CN116937731A - 离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质，该控制方法包括以下步骤：获取储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；当Pbat_charge_max＝0时，光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit；当Pbat_charge_max≠0且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少光伏逆变器的Freq_target；当Pbat_charge_max≠0且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加光伏逆变器的Freq_target。该方法能够对储能电池模块保护。

Description

离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在光伏***中，光伏组件能够将太阳能转换成电能，且经过光伏逆变器的处理之后，可以得到市电频率的交流电，从而还可以供给给输电网，还可以经过光伏逆变器的处理、最终能够被存储在储能电池。
在现有技术中，一般不对光伏逆变器做有效的控制，光伏组件所产生电能全部被光伏逆变器处理。可以理解的是，如果该光伏***不连接到输电网(即离网)时，光伏逆变器所输出的电能全部被用于向储能电池充电，有时候，逆变器所逆变的电能过多，会对电池产生伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种离网光伏***的控制方法，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；包括以下步骤：获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
作为本发明实施例的一种改进，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_target>＝Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-(Freq_target-Freq_start_limit)/Step_adjuster，其中，Freq_start_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。
作为本发明实施例的一种改进，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_start_limit≤Freq_target<Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-Freq_min_adjust，其中，Freq_start_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点，Freq_min_adjust为常数且Freq_min_adjust>0。
作为本发明实施例的一种改进，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝0，其中，Freq_start_limit为所述光伏逆变器降额起始频率点。
作为本发明实施例的一种改进，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_target>Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+Freq_min_adjust，其中，Freq_end_limit、Freq_step和Freq_min_adjust分别为所述光伏逆变器的降额截止频率点、频率调节步长、频率最小调节值。
作为本发明实施例的一种改进，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_start_limit≤Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+＝(Freq_end_limit-Freq_target)/Step_adjuster，Freq_start_limit、Freq_end_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。
作为本发明实施例的一种改进，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：当Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step且Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_start_limit、其中，Freq_start_limit、Freq_end_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点和频率调节步长。
本发明实施例还提供了一种离网光伏***的控制装置，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；包括以下模块：信息获取模块，用于获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；第一处理模块，用于当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；第二处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；第三处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
本发明实施例还提供了一种设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一所述的方法。
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明实施例所提供的离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质具有以下优点：本发明实施例公开了一种离网光伏***的控制方法、装置、设备及存储介质，该控制方法包括以下步骤：获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit；当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target；当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。该方法能能够对储能电池模块进行保护。
附图说明
图1为实施例中的离网光伏***的结构示意图；
图2为实施例中的离网光伏***的控制方法的原理示意图；
图3为实施例中的离网光伏***的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明实施例一提供了一种离网光伏***的控制方法，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；
这里，可以在该离网光伏***中设置有一个执行装置，由该执行装置执行该控制方法。
这里，光伏组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，一般可以分为：单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板、多元化合物太阳能板。光伏逆变器能够控制储能电池的充电和放电过程，并进行交直流的变换。此外，该离网光伏***还可以包括光伏逆变器，该光伏逆变器可以将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，可以供离网的电器使用(即输送给储能电池存储或供负载使用)。
这里，图2示出了光伏逆变器的PF曲线，其中f0一般是50Hz(部分国家为60Hz)，Limit Pac为功率百分比，基数为触发功率限制前的光伏逆变器的最后一包功率采样值或者是光伏逆变器额定功率值。降额起始频率点Freq_start_limit和降额截止频率点Freq_end_limit分别对应图2中的Fac-Start delta和Fac-Limit delta。
如图1所示，包括以下步骤
步骤301：获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；
步骤302：当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；当Pbat_charge_max＝0时，可以认为储能电池模块已经充满电量，此外，根据图2中，PF曲线关系可知，当频率到达降额截止频率点时，功率会降为0。储能变流器离网运行时，交流侧(即电连接到光伏逆变器的一侧)功率无法控制，而储能电池模块充满时又需要做好防过压的保护，所以此时需要将接于储能变流器的交流侧的光伏逆变器功率降为0，进而间接避免电池过充。
步骤303：当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；
步骤304：当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
当Pbat_charge_max≠0时，可以认为储能电池模块还未充满电量，就需要判断储能电池模块的实际充电是否达到最大可充功率，如未达到，则进行降频调控。如已达到，则进行升频调控。
根据PF曲线关系可知，频率和功率成反比。此外，考虑恒定工况下储能电池模块实时功率波动情况以及负载变化情况，在判断储能电池模块实际充电是否达到最大可充时，加入一个死区宽度(Poffset)，避免在满充与未满充的临界点频繁调节。
