CN117375053A - 一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏储能充放电控制技术领域，其特别涉及一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***，包括以下步骤：获取光伏模块产生的光伏发电功率；获取用户负载所需功率；判断光伏发电功率是否大于用户负载所需功率，若是，按下模式运行：一：利用光伏发电功率给电动汽车充电；二：利用外部电网补充功率给电动汽车充电；三：使用电动汽车或储能单元对外部电网提供辅助功率；若否，利用储能单元或电动汽车或外部电网为用户负载供电。模式一与模式二提供了多种路径为电动汽车充电，节约高效，模式三展示***参与外部电网支援，安全稳定，模式四智能地利用不同电器为用户负载供电保障生活所需。

Description

一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***
【技术领域】
本发明涉及光伏储能充放电控制技术领域，其特别涉及一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***。
【背景技术】
光伏储能是将太阳能光伏发电***与储能技术相结合，将光伏发电产生的电能储存起来，以便在需要的时候供应电力。光伏发电***发出的电力首先满足自己的负荷使用，多余的电量可以卖给外部电网公司；若光伏所发的电量不足负荷使用，即由外部电网供电补充。随着光伏发电技术的日趋完善和设备成本的不断降低，光伏储能***已经进入了普通家庭。家用储能***既要考虑最大化利用太阳能，又不能造成公网电压波动过大。目前主流的用户侧供配电***在引入光伏能源、用户储能、电动汽车和用户负载时，电动汽车和充电桩通过交流耦合接入***，光储***和电动汽车充放电***按各自的能量管理分开设置运行，需要增设额外的装置或人为介入使之协调导致效率降低，不能达到整个用户侧***的智能管理和最优效益。
【发明内容】
为了解决光储***和电动汽车充放电***各自管理运行的问题，本发明提供涉及一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***。
本发明为解决上述技术问题，提供如下的技术方案：一种光伏储能***的充放电方法，用于控制与外部电网相连接的光伏储能***给电动汽车进行充放电，所述光伏储能***包括光伏模块、储能单元、配电单元和用户负载，配电单元用于连接用户负载以及外部电网，该方法包括以下步骤：获取用户负载所需功率以及功率光伏模块产生的光伏发电功率；
判断光伏发电功率是否大于用户负载所需功率，若是，按下模式运行：
模式一：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，当储能单元充满时，利用光伏发电功率给电动汽车充电；或
模式二：若电动汽车接入光伏储能***，获取电动汽车充电功率，判断光伏发电功率是否满足电动汽车充电功率，若不满足，利用外部电网补充功率给电动汽车充电；或
模式三：若电动汽车接入光伏储能***，判断外部电网是否需要辅助功率，若需要，使用电动汽车或储能单元对外部电网提供辅助功率；
若否，按下模式运行：
模式四：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，利用储能单元或电动汽车或外部电网为用户负载供电。
优选地，模式一还包括以下步骤：
当储能单元以及电动汽车充电完成，则将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网。
优选地，模式一中还包括：当光伏发电功率大于用户负载所需功率，为用户负载供电的同时对电动汽车进行充电，并加大对电动汽车的充电功率。
优选地，模式二还包括以下步骤：
获取当前外部电网的电价信息，并判断电价信息是否满足预设条件；
若满足，则利用外部电网给汽车充电。
优选地，模式四还包括以下步骤：
获取储能单元的电量情况；若储能单元有电，储能单元共同为用户负载供电；若储能单元电量为0，获取电动汽车电量情况，电动汽车有电时，电动汽车为用户负载供电；若电动汽车电量为0，则采用外部电网功率为用户负载供电。
优选地，控制方法还包括以下模式：
模式五：当光伏发电功率为零时，且储能单元有电时，利用储能单元给电动汽车充电。
优选地，模式五还包括以下步骤：若储能单元不能满足电动汽车充电的充电功率，利用外部电网即刻为电动汽车充电，或获取当前电价，当电价满足预设条件时给电动汽车充电。
优选地，控制方法还包括以下模式：模式六：当电动汽车未接入光伏储能***时，且光伏发电功率大于用户负载所需功率时，利用光伏模块对储能单元进行充电。
