CN114400700A - 一种光储***以及光储调度方法 - Google Patents
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Abstract
一种光储***以及光储调度方法，该***包括控制器、交流电网、至少一个光伏组件、逆变器、交流母线、交流配电柜、直流母线、交流转直流电路、直流转直流电路及储能设备；交流电网与交流母线连接；光伏组件与逆变器连接，逆变器连接交流母线，交流配电柜与交流母线以及交流转直流电路连接，交流转直流电路与直流母线连接；直流母线与直流转直流电路连接；直流转直流电路与储能设备连接；控制器用于根据光伏组件的输出总功率、负载总功率及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态。利用本申请提供的光储***，在降低叠光改造成本的前提下，简化了进行叠光改造的难度。
Description
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光储***以及光储调度方法。
背景技术
服务器是提供各种服务的高性能计算机，具有较高的可靠性、可用性、可管理性和可扩展性，服务器通常位于机房内。为了保证异常情况下服务器仍可以正常供电，需要对服务器的供电进行冗余配置。
为了对服务器的供电进行冗余配置，现有机房内存在进行叠光改造的诉求。其中，叠光改造是指：在基础供电上叠加光伏供电，安装满足负载功率需求或大于负载功率需求的光伏板，优先使用光伏进行供电的方案。随着其技术的日渐成熟与相关光伏组件成本的走低，光伏供电已经得到了广泛的应用，光伏是可再生能源典型代表，使用叠加太阳能供电的方式可降低供电成本。
但若针对机房的直流母线侧进行叠光改造，不仅改造的成本高，而且直流母线侧叠光改造只能覆盖直流侧直流设备，并且依赖站点电源需有直流接入接口，同时还需要机房内直流设备具备直流耦合点，并且在实际安装时，需要对机房内直流设备进行断电割接，而进行断电割接时存在安全隐患。而若在交流母线侧进行叠光改造，通常又需要配置与光伏组件相配合的储能设备，因此，在交流母线侧进行叠光改造的投入成本过高，投资回报率(return on investment，ROI)过低。有鉴于此，需要提出一种既能降低叠光改造成本，还能避免进行叠光改造困难的光储供电架构。
发明内容
本申请提供一种光储***以及光储调度方法，通过在交流母线侧进行叠光改造并同时利用直流母线侧原有的储能设备构成新型光储供电架构，在降低叠光改造成本的前提下，简化了进行叠光改造的难度。
第一方面，本申请提供一种光储***，该***包括：控制器、交流电网、至少一个光伏组件、逆变器、交流母线、交流配电柜、直流母线、交流转直流AC-DC电路、直流转直流DC-DC电路以及储能设备；交流电网与交流母线连接；至少一个光伏组件与逆变器连接，逆变器连接交流母线，交流配电柜与交流母线连接，还与AC-DC电路连接，AC-DC电路与直流母线连接；直流母线与DC-DC电路连接；DC-DC电路与储能设备连接；逆变器，用于：对每个光伏组件的输出电压进行转换处理，得到交流电压并输出给交流母线；交流配电柜，用于：给交流负载设备供电；AC-DC电路，用于：将交流配电柜输出的交流电压转换为直流电压输出到直流母线上；DC-DC电路，用于：调整直流母线上的直流电压，给储能设备充电；控制器，用于：根据至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，负载总功率包括AC-DC电路的负载功率以及交流配电柜的负载功率之和，调整储能设备的充电状态和放电状态。
利用本申请提供的光储***，通过在交流侧进行叠光改造，同时利用直流侧原有的储能设备形成新型供电架构，并利用控制器将交流侧由光伏组件产生的电能储存在直流侧原有的储能设备，从而能够支持进一步的光储联动。交流侧的逆变器与直流侧的储能设备能在控制器的统一管理下共同工作，从而可以实现市电削峰填谷模式和光伏自发自用工作模式的切换，从而既兼顾了叠光改造低供电成本的优势，又降低了改造难度与成本。
作为一种可能的实施方式，控制器还用于：获取交流电网的负荷数据，根据交流电网的负荷数据确定电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段；控制器，具体用于：在至少一个光伏组件的输出总功率不大于负载总功率，若处于第一时段时，则将储能设备调整为充电状态，若处于第二时段时，将储能设备调整为放电状态。采用上述方式，通过控制器对储能设备的充电状态进行调度，在交流市电处于电价谷值或交流市电处于负荷低谷时进行储能充电工作，在交流市电处于电价峰值或交流市电处于负荷高峰时进行储能放电工作，从而使用光伏、储能来共同组合保障可靠供电。
作为一种可能的实施方式，控制器具体用于在至少一个光伏组件的输出总功率大于负载总功率时，将储能设备调整为充电状态。在至少一个光伏组件的输出总功率大于AC-DC电路的负载功率时，表明至少一个光伏组件能在满***流侧的负载供电(AC-DC电路的负载功率以及交流配电柜的负载功率)后，仍有多余电能释放。因此，能继续为储能设备进行充电，从而充分利用至少一个光伏组件所产生的电能。
