一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法及终端

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，特别涉及一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法及终端。

背景技术

共享式直流母线储能系统由两个及以上的储能子系统组成,每个子系统由1个电柜、1台DC/DC、1台PCS和EMS系统组成。单个储能子系统的直流母线电压由DC/DC升压建立，通过下垂控制策略维持直流母线电压。所有的储能子系统的直流母线都并联在同一条直流母线上，储能子系统的能量调度由EMS控制，共享式直流母线储能系统有一个总的控制终端，可以与所有储能子系统的EMS进行通讯交互，指令下发。

但共享式直流母线储能系统的直流母线电压是由DC/DC通过下垂控制策略维持的，需要电柜输出能量维持直流母线，导致即使是储能系统在待机的时候，电柜也会不断放电，造成共直流母线储能系统的功耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法及终端，降低共直流母线储能系统的运行功率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，包括步骤：

S1、判断交流发电系统是否输出功率，若是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；

S2、判断各个台区是否存在交流发电系统的输出功率不足以支撑所在台区的负载，若是，则调度具有冗余的台区补偿不足的台区，并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线；

S3、判断是否有台区处于重载状态，若是则调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区，并仅开启一个台区的储能子系统维持直流母线；判断是否电网的输出功率是否大于电网额定输出功率的第一设定倍数，若是则采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种新型的共直流母线储能系统降功耗终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、判断交流发电系统是否输出功率，若是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；

S2、判断各个台区是否存在交流发电系统的输出功率不足以支撑所在台区的负载，若是，则调度具有冗余的台区补偿不足的台区，并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线；

S3、判断是否有台区处于重载状态，若是则调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区，并仅开启一个台区的储能子系统维持直流母线；判断是否电网的输出功率是否大于电网额定输出功率的第一设定倍数，若是则采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率。

本发明的有益效果在于：一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，其采用了尽可能少的储能子系统维持、补偿和消纳直流母线，从而在不影响储能系统策略运行的前提下，降低了共享式直流母线储能系统维持直流母线的功耗，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

附图说明

图1为本发明实施例的共直流母线储能系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的控制终端的通信结构示意图；

图3为本发明实施例的一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的一种新型的共直流母线储能系统降功耗终端的结构示意图。

标号说明：

1、一种新型的共直流母线储能系统降功耗终端；2、处理器；3、存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，包括步骤：

S1、判断交流发电系统是否输出功率，若是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；

S2、判断各个台区是否存在交流发电系统的输出功率不足以支撑所在台区的负载，若是，则调度具有冗余的台区补偿不足的台区，并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线；

S3、判断是否有台区处于重载状态，若是则调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区，并仅开启一个台区的储能子系统维持直流母线；判断是否电网的输出功率是否大于电网额定输出功率的第一设定倍数，若是则采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，其采用了尽可能少的储能子系统维持、补偿和消纳直流母线，从而在不影响储能系统策略运行的前提下，降低了共享式直流母线储能系统维持直流母线的功耗，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

进一步地，所述判断是否有台区处于重载状态具体是判断是否有半数或半数以下的台区的负载功率之和是其余台区的负载功率之和的两倍或两倍以上，若是则判断所述负载功率之和是其余台区的负载功率之和的两倍或两倍以上的台区处于重载状态，其余台区处于轻载状态。

由上述描述可知，实现了对各个台区重载和轻载的判断。

进一步地，步骤S3中，所述调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区具体是：

所述处于重载状态的台区从直流母线取电；

所述处于轻载状态的台区向直流母线输入功率P

式中，P

所述采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率具体包括：

获取补偿电网所需的总功率P

判断SOC值最大的储能子系统允许放电功率是否大于P

由上述描述可知，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

进一步地，所述并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线，具体是仅开启SOC值最大的台区的储能子系统维持直流母线；

若单个储能子系统的运行放电功率大于需要补偿的功率，则仅开启SOC值最大的储能子系统进行补偿，否则开启SOC最大的两个储能子系统进行组合补偿；

若单个储能子系统的运行充电功率大于需要消纳的功率，则仅开启SOC值最小的储能子系统进行补偿，否则开启SOC最小的两个储能子系统进行组合消纳。

由上述描述可知，实现了开启所需最少储能子系统补偿、消纳或维持直流母线。

进一步地，当共享式直流母线储能系统进入待机，则判断各个台区的储能子系统的SOC大小，选择SOC最大的储能子系统维持直流母线电压，关闭其余台区的储能子系统；

当维持直流母线电压的台区SOC降低到设定低电量时，将剩余台区中SOC最大的储能子系统唤醒，接替当前的储能子系统维持直流母线电压；

若共享式直流母线储能系统里所有的台区SOC都降低到了设定低电量，控制终端开启强制补电模式，将所有储能子系统都补电到设定补电电量后，停止补电。

由上述描述可知，留存一定的电量维持直流母线，且留有一定的余量进行光伏功率的消纳。

一种新型的共直流母线储能系统降功耗终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、判断交流发电系统是否输出功率，若是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；

S2、判断各个台区是否存在交流发电系统的输出功率不足以支撑所在台区的负载，若是，则调度具有冗余的台区补偿不足的台区，并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线；

S3、判断是否有台区处于重载状态，若是则调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区，并仅开启一个台区的储能子系统维持直流母线；判断是否电网的输出功率是否大于电网额定输出功率的第一设定倍数，若是则采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，其采用了尽可能少的储能子系统维持、补偿和消纳直流母线，从而在不影响储能系统策略运行的前提下，降低了共享式直流母线储能系统维持直流母线的功耗，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

