一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统

技术领域

本发明涉及共享直流母线控制技术领域，特别涉及一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统。

背景技术

随着电动汽车大量普及，充电站成为产业发展的重点。光储充检系统的发展，能够解决电动汽车充电问题，并且集光伏清洁能源利用、能量管理系统于一体，节能减排、低碳环保。而共享直流母线光储充检系统的架构，能够提高维护性的同时，优化效率，提供能量利用。

目前的设计方案是在储能系统中储能电柜与DC/DC(或称DCDC)组成子系统建立母线电压，由这样的设计方案建立的母线电压形式较单一，若电柜无法使用，则没有办法让系统正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，解决现有系统中由储能电柜与DCDC建立母线电压，导致系统运行不够稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种共享直流母线的控制方法，包括步骤：

S1、采集PCS的状态信息以及各个储能电柜的电池SOC，所述PCS用于连接共享直流母线和电网，至少两个储能电柜中每个储能电柜均通过一DCDC和继电器与所述共享直流母线连接；

S2、根据所述状态信息判断所述PCS是否工作正常，若所述PCS工作正常，则由所述PCS恒功率输出电压，建立共享直流母线的母线电压；

否则控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压；

S3、根据各个所述储能电柜的电池SOC，进行能量调动控制。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种共享直流母线的控制终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述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上所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种共享直流母线系统，包括电网、PCS、共享直流母线以及至少两个的供电子系统；

所述供电子系统包括DCDC和储能电柜，所述储能电柜通过所述DCDC与所述共享直流母线连接；

所述共享直流母线通过PCS与电网连接；

所述共享直流母线系统实现以上所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

本发明的有益效果在于：本发明的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，接入电网和储能电柜，可由电网或电柜建立共享直流母线的母线电压，实现多形式建立母线电压；同时，对接入的储能电柜数量进行了拓展，可以优化电池容量，实现大容量电柜和小容量电柜兼并使用，通过能量调度，能够开源节流节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例的一种共享直流母线的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种共享直流母线的控制终端的结构图；

图3为本发明实施例的一种共享直流母线系统的架构示例图；

标号说明：

1、一种共享直流母线的控制终端；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以及图2，一种共享直流母线的控制方法，包括步骤：

S1、采集PCS的状态信息以及各个储能电柜的电池SOC，所述PCS用于连接共享直流母线和电网，至少两个储能电柜中每个储能电柜均通过一DCDC和继电器与所述共享直流母线连接；

S2、根据所述状态信息判断所述PCS是否工作正常，若所述PCS工作正常，则由所述PCS恒功率输出电压，建立共享直流母线的母线电压；

否则控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压；

S3、根据各个所述储能电柜的电池SOC，进行能量调动控制。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，接入电网和储能电柜，可由电网或电柜建立共享直流母线的母线电压，实现多形式建立母线电压；同时，对接入的储能电柜数量进行了拓展，可以优化电池容量，实现大容量电柜和小容量电柜兼并使用，通过能量调度，能够开源节流节约成本。

进一步的，步骤S2具体为：

根据所述状态信息判断所述PCS是否工作正常，若所述PCS工作正常，则由所述PCS恒功率输出电压，建立共享直流母线的母线电压，或控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压；

否则控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压。

由上述描述可知，外部电网正常PCS正常运行，也可控制BMS子系统前维护继电器吸合，由子系统建立共直流母线，PCS再并上共直流母线。

进一步地，所述共享直流母线还与光伏发电系统连接；

步骤S3包括步骤：

实时检测是否存在电池SOC低于预设的低电量阈值的第一储能电柜，若存在所述第一储能电柜，则判断是否存在电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜，若是则执行步骤A1，否则执行步骤A2；

A1、选取电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜中，电池SOC最高的第二储能电柜为所述第一储能电柜充电，直至所述第一储能电柜的电池SOC补充至预设的稳定阈值，或所述第二储能电柜的电池SOC放电至所述稳定阈值；