作为一种可能的实施方式，控制器具体用于：在至少一个光伏组件的输出总功率大于负载总功率，且储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，将储能设备调整为充电状态。利用上述方式，若储能设备自身的剩余可放电能不小于第一设定电能大小时，可以不使用交流电网对储能设备进行充电，待至少一个光伏组件的输出总功率大于AC-DC电路的负载功率后，继续为储能设备进行充电。而在储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，则需要使用交流电网对储能设备进行充电，直至储能设备的剩余电能重新达到第一设定电能后，再停止充电，从而能够进一步降低储能成本。
作为一种可能的实施方式，控制器具体用于：在至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值时，将储能设备调整为放电状态。在夜间无光伏发电时，进行储能设备放电工作，降低对于交流电网的用电量的同时，为下一个白天储能设备利用光伏充电来创造电量余量条件。
作为一种可能的实施方式，逆变器与交流母线通过交流断路器连接。通过机房预留交流断路器输入或者新增交流配电设施进行接入。从而降低光伏组件的接入成本，简化叠光改造的难度，避免断电割接时存在产生的安全隐患。
作为一种可能的实施方式，光储***还包括：最大功率点跟踪MPPT控制器，MPPT控制器与每个光伏组件连接；MPPT控制器，用于跟踪每个光伏组件发电电压，调整每个光伏组件的功率至最大功率点。通过实时检测输入的电压和电流，计算输入功率，并根据预先设定的某些算法，使得逆变器实现对光伏组件输入的功率的最大功率追踪，从而光伏组件可以向后级输出更多的电能，提高发电量。
作为一种可能的实施方式，光储***还包括：发电机以及自动转换开关电器ATS，自动转换开关电器包括：第一输入端口、第二输入端口以及输出端口；第一输入端口与交流电网连接，第二输入端口与发电机连接，输出端口与交流母线连接；控制器，用于：在交流电网正常供电时，控制第一输入端口与输出端口导通；在交流电网停止供电时，控制第二输入端口与输出端口导通，控制发电机给交流母线提供电能。发电机可以在交流电网发生故障的时候，代替交流电网供电。交流母线既可以接收交流电网提供的电能，也可以接收发电机提供的电能。ATS可以切换到由交流电网供电状态，即ATS可以将接收交流电网的电能并输出给交流母线。ATS也可以切换到由发电机供电状态，即ATS可以将接收发电机的电能并输出给交流母线。此外，光储***还可以包括：不间断电源，ATS还可以包括第三输入端口，第三输入端口与不间断电源连接，在交流电网停止供电时，控制第三输入端口与输出端口导通，控制不间断电源给交流母线提供电能。
第二方面，本申请提供一种光储调度方法，应用于第一方面的光储***，该方法包括：确定至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，负载总功率包括AC-DC电路的负载功率以及交流配电柜的负载功率之和；基于至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态。
作为一种可能的实施方式，方法还包括：获取交流电网的负荷数据，根据交流电网的负荷数据确定电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段；根据至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在至少一个光伏组件的输出总功率不大于负载总功率时，若处于第一时段时，则将储能设备调整为充电状态，若处于第二时段时，将储能设备调整为放电状态。
作为一种可能的实施方式，根据至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在至少一个光伏组件的输出总功率大于负载总功率时，将储能设备调整为充电状态。
作为一种可能的实施方式，根据至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在至少一个光伏组件的输出总功率大于负载总功率，且储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，将储能设备调整为充电状态。
作为一种可能的实施方式，根据至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及交流电网的负荷状态，将储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：
在至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值时，将储能设备调整为放电状态。
本申请的这些方面或其它方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为本申请提供的一种光储***的结构示意图一；
图2为一种BUCK电路的结构示意图；
图3为一种BOOST升压电路示意图；
图4为本申请提供的一种光储***的结构示意图二；
图5为本申请提供的一种光储***的结构示意图三；