优选地，当电动汽车未接入光伏储能***时还包括：模式七：当光伏发电功率小于用户负载所需功率时，低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，在储能单元有电且高电价时段采用储能单元给用户负载供电。
本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种光伏储能***，所述光伏储能***包括配电单元、光伏模块、功率调节单元、储能单元、直流耦合接入装置和用户负载；
配电单元用于分配外部电网功率供应给用户负载、储能单元与电动汽车并接收光伏发电功率；
光伏模块用于产生光伏发电功率；
功率调节单元用于与所述储能单元、所述电动汽车以及所述配电单元双向连接；
储能单元用于储存光伏模块产生的光伏发电功率；
直流耦合接入装置用于控制所述功率调节单元与所述储能单元或所述电动汽车连接。
与现有技术相比，本发明所提供的一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***，具有如下的有益效果：
1.本发明提供一种光伏储能***的充放电方法，模式一与模式二属于电动汽车充电模式的一种，在光伏发电功率大于用户负载所需功率且储能单元已充满时，将多余的光伏发电功率用于充电电动汽车，当光伏发电功率不足以满足电动汽车的充电需求时，可以使用外部电网补充电力，确保电动汽车能够及时充电，实现了能源的最大化利用，提高了光伏***的自给自足程度；增加了可再生能源利用率，将多余的太阳能电力用于充电，减少了对传统外部电网的依赖，提高了可再生能源的利用率；模式四提出了一种负载共享模式，***可以智能地利用储能单元、电动汽车和外部电网共同为用户负载提供所需的能量，确保用户的电力供应不中断，通过多种资源的协同使用，***能够应对不稳定的光伏发电条件，提高供电的稳定性；模式三展示了***能够参与外部电网支援，提供备用电源，增强外部电网的灵活性和可靠性，有助于防止电力中断和应对紧急情况。
2.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网，用户可以赚取电费回报或获得电力抵免降低电力成本，降低光伏储能***的总体电力成本，从而提高***的经济效益，光伏储能***成为电力***的参与者，帮助平衡供需，提高电力***的稳定性。
3.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，加大对电动汽车的充电功率，光伏发电***为用户负载供电的同时，利用过剩的电能进行电动汽车的充电，最大化***的自给自足能力，充分利用可再生能源，由于充电功率增加，电动汽车可以更快地充满电，提高了电动汽车的可用性；通过将光伏发电的过剩能量转化为充电功率，***可以降低用电峰值，在发电和储能方面具有了更大的灵活性，光伏发电和电动汽车的协同运行为电动汽车提供了绿色能源进行充电。
4.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，***可以根据实时的电价信息进行决策，以确定最佳的充电时机，当电价较低时，可以利用外部电网进行充电，将充电行为集中在电价低谷时段，可以平衡外部电网负荷，避免用电高峰时段的压力，提高电力***供需的平衡和稳定性，并获取更经济的充电成本，节省用户的充电费用。
5.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式四中***首先利用储能单元中的电能余量来供电用户负载，这可以最大化利用储能单元中储存的太阳能电能，并确保尽量少地依赖外部电网供电，只有当储能单元的余量为0时，进一步考虑使用电动汽车的电能余量，最后，只有当电动汽车的电能余量也为0时，***才会依靠外部电网供电，优先使用太阳能光伏发电和储能单元供电，以及潜在地利用电动汽车的电能余量，***可以降低用户负载对外部电网供电的需求，确保用户负载的持续供电提供额外的能源备份，提高***的可靠性，减轻外部电网负荷，降低综合电力成本，以及促进可再生能源的利用。
6.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式五中，光伏发电功率为零时无法直接利用太阳能进行充电，将储能单元用于给电动汽车充电可以充分利用可再生能源，意味着在没有外部电力供应的情况下，人们仍然可以通过充电储能单元满足电动汽车的能量需求，避免了能源浪费，并帮助提高可再生能源的利用率；电动汽车充电需求通过储能单元满足，避免过高的外部电网负荷和压力，有助于平衡电力***的供需，提高外部电网的稳定性和可靠性。