A2、控制光伏系统为所述第一储能电柜进行充电。

由上述描述可知，通过储能电柜的能量调度以及光伏补充，使各储能电柜的电池SOC尽可能维持在预设的稳定阈值之上，保证各储能电柜的电池SOC能够支撑重要负载，避免高电量储能电柜故障后只余低电量的储能电柜工作，导致储能电柜的电量难以支撑重要负载。负载包括一般负载和重要负载，由用户预先定义。

进一步地，所述共享直流母线还通过DCDC与充电桩连接；

步骤A2包括步骤：

A21、获取光伏发电信息，判断光伏发电功率是否大于预设的功率阈值，若是则控制所述光伏系统为所述第一储能电柜进行充电，否则进入步骤A22；

A22、通过充电桩控制开启V2G功能的车辆的电池放电，与所述储能电柜一同供给负载用电。

由上述描述可知，负载包括一般负载和重要负载，由用户预先定义。考虑光伏系统因天气原因难以供电的情况下，则通过开启V2G功能的车辆的电池放电，为储能电柜分担一般负载用电，使储能电柜能够支持重要负载负载更久的时间。

进一步地，所述共享直流母线还与光伏发电系统连接，且通过DCDC与充电桩连接；

步骤S3还包括步骤：

获取地区峰谷电时段信息，若当前处于峰电时段，则：

优先由电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜为存在充电需求的车辆供电，仅在所述储能电柜的电池SOC消耗至预设的低电量阈值，使所述储能电柜进入充电状态；

通过充电桩控制开启V2G功能的车辆的电池优先为存在充电需求的车辆供电，其次为所述储能电柜充电；

控制光伏系统优先为存在充电需求的车辆供电，其次为所述储能电柜充电；

仅在光伏发电低于预设的功率阈值，无车辆通过V2G功能供电且各个所述储能电柜的电池SOC均低于所述低电量阈值时，则由电网为存在充电需求的车辆供电；

若当前处于谷电时段，则：

直接向电网取电为存在充电需求的车辆供电，光伏系统和开启V2G功能的车辆的电池优先为各个所述储能电柜进行充电，并在各个储能电柜满电后，为存在充电需求的车辆供电。

由上述描述可知，结合地区峰谷电时段信息、光伏以及车辆V2G功能进行能量调度，以最小化成本。

请参照图2，一种共享直流母线的控制终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述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上所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，接入电网和储能电柜，可由电网或电柜建立共享直流母线的母线电压，实现多形式建立母线电压；同时，对接入的储能电柜数量进行了拓展，可以优化电池容量，实现大容量电柜和小容量电柜兼并使用，通过能量调度，能够开源节流节约成本。

请参照图3，一种共享直流母线系统，包括电网、PCS、共享直流母线以及至少两个的供电子系统；

所述供电子系统包括DCDC和储能电柜，所述储能电柜通过所述DCDC与所述共享直流母线连接；

所述共享直流母线通过PCS与电网连接；

所述共享直流母线系统实现以上所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，接入电网和储能电柜，可由电网或电柜建立共享直流母线的母线电压，实现多形式建立母线电压；同时，对接入的储能电柜数量进行了拓展，可以优化电池容量，实现大容量电柜和小容量电柜兼并使用，通过能量调度，能够开源节流节约成本。

进一步地，所述共享直流母线与光伏系统连接，并通过DCDC与充电桩连接。

由上述描述可知，结合光伏系统以及充电桩车辆V2G，优化能量调度。

本发明的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，适用于光储充检站直流母线的建立以及调度控制。

请参照图1和图3，本发明的实施例一为：

一种共享直流母线的控制方法，包括步骤：

S1、采集PCS的状态信息以及各个储能电柜的电池SOC，所述PCS用于连接共享直流母线和电网，至少两个储能电柜中每个储能电柜均通过一DCDC和继电器与所述共享直流母线连接。