图6为本申请提供的一种光储调度方法的步骤示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本申请中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。
近年来，以光伏为主的新能源发电正迅速发展。在交流电网的供电基础上叠加光伏供电(又称叠光改造)逐渐流行。但光伏等类型的一次能源具有波动性和间歇性的特性。因此，需要布置储能***与叠光改造相配套，才能发挥叠光改造的最大能效。在现有的应用场景下，若在交流母线侧新增光伏组件，即，令光伏组件接入交流母线。则需要在交流母线侧配置相应的储能设备，如电池***、电池簇等等，上述方式需要光储(光伏组件-储能设备)一起配套投入，成本过高，并且在大多数直流母线侧(如机房场景)均已存在储能设备，存在重复投资的问题。而直流母线侧通常不存在进行叠光改造的直流接入接口，若需要在直流母线侧进行叠光改造，则需要对机房设备进行断电割接等一系列操作，存在割接安全的隐患，对叠光改造的安装要求较高。
有鉴于此，需要提出一种既能兼顾叠光改造低供电成本的优势，又能降低改造成本且能防止机房叠光改造困难的供电架构。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或***实施例中。需要说明的是，在本申请的描述中“至少一个”是指一个或多个，其中，多个是指两个或两个以上。鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
下面以图1所示意的光储***100为例，先对本申请实施例提供的供电控制***进行介绍。需要说明的是，下文是以直流/交流负载为机房内用电设备为例介绍光储***100的架构，当然直流/交流负载也可以替换为适用于直流供电/交流供电的其它负载设备，不作限定。参见图1所示，图1为本申请实施例提供的一种光储***100的结构示意图。该***主要包括：控制器101、交流电网102、至少一个光伏组件103、逆变器104、交流母线105、交流配电柜106、直流母线107、交流转直流AC-DC电路108、直流转直流DC-DC电路109以及储能设备110，至少一个光伏组件103用于将太阳能转换为直流电能进行输出。
其中，所述交流电网102与所述交流母线105连接；所述至少一个光伏组件103与所述逆变器104连接，所述逆变器104连接所述交流母线105，所述交流配电柜106与所述交流母线105连接，还与所述AC-DC电路108连接，所述AC-DC电路108与所述直流母线107连接；所述直流母线107与所述DC-DC电路109连接；所述DC-DC电路109与所述储能设备110连接。
逆变器104具体用于对每个光伏组件的输出电压进行转换处理，得到交流电压并输出给所述交流母线105。具体的，逆变器104又称逆变电路，逆变器104或所述逆变电路可将至少一个光伏组件103输出的直流电压转换为交流电压输出到交流母线105中，逆变器104或逆变电路的功能还可以通过其他电路来实现，如：开关电路、滤波电路等，本申请在此不具体限定逆变电路的内部结构。
交流配电柜106用于给交流负载供电。其中，交流负载可以为消耗电能的设备，例如：服务器、机房内照明设备、制冷设备等等。示例性的，制冷设备可以用于对服务器散热或者降低用电支路所在空间的环境温度，本申请实施例对此不做限定。示例性的，为了更好地实现保护和控制，一般在交流配电柜106内部也设有配电开关，而为了更好地实现保护和控制，一般在交流配电柜106内部也设有保护开关，交流配电柜106内部的保护开关与交流配电柜106外部的保护开关的类型和规格可以相同。其中，配电开关的数量与交流负载设备的数量相关，本申请实施例中不做具体限定。此外，交流配电柜106中还可以包括：交流转交流AC-AC电路，交流配电柜106可以从交流母线获取交流电压，并根据交流负载设备的允许输入电压进行交流电压调节，具体的调节方式，本领域人员应当知晓。
此外，交流配电柜106中可以包括多个配电设备，每个配电设备分别用于为交流负载设备供电。多个配电设备中的包括电源模块和级联电路，电源模块用于对交流母线105输入的交流电压进行电压变换，得到输出电压；输出电压为交流负载设备的供电电压；级联电路用于将电源模块的输出端与除配电设备之外的配电设备的电源模块的输出端连通。
具体地，交流配电柜106中的配电设备所供电的供电设备可以是服务器。级联电路可以是级联盒。也就是说，在交流配电柜106中的每个配电设备均包括一个电源模块和一个级联电路。
AC-DC电路108用于将所述交流配电柜106输出的交流电压转换为直流电压输出到所述直流母线107上。其中，在AC-DC电路108中还可以包括单向导电电路，在AC-DC电路108发生故障的情况下，断开AC-DC电路108与其他电路/模块的连接。
DC-DC电路109用于调整所述直流母线107上的直流电压，给所述储能设备110充电。其中，储能设备110中可以包括：至少一个电池或电池簇以及电池管理***(batterymanagement system，BMS)。至少一个电池或电池簇串联或并联起来，组成电池组阵列。在根据备用电量的需求或设定的备电时长来灵活增减电池簇的数量。电池管理***用于通过DC-DC电路109对电池簇的输出功率进行控制和调节。由于储能设备110中的电池或电池簇的数量不同，因此，储能设备110对应的备用电量或备电时长也不同。
