[发明专利]一种基于户用热电联合供应的能量管理系统及方法

说明书

本发明属于新能源综合利用领域，提供了一种基于户用热电联合供应的能量管理系统及方法，本发明采用以中央控制器为核心，对光伏电池组件、储能系统和蓄热系统进行统一集中控制，实时监测光伏电池组件、储能电池和蓄热体的运行数据，根据监测到的运行数据切换储能系统和蓄热系统的工作模式，可避免储能电池和蓄热体过充、过蓄和过放的问题，延长使用寿命，使系统更安全、高效、经济和可靠的运行，同时还能够最大程度的利用太阳能资源。

技术领域

本发明涉及新能源综合利用领域，尤其涉及一种基于户用热电联合供应的能量管理系统及方法。

背景技术

电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户，为其提供生活所需的电和热。但是在偏远地区，尤其是在牧区，牧民每年都需要从一个牧场远距离迁徙到另外一个牧场，传统的供热方式难以满足其需求。孤网系统能够独立于大电网之外运行，因此，通常采用孤网系统为不能接入电网的边远地区群众和牧民提供生活所需的电和热。

西藏作为国家重要的生态安全屏障，清洁能源的高效开发与利用一直是重大的环保科研问题。近年来，随着太阳能利用技术的逐渐普及和太阳能对环境友好无污染的巨大开发潜力，利用太阳能发电或者供暖已经成为西藏新能源研究的热点。但是，传统的光伏发电系统承受扰动的能力弱，且由于太阳能的能量密度低以及波动性和随机性等特性都增大了孤网系统运行的风险，易导致储能系统和蓄热系统过充、过蓄和过放的问题，从而降低使用寿命，因此，有效的能量管理具有极为重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于户用热电联合供应的能量管理系统及方法，通过在传统的光伏发电系统的基础上加入电热蓄能系统，形成一种能量阶梯利用的能量管理系统，将光伏电池组件的输出平滑分配给储能系统和蓄热系统，避免了储能系统和蓄热系统过充、过蓄和过放的问题，延长使用寿命，使系统更安全、高效、经济和可靠的运行。

第一方面，提供了一种基于户用热电联合供应的能量管理系统，具体包括：

中央控制器；

至少一组光伏电池组件；

用于管理电能的储能系统，包括用于储存电能的储能电池，以及电池管理子系统；

用于管理热能的蓄热系统，包括电热转换装置和蓄热体，所述电热转换装置用于将电能转换为热能，并将转换得到的热能蓄积在所述蓄热体中；

所述光伏电池组件的输出端与所述中央控制器的输入端连接，所述中央控制器的输出端分别连接所述储能电池，以及所述电热转换装置的输入端，所述电热转换装置的输出端连接所述蓄热体，所述中央控制器监测所述光伏电池组件、所述储能电池和所述蓄热体的运行数据，根据监测到的所述运行数据切换所述储能系统和所述蓄热系统的工作模式。

第二方面，提供了一种基于户用热电联合供应的能量管理方法，应用于上述基于户用热电联合供应的能量管理系统，具体包括以下步骤：

步骤一：中央控制器监测所述户用热电联合供应系统的用户负载的实时功率P₁，判断所述实时功率P₁是否小于用户负载的预设功率阈值P_max；

步骤二：若P₁＜P_max时，则读取所述户用热电联合供应系统的运行数据，包括光伏电池组件的输出功率P_v、储能电池的剩余容量SOC值、蓄热体输出功率P_q以及蓄热体温度t_c；