CN110474418B - 直流微电网***及其运行控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种直流微电网***及其运行控制方法和装置，涉及微电网领域。本公开根据直流微电网***的组网方式，并结合逆变器的运行状态，控制储能***工作在电流源模式或电压源模式，以满足不同组网方式下的不同负载的不同用电电压需求。
Description
技术领域
本公开涉及微电网(Micro-Grid)领域，特别涉及一种直流微电网***及其运行控制方法和装置。
背景技术
直流微电网是以直流输电的形式，通过直流母线将微电源连接起来的可控微电网。直流微电网可以为个人用户和企业用户提供高质量的电能。
不同的负载有不同的用电电压需求，例如，需要48V低电压的负载和需要375V或750V高电压的负载。用户希望直流微电网可以兼容各种负载的不同用电电压需求。
发明内容
本公开根据直流微电网***的组网方式，并结合逆变器的运行状态，控制储能***工作在电流源模式或电压源模式，以满足不同组网方式下的不同负载的不同用电电压需求。
本公开的一些实施例提出一种直流微电网***运行控制方法，所述直流微电网***包括储能***，所述方法包括：判断直流微电网***的组网方式；根据所述直流微电网***的组网方式，并结合逆变器的运行状态，控制所述储能***工作在电流源模式或电压源模式。
在一些实施例中，所述控制所述储能***工作在电流源模式或电压源模式包括：在所述直流微电网***处于串联组网方式下，判断逆变器是否接管直流母线，如果逆变器接管直流母线，控制所述储能***工作在电流源模式，如果逆变器未接管直流母线，控制所述储能***工作在电压源模式。
在一些实施例中，在所述直流微电网***处于串联组网方式下，如果逆变器未接管直流母线，使所述储能***接管直流母线，控制所述储能***工作在电压源模式。
在一些实施例中，所述控制所述储能***工作在电流源模式或电压源模式包括：在所述直流微电网***处于并联组网方式下，控制所述储能***工作在电压源模式。
在一些实施例中，所述储能***在电压源模式下作为可调节恒压源输出恒定的电压；所述储能***在电流源模式下作为可调节恒流源输出恒定的电流。
在一些实施例中，在所述储能***工作在电压源模式的情况下，当所述直流微电网***中的光伏发电功率大于负载用电功率时，控制所述储能***工作在充电状态，当所述直流微电网***中的光伏发电功率小于负载用电功率时，控制所述储能***工作在放电状态。
在一些实施例中，所述直流微电网***的组网方式为串联组网方式或并联组网方式。在串联组网方式下，所述直流微电网***还包括多个光伏组件和逆变器，多个光伏组件和逆变器串联并接入直流母线，每个光伏组件配置有功率优化器，所述储能***与所述多个光伏组件和所述逆变器的串联结构并联并接入直流母线。在并联组网方式下，所述直流微电网***还包括多个光伏组件，多个光伏组件以及所述储能***并联并接入直流母线，每个光伏组件配置有功率优化器。
在一些实施例中，在串联组网方式下，直流母线上还连接有第一直流负载。在并联组网方式下，直流母线上还连接有第二直流负载。其中，所述第一直流负载的工作电压大于所述第二直流负载的工作电压。
本公开的一些实施例提出一种直流微电网***，所述直流微电网***包括：储能***和多个光伏组件，每个光伏组件配置有功率优化器，储能***接入直流母线；所述直流微电网***为串联组网方式或并联组网方式；在串联组网方式下，所述直流微电网***还包括逆变器，多个光伏组件和逆变器串联并接入直流母线；在并联组网方式下，多个光伏组件并联并接入直流母线。
本公开的一些实施例提出一种直流微电网***运行控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行任一个实施例的直流微电网***运行控制方法。
本公开的一些实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一个实施例的直流微电网***运行控制方法。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开串联组网方式的直流微电网***一些实施例的示意图。
图2为本公开并联组网方式的直流微电网***一些实施例的示意图。
图3为本公开直流微电网***运行控制方法一些实施例的示意图。