进一步地，所述判断是否有台区处于重载状态具体是判断是否有半数或半数以下的台区的负载功率之和是其余台区的负载功率之和的两倍或两倍以上，若是则判断所述负载功率之和是其余台区的负载功率之和的两倍或两倍以上的台区处于重载状态，其余台区处于轻载状态。

由上述描述可知，实现了对各个台区重载和轻载的判断。

进一步地，步骤S3中，所述调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区具体是：

所述处于重载状态的台区从直流母线取电；

所述处于轻载状态的台区向直流母线输入功率P

式中，P

所述采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率具体包括：

获取补偿电网所需的总功率P

判断SOC值最大的储能子系统允许放电功率是否大于P

由上述描述可知，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

进一步地，所述并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线，具体是仅开启SOC值最大的台区的储能子系统维持直流母线；

若单个储能子系统的运行放电功率大于需要补偿的功率，则仅开启SOC值最大的储能子系统进行补偿，否则开启SOC最大的两个储能子系统进行组合补偿；

若单个储能子系统的运行充电功率大于需要消纳的功率，则仅开启SOC值最小的储能子系统进行补偿，否则开启SOC最小的两个储能子系统进行组合消纳。

由上述描述可知，实现了开启所需最少储能子系统补偿、消纳或维持直流母线。

进一步地，当共享式直流母线储能系统进入待机，则判断各个台区的储能子系统的SOC大小，选择SOC最大的储能子系统维持直流母线电压，关闭其余台区的储能子系统；

当维持直流母线电压的台区SOC降低到设定低电量时，将剩余台区中SOC最大的储能子系统唤醒，接替当前的储能子系统维持直流母线电压；

若共享式直流母线储能系统里所有的台区SOC都降低到了设定低电量，控制终端开启强制补电模式，将所有储能子系统都补电到设定补电电量后，停止补电。

由上述描述可知，留存一定的电量维持直流母线，且留有一定的余量进行光伏功率的消纳。

本发明用于共直流母线储能系统，以降低其运行时的功耗。

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：

一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，请参照图1，系统整体分为多个台区，每个台区均包括一个储能子系统、一个负载和一个交流发电系统，每个台区均单独连接至电网以取电供给负载，储能子系统包括储能电池和DC/DC，储能电池均经DC/DC连接至交流母线，各个台区均包括单独的PCS，以从直流电网上取电供给负载，形成共直流母线储能系统，每个负载的负载功率P

请参照图2，系统整体具有一个控制终端，控制终端连接各个储能子系统以控制器运行。

本实施例中，所述交流发电系统具体是光伏发电系统，系统整体分成4个台区。在其他实施例中，所述交流发电系统还可以是风力发电系统、柴油机发电系统。

本实施例采用互联共济策略进行调度，其可以理解为不同的台区之间在同一条直流母线上，能量相互调度的一个过程，但实现台区间互联共济的前提是直流母线需在线。由于四个台区之间的直流母线是并联在一起，如直流母线没有建立电压，那么台区之间的功率将无法相互调度。

即DC/DC将电柜电压升压到750V建立直流母线电压U

请参照图3，该策略由控制终端制定并下发，其具体包括步骤：

S1、判断交流发电系统是否输出功率，若是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3。

S2、判断各个台区是否存在交流发电系统的输出功率不足以支撑所在台区的负载，若是，则调度具有冗余的台区补偿不足的台区，并开启所需最少子储能系统以维持、消纳或补偿直流母线。

例如，第一台区的P

若P

若P

此外，当前进行光伏消纳的台区在功率消纳的过程中已经到了充满的状态或者允许充电功率小于P消纳，控制终端会切换至剩余三个台区中SOC最低的台区进行光伏消纳，断开当前台区的DC/DC，进入待机。

若SOC最小的那个台区的允许充电功率小于P

同样的，如果出现正在进行光伏消纳的台区出现的电量充满的情况，控制终端启动剩余台区替代该台区，保证P

若P

当为其他台区进行负载功率平衡输出的台区的允许放电功率小于P

若四个台区中，SOC最大的那个台区(剩余电量最大)的允许放电功率小于P

同样的，若出现正在进行负载平衡功率补偿输出的台区出现的电量放空的情况，控制终端启动剩余台区替代该台区，保证P

S3、判断是否有台区处于重载状态，若是则调动轻载台区的电网补偿处于重载状态的台区，并仅开启一个台区的储能子系统维持直流母线；判断是否电网的输出功率是否大于电网额定输出功率的第一设定倍数，若是则采用所需最少的台区的储能子系统补偿电网的输出功率。

具体而言，四个台区无交流发电系统功率输入，则台区负载功率由P

若出现P

控制终端为了平衡四个台区的P

当出现P

当该台区电量不足以维持直流母线或电量即将放空，控制终端切换到剩余台区中SOC较高的台区维持直流母线，该台区DCDC待机。控制终端保证在执行S2的策略时，P储能总功耗始终保持在P

四个台区无光伏功率输入，且台区的总的P

总的功率输出为P

当共享式直流母线储能系统进入待机，则PCS、DCDC全部进入待机状态。控制终端判断当前储能子系统的SOC大小，选择SOC最大(剩余电量最大)的台区维持直流母线电压U

请参照图4，本发明的实施例二为：

一种新型的共直流母线储能系统降功耗终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。

综上所述，本发明提供的一种新型的共直流母线储能系统降功耗方法，其采用了尽可能少的储能子系统维持、补偿和消纳直流母线，从而在不影响储能系统策略运行的前提下，降低了共享式直流母线储能系统维持直流母线的功耗，提高了系统的充放电转换效率，降低了台区的重载率，负载不平衡率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。