本实施例中，EMS巡回整个系统数据，采集PCS状态及电池SOC。

S2、根据所述状态信息判断所述PCS是否工作正常，若所述PCS工作正常，则由所述PCS恒功率输出电压，建立共享直流母线的母线电压；

否则控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压；

步骤S2具体为：

根据所述状态信息判断所述PCS是否工作正常，若所述PCS工作正常，则由所述PCS恒功率输出电压，建立共享直流母线的母线电压，或控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压；

否则控制继电器闭合，由储能电柜建立共享直流母线的母线电压。

本实施例中，在外部电网正常PCS无故障情况下，PCS恒功率输出电压，建立母线电压，BMS子系统(DCDC+储能电柜)前维护继电器吸合，子系统并上共直流母线。外部电网正常PCS正常运行的情况下，也可控制BMS子系统前维护继电器吸合，由子系统建立共直流母线，PCS再并上共直流母线。而外部电异常PCS检测为故障时，则要由BMS子系统建立母线电压。外部电异常PCS故障，系统巡回所有电池SOC，检测到BMS子系统都能运行，吸合维护继电器，建立母线电压。

本实施例中，在母线电压建立后，若某个子系统BMS需要检修时，可单独断开此子系统的维护继电器，系统也能正常运行。

S3、根据各个所述储能电柜的电池SOC，进行能量调动控制。

请参照图1和图3，本发明的实施例二为：

一种共享直流母线的控制方法，与实施例一的区别在于，所述共享直流母线还与光伏发电系统连接，且通过DCDC与充电桩连接；

步骤S3包括步骤：

实时检测是否存在电池SOC低于预设的低电量阈值的第一储能电柜，若存在所述第一储能电柜，则判断是否存在电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜，若是则执行步骤A1，否则执行步骤A2；

A1、选取电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜中，电池SOC最高的第二储能电柜为所述第一储能电柜充电，直至所述第一储能电柜的电池SOC补充至预设的稳定阈值，或所述第二储能电柜的电池SOC放电至所述稳定阈值。

本实施例中，建立母线电压后，系统处于后备运行模式，此时子系统优先为重要负载供电(负载功率＜100kW，后备运行仅为重要负载供电)。

本实施例中，负载包括一般负载和重要负载，由用户预先定义。一般而言，比如消防电源、应急电源、精密设备电源等定义为重要负载，其他普通的用电设备，或者停电影响不大的设备定义为一般负载。本发明提供重要负载、一般负载供电接口，根据系统电量状态，对重要负载、一般负载的供电接口采取不同的控制策略。

本实施例中，子系统SOC低电量阈值设为30％，高电量阈值设为60％，稳定阈值设为50％，在其他等同实施例中，低电量阈值、高电量阈值以及稳定阈值可以根据需求调整。低电量阈值<稳定阈值<高电量阈值。

本实施例中，若BMS子系统中有电池SOC低于30％，进行第一后备梯队流程：巡查其他BMS子系统的SOC，高于60％时允许系统控制此BMS子系统放电，控制剩余电量最高为低电量子系统充电(充电电流3.2A)，至50％停止放电，其余子系统为重要负载供电。

通过第一后备梯队流程的不断执行，可进行充电的子系统SOC都到达50％(确保子系统余电支撑重要负载)，若此时低电量子系统SOC还未到达50％，将进行第二后备梯队流程。