图4为本公开直流微电网***运行控制装置一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本公开针对不同用电电压需求的负载设计不同的直流微电网***的组网方式，以满足不同负载的不同用电电压需求。其中，串联组网方式的直流微电网***10相对于并联组网方式的直流微电网***20来说，能够提供更高的电压，例如，直流微电网***10可以提供几百V电压(如375V、750V)，直流微电网***20可以提供几十V电压(如48V)。因此，相对于直流微电网***20，直流微电网***10可以为需要更高工作电压的直流负载服务，因此，直流微电网***10中的第一直流负载15也称高压直流负载，直流微电网***20中的第二直流负载24也称低压直流负载。
图1为本公开串联组网方式的直流微电网***一些实施例的示意图。
如图1所示，串联组网方式的直流微电网***10包括第一储能***11，多个光伏组件12(如PV1，PV2，…，PVn)，每个光伏组件12配置的功率优化器13，逆变器14，可选地，还包括一个或多个第一直流负载15。其中，多个光伏组件12和逆变器13串联并接入直流母线16(其正极设为DC+，其负极设为DC-)。第一储能***11和第一直流负载15并联接入直流母线16。第一储能***11与多个光伏组件12和逆变器13的串联结构并联并接入直流母线16。
功率优化器13例如可以采用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)方法，使其所服务的光伏组件12工作在最大发电能力状态。
逆变器14例如为直流电(Direct Current，DC)与交流电(Alternating Current，AC)的双向变换器。逆变器14还可以连接电网。当逆变器14为单相***时，直流母线16电压为375V，第一直流负载15的输入电压为375V；当逆变器14为三相***时，直流母线16电压为750V，第一直流负载15的输入电压为750V。由于每个光伏组件12具备MPPT功能，因此，逆变器14可以不带MPPT功能。
此外，当电网正常时，如电网电压波动小于等于预设值，直流母线16由逆变器14接管；当电网异常时，如电网电压波动大于预设值，直流母线16由第一储能***11接管。
串联组网方式的直流微电网***10可以适用于户用光伏***(即家庭用光伏***)。户用光伏***的光伏组件一般布置在房屋屋顶，不同房屋屋顶结构存在差异，房屋屋顶上的光伏组件在一天不同时刻受阴影遮挡情况和发电量也存在差异。直流微电网***10为每个光伏组件12配置功率优化器13，可以分别优化每个光伏组件12的发电性能。
图2为本公开并联组网方式的直流微电网***一些实施例的示意图。
如图2所示，并联组网方式的直流微电网***20包括第二储能***21，多个光伏组件22(如PV1，PV2，…，PVn)，每个光伏组件22配置的功率优化器23，可选地，还包括一个或多个第二直流负载24。其中，多个光伏组件22以及第二储能***21并联并接入直流母线25(其正极设为DC+，其负极设为DC-)。第二储能***21和第二直流负载24接入直流母线25。
第二储能***21控制直流母线25电压例如为48V，第二直流负载24的输入电压为48V。
直流微电网***20为每个光伏组件12配置功率优化器13，可以优化每个光伏组件12的发电性能，因此，并联组网方式的直流微电网***20也可以适用于户用光伏***(即家庭用光伏***)。
第一储能***11和第二储能***21均属于储能***。
图3为本公开直流微电网***运行控制方法一些实施例的示意图。
如图3所示，该实施例的方法包括：步骤31～34。
在步骤31，判断直流微电网***的组网方式；若直流微电网***是串联组网方式，执行步骤32，若直流微电网***是并联组网方式，执行步骤34。
在步骤32，判断逆变器是否接管直流母线；若逆变器接管直流母线，执行步骤33，若逆变器未接管直流母线，储能***接管直流母线，执行步骤34。
如前所述，当电网正常时，如电网电压波动小于等于预设值，直流母线由逆变器接管；当电网异常时，如电网电压波动大于预设值，直流母线由储能***接管。
在步骤33，控制储能***工作在电流源模式。储能***在电流源模式下作为可调节恒流源输出恒定的电流。
在步骤34，控制储能***工作在电压源模式。储能***在电压源模式下作为可调节恒压源输出恒定的电压。
在储能***工作在电压源模式的情况下，当直流微电网***中的光伏发电功率大于负载用电功率时，控制储能***工作在充电状态，当直流微电网***中的光伏发电功率小于负载用电功率时，控制储能***工作在放电状态。通过实时调节储能***的工作状态，防止直流母线电压出现过压或欠压的现象，使直流母线电压稳定。
通过上述方案，在直流微电网***10处于串联组网方式下，如果逆变器14接管直流母线16，控制第一储能***11工作在电流源模式，如果逆变器14未接管直流母线16，使第一储能***11接管直流母线，控制第一储能***11工作在电压源模式；在直流微电网***20处于并联组网方式下，控制第二储能***21工作在电压源模式。