示例性的，DC-DC电路109可以为降压电路，本申请实施例对降压电路的具体类型并不多作限制。降压电路用于对输入的电压进行降压调整，可选的，所述DC-DC电路109可以为BUCK降压电路，图2为一种BUCK电路的结构示意图；参阅图2所示，图2中的所述BUCK降压电路包括第一电容C1、第一开关Q1、第二开关Q2、电感L以及第二电容C2。其中，第一开关Q1为开关管，第二开关Q2既可以是开关管也可以是二极管(图3以第二开关Q2为开关管进行举例)，第一电容C1的第一端与第一开关Q1的第一端连接，第一开关Q1的第二端分别与电感L的第一端和第二开关Q2的第一端连接，第一开关Q1的第三端用于输入控制第一开关Q1状态的信号，所述第二开关Q2的第二端分别与所述第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第一端连接，第二开关Q2的第三端用于输入控制第二开关Q2状态的信号，电感L的第二端与第二电容C2的第二端连接。
DC-DC电路109还可以为升压电路，图3为一种BOOST升压电路示意图，图3所示的BOOST升压电路中包括第一电容C1、电感L、第一开关Q1、第二开关Q2以及第二电容C2。其中，第一开关Q1为开关管，第二开关Q2既可以是开关管也可以是二极管(图3中以第二开关Q2为开关管进行举例)，第一电容C1的第一端与电感L的第一端连接，电感L的第二端分别与第一开关Q1的第一端和第二开关Q2的第一端连接，第一电容C1的第二端分别与第一开关Q1的第二端以及第二电容C2的第二端连接，第二开关Q2的第二端与第二电容C2的第一端连接；第一开关Q1的第三端用于输入控制第二开关Q2状态的信号，第二开关Q2的第三端用于输入控制第二开关Q2状态的信号。
其中，上述开关管可以通过脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号进行控制，控制器通过设置不同的占空比的信号来，将直流母线上的电压进行升压或降压调整。上述开关管的类型可以是继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)，双极结型管(bipolar junctiontransistor，BJT)，绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)，碳化硅(SiC)功率管等多种类型的开关器件中的一种或多种，本申请实施例对此不再一一列举。
具体的，所述控制器101用于根据所述至少一个光伏组件103的输出总功率、所述AC-DC电路108的负载功率以及所述交流电网102的负荷状态，将所述储能设备110调整为充电状态或放电状态。所述AC-DC电路108的负载功率可以为AC-DC电路108连接的所有直流负载所规定的额定功率与交流配电柜106的所有交流负载所规定的额定功率之和。或者，所述AC-DC电路108的负载功率可以为AC-DC电路108连接的所有直流负载所规定的峰值/最大功率与交流配电柜106的所有交流负载所规定的峰值/最大功率之和，这里不做具体限定。
其中，控制器101可以是通用中央处理器(central processing unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理(digital signal processing，DSP)，专用集成电路(applicationspecific integrated circuits，ASIC)，现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。上述控制器也可以是实现计算功能的组合，例如包括一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。其中，控制器101可以每隔一段时间后，就对至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及所述交流电网的负荷状态进行检测。控制器101可以与逆变器104连接，根据所述逆变器的输出电流以及输出电压，确定至少一个光伏组件的输出总功率。示例性的，交流电网的负荷状态可以包括高负荷、低负荷等状态。
其中，至少一个光伏组件103用于将太阳能转化为直流电能，该直流电能经由逆变器104转化为交流电能后提供给交流母线等用电设备。但由于光伏发电存在波动性和间歇性，外部环境光照越强，光伏组件所述产生的电能就越多，因此，在天气较好的情况下可以尽量地选择使用所述至少一个光伏组件103连接到交流母线进行供电，并将多余电能通过储能设备110进行存储。因此，需要根据至少一个光伏组件103的输出总功率、所述AC-DC电路108的负载功率，来确定储能设备110切换为充电状态或放电状态。示例性的，在至少一个光伏组件103的输出总功率大于所述AC-DC电路108的负载功率时，储能设备110可以处于充电状态，从而将至少一个光伏组件103产生的多余电能存储在储能设备110之中。
此外，为了在至少一个光伏组件103中出现以上故障时，保护光储***100，本申请实施例提供的***中还可以设置残余电流检测(residual current device，RCD)电路，RCD电路具体产品形态可以是磁环等，这里不做具体限定。