本实施例中，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target>＝Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-(Freq_target-Freq_start_limit)/Step_adjuster，其中，Freq_start_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。考虑储能变流器离网频率控制精度以及光伏逆变器的频率变化响应灵敏度以及调节速度，加入一个步长宽度调节器(Step_adjuster)，确保每拍调节的频率幅值有效且合理，并且在趋向目标值时降低调节速度，避免频繁震荡。
本实施例中，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_start_limit≤Freq_target<Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-Freq_min_adjust，其中，Freq_start_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点，Freq_min_adjust为常数且Freq_min_adjust>0。这里，因为步长宽度调节器的存在，在调节末端存在死区，所以在进入死区时，按频率最小调节值(Freq_min_adjust)进行调节，此频率最小调节值也需根据储能变流器离网频率控制精度以及光伏逆变器的频率变化响应灵敏度以及调节速度而定。
本实施例中，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝0，其中，Freq_start_limit为所述光伏逆变器降额起始频率点。
本实施例中，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target>Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+Freq_min_adjust，其中，Freq_end_limit、Freq_step和Freq_min_adjust分别为所述光伏逆变器的降额截止频率点、频率调节步长、频率最小调节值。
本实施例中，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_start_limit≤Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+＝(Freq_end_limit-Freq_target)/Step_adjuster，Freq_start_limit、Freq_end_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。
本实施例中，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step且Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_start_limit、其中，Freq_start_limit、Freq_end_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点和频率调节步长。
本发明实施例二提供了一种离网光伏***的控制装置，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；包括以下模块：
信息获取模块，用于获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；
第一处理模块，用于当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；
第二处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；
第三处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
本发明实施例三提供了一种设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现实施例一中的方法。
本发明实施例四提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例中的方法。
需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。
本发明可以是***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。可读存储介质例如可以包括但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种离网光伏***的控制方法，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；其特征在于，包括以下步骤：
获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；
当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；
当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；
当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target>＝Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-(Freq_target-Freq_start_limit)/Step_adjuster，其中，Freq_start_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_start_limit≤Freq_target<Freq_start_limit+Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target-Freq_min_adjust，其中，Freq_start_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点，Freq_min_adjust为常数且Freq_min_adjust>0。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“减少所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝0，其中，Freq_start_limit为所述光伏逆变器降额起始频率点。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target>Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+Freq_min_adjust，其中，Freq_end_limit、Freq_step和Freq_min_adjust分别为所述光伏逆变器的降额截止频率点、频率调节步长、频率最小调节值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_start_limit≤Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_target+＝(Freq_end_limit-Freq_target)/Step_adjuster，Freq_start_limit、Freq_end_limit、Freq_step和Step_adjuster分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点、频率调节步长和步长宽度调节器。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述“增加所述光伏逆变器的Freq_target”具体包括：
当Freq_target≤Freq_end_limit-Freq_step且Freq_target<Freq_start_limit时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_start_limit、其中，Freq_start_limit、Freq_end_limit和Freq_step分别为所述光伏逆变器降额起始频率点、降额截止频率点和频率调节步长。
8.一种离网光伏***的控制装置，所述离网光伏***包括：光伏组件，光伏逆变器、储能变流器和储能电池模块，所述光伏组件和储能变流器均与所述光伏逆变器电连接，所述储能电池模块电连接到所述储能变流器；其特征在于，包括以下模块：
信息获取模块，用于获取所述储能电池模块的电池最大充电功率Pbat_charge_max；
第一处理模块，用于当Pbat_charge_max＝0时，所述光伏逆变器的Freq_target＝Freq_end_limit，其中，Freq_end_limit为所述光伏逆变器的降额截止频率点，Freq_target为所述光伏逆变器功率调节允许偏差值；
第二处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real≤Pbat_charge_max–Poffset时，减少所述光伏逆变器的Freq_target，其中，Pbat_charge_real为所述储能电池模块的电池实时充电功率，Poffset为所述光伏逆变器的功率调节允许偏差值；
第三处理模块，用于当Pbat_charge_max≠0、且Pbat_charge_real>Pbat_charge_max时，增加所述光伏逆变器的Freq_target。
9.一种设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。
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