该实施例根据直流微电网***的组网方式，并结合逆变器的运行状态，控制储能***工作在电流源模式或电压源模式，以满足不同组网方式下的不同负载的不同用电电压需求。例如，在串联组网方式下，直流母线上还连接有第一直流负载；在并联组网方式下，直流母线上还连接有第二直流负载；其中，第一直流负载的工作电压大于第二直流负载的工作电压。
图4为本公开直流微电网***运行控制装置一些实施例的示意图。
如图4所示，该实施例的直流微电网***运行控制装置40包括：存储器41；以及耦接至存储器41的处理器42，处理器42被配置为基于存储在存储器41中的指令，执行任一个实施例的直流微电网***运行控制方法。
其中，存储器41例如可以包括***存储器、固定非易失性存储介质等。***存储器例如存储有操作***、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
直流微电网***运行控制装置40例如可以集成在储能***中，或者独立于储能***。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流微电网***运行控制方法，其特征在于，所述直流微电网***包括储能***，所述方法包括：
判断直流微电网***的组网方式；
根据所述直流微电网***的组网方式，并结合逆变器的运行状态，控制所述储能***工作在电流源模式或电压源模式，包括：在所述直流微电网***处于串联组网方式下，判断逆变器是否接管直流母线，如果逆变器接管直流母线，控制所述储能***工作在电流源模式，如果逆变器未接管直流母线，控制所述储能***工作在电压源模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述直流微电网***处于串联组网方式下，如果逆变器未接管直流母线，使所述储能***接管直流母线，控制所述储能***工作在电压源模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述储能***工作在电流源模式或电压源模式包括：
在所述直流微电网***处于并联组网方式下，控制所述储能***工作在电压源模式。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述储能***在电压源模式下作为可调节恒压源输出恒定的电压；
所述储能***在电流源模式下作为可调节恒流源输出恒定的电流。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
在所述储能***工作在电压源模式的情况下，当所述直流微电网***中的光伏发电功率大于负载用电功率时，控制所述储能***工作在充电状态，当所述直流微电网***中的光伏发电功率小于负载用电功率时，控制所述储能***工作在放电状态。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述直流微电网***的组网方式为串联组网方式或并联组网方式，
在串联组网方式下，所述直流微电网***还包括多个光伏组件和逆变器，多个光伏组件和逆变器串联并接入直流母线，每个光伏组件配置有功率优化器，所述储能***与所述多个光伏组件和所述逆变器的串联结构并联并接入直流母线；
在并联组网方式下，所述直流微电网***还包括多个光伏组件，多个光伏组件以及所述储能***并联并接入直流母线，每个光伏组件配置有功率优化器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在串联组网方式下，直流母线上还连接有第一直流负载；
在并联组网方式下，直流母线上还连接有第二直流负载；
其中，所述第一直流负载的工作电压大于所述第二直流负载的工作电压。
8.一种直流微电网***运行控制装置，其特征在于，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述直流微电网***包括：储能***和多个光伏组件，每个光伏组件配置有功率优化器，储能***接入直流母线；
所述直流微电网***为串联组网方式或并联组网方式，
在串联组网方式下，所述直流微电网***还包括逆变器，多个光伏组件和逆变器串联并接入直流母线；
在并联组网方式下，多个光伏组件并联并接入直流母线。
10.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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