作为一种可能的实施方式，本申请实施例中控制器101既可以位于交流母线105侧，也可以位于直流母线107侧，控制器101可以通过直接采样的方式采集所述至少一个光伏组件103的工作数据和输出功率、以及负载总功率。此外，所述控制器101与所述至少一个光伏组件103、以及所述AC-DC电路108，控制器101与逆变器104、交流配电柜106、储能设备110可以采用有线传输或无线传输的方式建立通信。例如，有线传输可以包括：有线局域网(local area network，LAN)、串行总线、控制器局域网络(controller area network，CAN)以及电力线载波(power line communication，PLC)，无线传输可以包括6G\5G\4G\3G\2G、通用无线分组业务(general packet radio service，GPRS)、无线网络(WiFi)、蓝牙、紫蜂(zigbee)以及红外等方式。
作为一种可能的实施方式，参阅图4所示，所述光储***100，还可以包括：所述MPPT控制器111与每个光伏组件连接；所述MPPT控制器111，用于跟踪每个光伏组件发电电压，调整每个光伏组件的功率至最大功率点。MPPT控制器111可以是独立的器件，也可以是集成在逆变器104中的器件或模块，本申请对MPPT控制器的具体形式不作限定。
其中，最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)是通过实时检测输入的电压和电流，计算输入功率，并根据预先设定的某些算法，使得***实现对输入的最大功率点的追踪，从而使光伏组件可以向后级输出更多的电能，提高发电量。
作为一种可能的实施方式，参阅图5所示，所述光储***100还包括：发电机112以及自动转换开关电器ATS 113，所述自动转换开关电器113包括：第一输入端口1131、第二输入端口1132以及输出端口1133；所述第一输入端口1131与所述交流电网101连接，所述第二输入端口与所述发电机112连接，所述输出端口1133与所述交流母线105连接。
所述控制器101用于在所述交流电网102正常供电时，控制所述第一输入端口1131与所述输出端口1133导通；在所述交流电网102停止供电时，控制所述第二输入端口1132与所述输出端口1133导通，控制所述发电机112给所述交流母线105提供电能。
具体的，发电机112可以在交流电网102发生故障的时候，代替交流电网102供电。交流母线105既可以接收交流电网102提供的电能，也可以接收发电机112提供的电能。自动转换开关电器ATS 113可以切换到由交流电网102供电状态，即自动转换开关电器ATS113可以将接收交流电网102的电能并输出给交流母线105。自动转换开关电器ATS 113也可以切换到由发电机112供电状态，即自动转换开关电器ATS 113可以将接收发电机112的电能并输出给交流母线105。
作为一种可能的实施方式，所述光储***100还可以包括：不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)，所述自动转换开关电器ATS 113还可以包括第三输入端口，在所述交流电网102停止供电时，控制所述第三输入端口与所述输出端口1133导通，控制所述不间断电源给所述交流母线105提供电能。
本申请实施例进行光储配合可以但不限于以下几种方式：
方式一：削峰填谷模式。具体的，在天气不好/光伏组件被遮挡/夜间等外部环境下，所述至少一个光伏组件103的输出总功率不大于所述AC-DC电路108的负载功率。因此，无法至少一个光伏组件103无法产生多余的电能，以至于给储能设备110供电。但为了保证异常情况下直流设备仍可以正常供电，需要对储能设备110进行充电，以进行冗余配置。而不同时段，交流电网102输出电能的电价也不同，在负荷低谷时段，用电电价较低，而在负荷高峰时段，用电电价较高。因此，在负荷低谷时段，控制器101可以使得储能设备110处于充电状态，在负荷高峰时段，控制器101可以使得储能设备110处于放电状态，从而能明显降低冗余配置的用电成本。
此外，若储能设备110自身剩余可放电能不小于第一设定电能大小，则可以不使用交流电网102对储能设备110进行充电，待至少一个光伏组件103的输出总功率大于所述AC-DC电路108的负载功率后，继续为储能设备110进行充电。而在所述储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，则需要使用交流电网102对储能设备110进行充电，直至所述储能设备110的剩余电能达到所述第一设定电能。所述第一设定电能可以与直流设备所需的冗余电能大小有关，具体大小可以由本领域人员自由设定。
方式二：光伏自发自用模式。具体的，在所述至少一个光伏组件103的输出总功率大于所述AC-DC电路108的负载功率时，表明所述至少一个光伏组件103能在满***流侧的负载供电(AC-DC电路的负载功率以及所述交流配电柜的负载功率)后，仍有多余电能释放。因此，能继续为储能设备110进行充电，从而能充分利用所述至少一个光伏组件103所产生的电能。