7.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，利用外部电网即刻为电动汽车充电可以避免浪费宝贵的充电时间，如果储能单元无法满足充电功率要求，则立即从外部电网获取能量，以最大化充电效率并快速满足电动汽车的能量需求；获取当前电价并在电价满足预设条件时给电动汽车充电，允许用户选择在电价较低的时间充电，以节约充电成本，同时，用户可以借助***进行预设条件的设定，从而更加方便地利用电价波动。
8.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，光伏发电是一种可再生能源，利用它进行车辆充电可以帮助减少对传统能源的依赖，有助于降低能源成本，特别是在光伏产生的电能超过用户负载需求时，模式六可以通过光伏模块直接为储能单元充电，而不需要从外部电网购买电能。
9.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式七在低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，可以利用外部电网供电的价格优势，在这段时间内，电价较低，购买电能的成本相对较低，在储能单元有电且高电价时段，使用储能单元供电可以避开高峰电价，从而降低整体能源消费成本。
10.本发明实施例还提供一种光伏储能***，具有与上述一种光伏储能***的充放电方法相同的有益效果，在此不做赘述。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明第一实施例提供的光伏储能***的示意图一。
图2是本发明第一实施例提供的光伏储能***的示意图二。
图3是本发明第二实施例提供的一种光伏储能***的充放电方法的步骤逻辑图一。
图4是本发明第二实施例提供的一种光伏储能***的充放电方法的步骤逻辑图二。
附图标识说明：
1、光伏储能***；
11、配电单元；12、光伏模块；13、功率调节单元；14、储能单元；15、直流耦合接入装置；16、电动汽车；17、电流传感装置；18、电表；19、用户负载；20、外部电网；
131、D C/A C逆变整流器；132、D C/D C隔离器；133、MPP T控制器；134、充放电控制器；151、协议转换控制器；152、切换开关。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种光伏储能***1，包括配电单元11、光伏模块12、功率调节单元13、储能单元14、直流耦合接入装置15与电动汽车16，光伏模块12与功率调节单元13电连接；配电单元11电接入外部电网20，功率调节单元13分别与储能单元14、电动车以及配电单元11双向电连接；直流耦合接入装置15分别与功率调节单元13、储能单元14和电动汽车16信号连接，以控制功率调节单元13与储能单元14信号连接、和/或控制功率调节单元13与电动汽车16信号连接。
可以理解地，配电单元11电接入外部电网20从外部电网20购买电能为用户家中供电，而光伏模块12将太阳能转换为电能并与功率调节单元13电连接，功率调节单元13可以从光伏模块12获得无污染的清洁能源供给用户使用，储能单元14与功率调节单元13电连接使用户可以自行进行光电能的储存，利用光伏模块12产生的电能创收，而储能单元14与功率调节单元13双向电连接，电能可以由功率调节单元13到储能单元14进行储能也可以由储能单元14反向供电给功率调节单元13进行放电。
具体地，功率调节单元13还控制能量的流向能与电动汽车16双向电连接，当光伏模块12不在发电时间段内的非正常工作模式下，有电的电动汽车16在光伏储能***1中兼具储能单元14的功能，可以向功率调节单元13提供电能供给用户家中使用，当光伏模块12在发电时间段内电动汽车16正常使用光伏模块12所产生的光电能进行充电。
可选地，在本实施例中光伏模块可以采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳电池作为太阳能阵列组件，亦可采用其他类型的太阳能光伏模块组件，只要能够实现将光能转换为电能的目标即可，在此不作限定。
具体地，配电单元11还可以进一步包括有电力监测管理及模式选择的功能，为用户选择更科学高效的配电模式。
进一步地，外部电网20和配电单元11之间还设置有电流传感装置17，电流传感装置17还与功率调节单元13信号连接。
可以理解地，外部电网20和配电单元11信号连接，配电单元11从外部电网20获取到的电能是用户自己购买得到的，电流传感装置17获取外部电网20传递给配电单元11的电能的电流大小，电流传感装置17与功率调节单元13信号连接将电流传感装置17获取到的电流的变化信息反馈给功率调节单元13；功率调节单元13根据用户需求和获取到的电流情况，动态的调整充放电功率以及购电电量。
进一步地，外部电网20与配电单元11之间电连接有电表18，电表18还与电流传感装置17电连接。