A2、控制光伏系统为所述第一储能电柜进行充电；

步骤A2包括步骤：

A21、获取光伏发电信息，判断光伏发电功率是否大于预设的功率阈值，若是则控制所述光伏系统为所述第一储能电柜进行充电，否则进入步骤A22；

A22、通过充电桩控制开启V2G功能的车辆的电池放电，与所述储能电柜一同供给负载用电。

本实施例中，第二后备梯队流程：光伏发电为子系统补充剩余电量。

在此基础上，若光伏发电小于5kW(光伏发电设有运行模式，雨天及极端天气，切断光伏发电，保证系统绝缘)，此时仍有子系统SOC低于50％，系统判定进行第三后备梯队流程：V2G功能利用，通过双向充电桩，控制车辆电池放电为负载(包括一般负载及重要负载)供电，同时调节子系统放电电流。(减小放电电流，使子系统维持时间更久)。若V2G放电截止，系统将利用子系统剩余电量维持重要负载，断开其他连接。

本实施例中，预设的功率阈值为5kW，在其他等同实施例中可根据实际需求调整。

请参照图1和图3，本发明的实施例三为：

一种共享直流母线的控制方法，与实施例一或二的区别在于，所述共享直流母线还与光伏发电系统连接，且通过DCDC与充电桩连接；

步骤S3还包括步骤：

获取地区峰谷电时段信息，若当前处于峰电时段，则：

优先由电池SOC高于预设的高电量阈值的所述储能电柜为存在充电需求的车辆供电，仅在所述储能电柜的电池SOC消耗至预设的低电量阈值，使所述储能电柜进入充电状态；

通过充电桩控制开启V2G功能的车辆的电池优先为存在充电需求的车辆供电，其次为所述储能电柜充电；

控制光伏系统优先为存在充电需求的车辆供电，其次为所述储能电柜充电；

仅在光伏发电低于预设的功率阈值，无车辆通过V2G功能供电且各个所述储能电柜的电池SOC均低于所述低电量阈值时，则由电网为存在充电需求的车辆供电。

本实施例中，建立母线电压后，系统正常运行，系统处于能量优化模式，电网给负载正常供电，同时系统根据地区峰谷电时段，进行控制能量调动。若为峰电时，第一等级：系统中的电量优先为车辆充电。巡查BMS子系统的SOC，高于60％时允许系统控制此BMS子系统放电，为车辆进行充电。SOC低于30％，停止放电，转为充电。且检测到有车辆V2G放电，放出的电优先给其他车辆充电，其次为子系统充电。光伏发电为车辆充电，若无车辆需充电，为子系统充电。第二等级：光伏发电小于5kW(光伏发电设有运行模式，雨天及极端天气发电较少，切断光伏发电，保证系统绝缘)、无V2G放电、子系统电量均低于30％，电网给车辆充电。

若当前处于谷电时段，则：

直接向电网取电为存在充电需求的车辆供电，光伏系统和开启V2G功能的车辆的电池优先为各个所述储能电柜进行充电，并在各个储能电柜满电后，为存在充电需求的车辆供电。

本实施例中，若为平电、谷电时，电网直接为车辆供电。光伏发电优先为子系统补电，电池满电情况再为车辆充电，车辆V2G放电同理。

请参照图2，本发明的实施例四为：

一种共享直流母线的控制终端1，包括处理器2、存储器3以及存储在所述存储器3中并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以上实施例一至三所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

请参照图1和图3，本发明的实施例五为：

一种共享直流母线系统，包括电网、PCS、共享直流母线以及至少两个的供电子系统；

所述供电子系统包括DCDC和储能电柜，所述储能电柜通过所述DCDC与所述共享直流母线连接；

所述共享直流母线通过PCS与电网连接；

此外，所述共享直流母线还与光伏系统连接，并通过DCDC与充电桩连接。

所述共享直流母线系统实现以上实施例一至三所述的一种共享直流母线的控制方法中的步骤。

综上所述，本发明提供的一种共享直流母线的控制方法、终端和共享直流母线系统，接入电网和储能电柜，可由电网或电柜建立共享直流母线的母线电压，实现多形式建立母线电压；同时，对接入的储能电柜数量进行了拓展，可以优化电池容量，实现大容量电柜和小容量电柜兼并使用，通过能量调度，能够开源节流节约成本。

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。