利用本申请实施例提供的光储***，通过在交流侧进行叠光改造，同时利用直流侧原有的储能设备形成新型供电架构，并利用控制器将交流侧由光伏组件产生的电能储存在直流侧原有的储能设备，支持进一步的光储联动。交流侧的光伏逆变器与直流侧的储能设备在控制器的统一管理下共同工作，可实现市电削峰填谷模式和光伏自发自用工作模式，从而既兼顾了叠光改造低供电成本的优势，又降低了改造成本。
本申请还提供一种光储调度方法，应用于上述实施例提供的光储***100，该方法包括：确定所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，所述负载总功率包括AC-DC电路的负载功率以及所述交流配电柜的负载功率之和；基于所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，调整所述储能设备的充放电状态。
作为一种可能的实施方式，所述方法还包括：获取所述交流电网的负荷数据，根据所述交流电网的负荷数据确定所述电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将所述交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将所述交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段。其中，负荷低谷时段和负荷高峰时段可以是任意时长，并且，负荷低谷时段和负荷高峰时段并不一定连续，本申请实施例对此不做限定。
根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在所述至少一个光伏组件的输出总功率不大于所述负载总功率时，若处于所述第一时段时，则将所述储能设备调整为充电状态，若处于所述第二时段时，将所述储能设备调整为放电状态。
作为一种可能的实施方式，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率时，将所述储能设备调整为充电状态。
作为一种可能的实施方式，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率，且所述储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，将所述储能设备调整为充电状态。
作为一种可能的实施方式，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在所述至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值时，将所述储能设备调整为放电状态。
作为一种可能的实施方式，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：在所述至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值，且所述储能设备的剩余可放电能大于第二设定电能大小时，将所述储能设备调整为放电状态。
示例性的，基于图1、图4以及图5所示的光储***100的架构，本申请提供了一种光储调度方法。具体的，参阅图6所示，该方法可以但不限于包括如下步骤：
步骤S601：判断交流市电是否正常供电，若否，则执行步骤S602，若是，则执行步骤S603。
步骤S602：自动转换开关电器ATS，控制所述第二输入端口与所述输出端口导通使发电机给交流母线提供电能。
步骤S603：判断至少一个光伏组件的输出总功率是否大于负载总功率，若是，则执行步骤S604，若否，则执行步骤S605。
步骤S604：将储能设备调整为充电状态。
步骤S605：根据交流电网的负荷数据确定电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段；若处于第一时段时，执行步骤S604，若处于第二时段时，执行步骤S606。
步骤S606：将所述储能设备调整为放电状态。
需要指出的是，上述实施例中“连接”指的是电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接，例如A与B连接，也可以是A与C直接连接，C与B直接连接，A与B之间通过C实现了连接。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请的方法、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。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种光储***，其特征在于，所述***包括：控制器、交流电网、至少一个光伏组件、逆变器、交流母线、交流配电柜、直流母线、交流转直流AC-DC电路、直流转直流DC-DC电路以及储能设备；
所述交流电网与所述交流母线连接；所述至少一个光伏组件与所述逆变器连接，所述逆变器连接所述交流母线，所述交流配电柜与所述交流母线连接，还与所述AC-DC电路连接，所述DC-DC电路与所述直流母线连接；所述直流母线与所述DC-DC电路连接；所述DC-DC电路与所述储能设备连接；
所述逆变器，用于：对每个光伏组件的输出电压进行转换处理，得到交流电压并输出给所述交流母线；
所述交流配电柜，用于：给交流负载设备供电；
所述AC-DC电路，用于：将所述交流配电柜输出的交流电压转换为直流电压输出到所述直流母线上；