可以理解地，电表18用于计量从外部电网20获取的电能使用量，还可以测量得到光伏模块12向外部电网20出售的电能数量；通过与电流传感装置17电连接，电表18可以获取电流传感装置17所测得的实时电流信息，将电能使用量转化为可读的数字或指示器。
具体地，电表18还可以允许用户与电力市场进行交互，一些智能化的电表18还可以读取实时电价，为用户提供更多可用信息实现更经济和可持续的能源使用策略。
进一步地，请参阅图2，功率调节单元13包括D C/A C逆变整流器131、D C/D C隔离器132、充放电控制器134，配电单元11依次通过D C/A C逆变整流器131、D C/D C隔离器132、充放电控制器134以电连接储能单元14或电动汽车16。
可以理解地，D C/A C逆变整流器131用于将储能单元14储存的直流电能或光伏模块12产生的直流电能转换为交流电能，将电能转换为可以供应给交流设备或外部电网20的交流电，也可以反向将外部电网20输入的交流电转换为直流电，实现能源的互联互通，D C/D C隔离器132可以将D C/AC逆变整流器输入的高压直流电转换为低电压电子***需要的直流电，同时提供直流电的隔离保护功能，充放电控制器134管理储能单元14的充电和放电过程，根据需要控制储能单元14的充电和放电行为。
进一步地，功率调节单元13还包括MPP T控制器133，光伏模块依次通过MPP T控制器133、D C/D C隔离器132、充放电控制器134以电连接储能单元14或电动汽车16。
可以理解地，MPP T控制器133是应用在光伏***中的一种电子控制器，可以计算太阳能阵列的输出功率提取光伏模块中的最大功率点；MPP T控制器133电连接D C/D C隔离器132、充放电控制器134将可用光电能转移到储能单元14或电动汽车16上，光伏模块12的输出先经过MPP T控制器133，然后经过D C/D C隔离器132，再经过充放电控制器134，最终电连接到储能单元14或电动汽车16上；充放电控制器134在充电和放电过程中提供适当的保护和控制，可以根据用户需要调整能源的流动方向和连接配置。
进一步地，MPPT控制器133分别与D C/A C逆变整流器131、D C/D C隔离器132单向电连接，D C/A C逆变整流器131与D C/D C隔离器132双向电连接，D C/D C隔离器132与充放电控制器134双向电连接。
可以理解地，MPP T控制器133控制和调整太阳能光伏模块输出的直流电流，将优化后的输出电流和电压信号传递给D C/A C逆变整流器131，使其能够将直流电转换为交流电，并出售给外部电网20或供给用户使用或供给储能单元与电动汽车进行储能，单向连接确保MPP T控制器133控制光伏模块的电流输出方向唯一；D C/A C逆变整流器131负责将光伏模块输出的直流电能转换为交流电能，以满足外部电网20或其他交流负载的需求，同时，它也能接收来自外部电网20或其他交流源的交流电能并转换为适合储能单元14或电动汽车16充电的直流电能，D C/D C隔离器132将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级的直流电源，充放电控制器134负责管理储能单元14的充电和放电过程，因此通过D C/AC逆变整流器131与D C/D C隔离器132、充放电控制器134电连接的通路可以实现电能可以在储能单元14与功率调节单元13之间双向流动，实现能源的互联互通和使用匹配，
具体地，功率调节单元13同时通过D C/AC逆变整流器131与D C/D C隔离器132、充放电控制器134三者之间的双向连接电动汽车16，非正常工作模式下当光伏模块12不在发电时间段时，电动汽车16可以通过上述与储能单元充放电相似的行为模式向功率调节单元13提供电能。
进一步地，请参阅图1，直流耦合接入装置15内包含一个协议转换控制器151，储能单元14与电动汽车16通过协议转换控制器151信号连接，协议转换控制器151用于转换储能单元14的充放电控制协议和电动汽车16的充放电控制协议，以实现储能单元14与电动汽车16的电连接。
可以理解地，协议转换控制器151对储能单元14和电动汽车16之间进行翻译对接，不同的储能单元14和电动汽车16可能具有不同的充放电控制协议，协议转换控制器151可以将不同的充放电控制协议进行转换，使不同的储能单元14可以和电动汽车16能够连接。
具体地，通过MPP T控制器133与D C/A C逆变整流器131将光伏模块12与储能单元14或是电动汽车16相连接、D C/A C逆变整流器131与D C/D C隔离器132、充放电控制器134将配电单元11与储能单元14双向连接，以及协议转换控制器对储能单元14与电动汽车16的充放电协议的完善，将整个光伏储能***1形成如图3所示的工作模式关系图，在本发明中，各单元、模块与装置的连接关系形成光伏模块12中的光电能可以为用户负载19供电，可以在储能单元14或电动汽车16存入电量，并在用户所需要的时候采用储能单元14为电动汽车16供电、电动汽车16为用户负载19供电等多种模式，在此不再一一赘述。
