均衡控制功能；中层控制管理单个蓄电池组中的全部蓄电池，同时负责蓄电池组的总电压采集、充放电电流采集、漏电检测、故障报警，荷电状态计算，与底层控制协同完成该蓄电池组的均衡控制；顶层控制管理集中储能系统中的全部蓄电池组，通过收集各组蓄电池的数据信息，对集中储能系统的信息进行统计、分析和处理。采用该方法，可解决控制数据计算量和通信量大的问题，提高控制效率。