所述DC-DC电路，用于：调整所述直流母线上的直流电压，给所述储能设备充电；
所述控制器，用于：根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，所述负载总功率包括所述AC-DC电路的负载功率以及所述交流配电柜的负载功率之和，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态。
2.根据权利要求1所述的光储***，其特征在于，所述控制器，还用于：
获取所述交流电网的负荷数据，根据所述交流电网的负荷数据确定所述电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将所述交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将所述交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段；
所述控制器，具体用于：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率不大于所述负载总功率，若处于所述第一时段时，则将所述储能设备调整为充电状态，若处于所述第二时段时，将所述储能设备调整为放电状态。
3.根据权利要求1或2所述的光储***，其特征在于，所述控制器，具体用于：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率时，将所述储能设备调整为充电状态。
4.根据权利要求1-3任一所述的光储***，其特征在于，所述控制器，具体用于：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率，且所述储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，将所述储能设备调整为充电状态。
5.根据权利要求1-4任一所述的光储***，其特征在于，所述控制器，具体用于：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值时，将所述储能设备调整为放电状态。
6.根据权利要求1-5任一所述的光储***，其特征在于，所述逆变器与所述交流母线通过交流断路器连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的光储***，其特征在于，所述光储***，还包括：最大功率点跟踪MPPT控制器，所述MPPT控制器与每个光伏组件连接；
所述MPPT控制器，用于跟踪每个光伏组件发电电压，调整每个光伏组件的功率至最大功率点。
8.根据权利要求1-7任一所述的光储***，其特征在于，所述光储***，还包括：发电机以及自动转换开关电器ATS，所述自动转换开关电器包括：第一输入端口、第二输入端口以及输出端口；所述第一输入端口与所述交流电网连接，所述第二输入端口与所述发电机连接，所述输出端口与所述交流母线连接；
所述控制器，用于：在所述交流电网正常供电时，控制所述第一输入端口与所述输出端口导通；在所述交流电网停止供电时，控制所述第二输入端口与所述输出端口导通，控制所述发电机给所述交流母线提供电能。
9.一种光储调度方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一所述的光储***，所述方法包括：
确定所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，所述负载总功率包括所述AC-DC电路的负载功率以及所述交流配电柜的负载功率之和；
基于所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述交流电网的负荷数据，根据所述交流电网的负荷数据确定所述电网的负荷低谷时段和负荷高峰时段，将所述交流电网的负荷低谷时段确定为第一时段，将所述交流电网的负荷高峰时段确定为第二时段；
根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率不大于所述负载总功率时，若处于所述第一时段时，则将所述储能设备调整为充电状态，若处于所述第二时段时，将所述储能设备调整为放电状态。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率时，将所述储能设备调整为充电状态。
12.根据权利要求9-11任一所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率大于所述负载总功率，且所述储能设备的剩余可放电能小于第一设定电能大小时，将所述储能设备调整为充电状态。
13.根据权利要求9-12任一所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个光伏组件的输出总功率、所述负载总功率以及所述交流电网的负荷状态，将所述储能设备调整为充电状态或放电状态，包括：
在所述至少一个光伏组件的输出总功率小于设定功率阈值时，将所述储能设备调整为放电状态。
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