进一步地，直流耦合接入装置15内设有切换开关152，切换开关152为继电器、接触器、固态继电器或手动开关中的一种。
可以理解地，使用切换开关152可以实现连接不同的设备或电源，根据需要或线路的要求通过添加或改变切换开关152的连接方向来扩展连接配置，以适应不同的应用场景和需求；电器、接触器、固态继电器或手动开关这类切换开关152通常具有良好的可靠性和稳定性，如固态继电器具有过载保护功能可以监测电流负载并及时断开电路。
具体地，切换开关152可以为一组或一个，在本实施例中不作限定，只要能达到改变连接方向的作用即可。
进一步地，还包括用户负载19，配电单元11与用户负载19电连接。
可以理解地，将用户负载19与配电单元11相连接，配电单元11可以从外部电网20中获取电能，并将其传递给用户负载19还可以从光伏模块12中获取光电能传递给用户负载19，从而确保用户负载19正常运行，配电单元11可以精确地分配外部电网20电力或光伏模块12光电能或储能单元14电力给用户负载19。
进一步地，储能单元14为蓄电池。
可以理解地，蓄电池具有高能量密度，适用于需要高能量密度的应用场景；蓄电池可以储存可再生能源在发电峰谷期间产生的电能，提供稳定的电力输出，平衡供需之间的差异。
请参阅图3-图4，本发明第二实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，用于控制与外部电网相连接的光伏储能***给电动汽车进行充放电，光伏储能***包括光伏模块、储能单元、配电单元和用户负载，配电单元用于连接用户负载以及外部电网，该充放电方法包括以下步骤：
获取用户负载所需功率以及功率光伏模块产生的光伏发电功率；
判断光伏发电功率是否大于用户负载所需功率，若是，按下模式运行：
模式一：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，当储能单元充满时，利用光伏发电功率给电动汽车充电；或
模式二：若电动汽车接入光伏储能***，获取电动汽车充电功率，判断光伏发电功率是否满足电动汽车充电功率，若不满足，利用外部电网补充功率给电动汽车充电；或
模式三：若电动汽车接入光伏储能***，判断外部电网是否需要辅助功率，若需要，使用电动汽车或储能单元对外部电网提供辅助功率；
若否，按下模式运行：
模式四：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，利用储能单元或电动汽车或外部电网为用户负载供电。
可以理解地，模式一与模式二提供了多种路径为电动汽车充电，模式一中当光伏发电功率大于用户负载所需功率时，判断电动汽车是否接入光伏储能***。若接入，检查储能单元的电量情况，如果储能单元电量充满，利用光伏发电功率直接为电动汽车充电。
具体地，如果储能单元未充满，优先使用光伏发电功率向储能单元充电，并将剩余的光伏发电功率供应给用户负载；模式二获取了电动汽车的充电功率需求，如果光伏发电功率足够满足电动汽车充电功率需求，则直接利用光伏发电为电动汽车充电，如果光伏发电功率不足以满足电动汽车充电功率需求，则使用外部电网补充不足的功率，同时尽可能利用光伏发电补充剩余的功率；模式三检查外部电网是否需要辅助功率，如果需要辅助功率，可以利用电动汽车或储能单元提供额外的功率来支持外部电网需求；模式四采用了多能源进行供电，为了满足太阳能光能不充足的情况，当储能单元有充电时，优先使用储能单元供电用户负载，如果储能单元电量不足，或者电动汽车未接入***，可以根据需求情况，选择使用电动汽车或从外部电网购电来满足用户负载需求。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式一的具体电流路径为光伏模块利用太阳电池输出直流电流，电流依次经过MPP T控制器、D C/D C隔离器、充放电控制器到达电动汽车。
模式二的具体电流路径为从外部电网获取外部电网补充功率，电流流经电表以及电流传感器，到达配电单元，再由配电单元流经D C/AC逆变整流器、D C/D C隔离器、充放电控制器到达电动汽车。
模式三的具体电流路径为储能单元或电动汽车提供的直流电流流经充放电控制器后到D C/D C隔离器再到D C/A C逆变整流器变为可供外部电网接收的交流电流，再流经配电单元，经过电表，到达外部电网。
具体地，模式三在判断外部电网需要辅助功率的同时还可以完成判断电网是否失效的动作，当判断到电网失效时，模式三自动转为以下模式四。
模式四直接由储能单元为用户负载供电，且在电动汽车处于接入状态时可利用电动汽车为用户负载供电，类似于模式三，电流流经充放电控制器、D C/D C隔离器到D C/A C逆变整流器变为交流电流，在配电单元直接供给用户负载所使用。
进一步地，模式一还包括以下步骤：
当储能单元以及电动汽车充电完成，则将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网。
可以理解地，当判断到光伏发电功率充足满足用户负载所需后，***优先考虑将光伏发电功率用于充电储能单元，储能单元的充电过程会持续进行，直到储能单元达到充电完成的状态或储能单元的充电容量达到预设的上限；如果电动汽车接入光伏储能***，***完成储能单元充电后利用者光伏发电功率为电动汽车进行充电，当电动汽车的充电需求满足或者电动汽车的电池充满时，充电过程会停止，表明电动汽车充电完成，一旦储能单元和电动汽车充电完成，***会检测剩余的光伏发电功率是否存在，如果还有额外的光伏发电功率没有被用户负载和储能单元所使用，可以选择将这部分多余的电能出售给外部电网，这意味着***可以作为一种分布式发电***，将不需要的电能注入外部电网，以供其他用户或外部电网的需求。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式一将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网的具体电流路径为光伏模块输出直流电流，电流依次经过MPP T控制器以及D C/AC逆变整流器、D C/D C隔离器、充放电控制器将光伏模块输出的直流电流转换为交流电流，可供给外部电网获取。
进一步地，模式一中还包括：当光伏发电功率大于用户负载所需功率，为用户负载供电的同时对电动汽车进行充电，并加大对电动汽车的充电功率。
可以理解地，在模式一中，如果光伏发电的功率超过了用户所需的负载功率，***会优先将光伏发电的功率用于满足用户的负载需求，确保了用户的电力需求能够得到满足，并减少对传统外部电网的依赖；同时，如果有电动汽车连接到光伏发电***，***会利用光伏发电的多余功率来为电动汽车进行充电，使电动汽车在用户的负载需求被满足的同时也能得到充电，实现了可再生能源的利用和电动汽车的持续使用，电动汽车在进行充电的过程中，增加对电动汽车的充电功率，***优先提供更多发电功率用于满足电动汽车的充电需求，确保电动汽车能够快速充电并维持其电池的充足状态。
进一步地，模式二还包括以下步骤：获取当前外部电网的电价信息，并判断电价信息是否满足预设条件；若满足，则利用外部电网给汽车充电。
可以理解地，模式二还考虑到了外部电网的电价信息，电价信息可能根据时间、季节或电力需求等因素而有所变化，在本实施例中，根据用户的设定值进行电价预设条件的设定，此外还可以将2022中国城市居民使用电费收费标准一度电的最低价格0.56元一度电作为预设条件也可以根据用户自己设定的可接受电价范围为预设条件，如果电价信息满足了预设的条件，***会认定当前电价为可接受的，可以进行充电操作，一旦电价信息满足了预设条件，***会利用外部电网来为电动汽车进行充电，将充电行为集中在电价低谷时段，可以平衡外部电网负荷，避免用电高峰时段的压力，提高电力***供需的平衡和稳定性，并获取更经济的充电成本，节省用户的充电费用。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式二利用外部电网给汽车充电的电流路径类似与电动汽车为外部电网补充辅助功率的路径，二者为同路反向设置，获取到外部电网提供的电流，流经配电单元再到功率辅助单元，在功率辅助单元内经过D C/AC逆变整流器与D C/D C隔离器、充放电控制器，整流为可供电动汽车充电的直流电源。
进一步地，模式四还包括以下步骤：
获取储能单元的电量情况；若储能单元有电，储能单元共同为用户负载供电；若储能单元电量为0，获取电动汽车电量情况，电动汽车有电时，电动汽车为用户负载供电；若电动汽车电量为0，则采用外部电网功率为用户负载供电。
可以理解地，***首先获取储能单元的当前电量信息，可以通过监测储能单元的电池状态或使用特定的传感器来实现，如果储能单元的电量不为零，即有可用电能，***会将储能单元作为主要的供电源，为用户的负载提供电力，储能单元可以通过逆变器将储存的直流电能转换为交流电能，以满足用户的需求；如果储能单元的电量为零，***会获取电动汽车的当前电量信息，可以通过电动汽车的电池管理***或与电动汽车通信进行实时获取，如果电动汽车的电量不为零，***会将电动汽车作为备用供电源，为用户的负载提供电力，类似于储能单元，电动汽车将储存的直流电能转换为交流电能，通过将储能单元和电动汽车纳入供电***，***可以最大限度地利用可再生能源，将减少对传统外部电网的依赖，以促进可持续能源的利用；如果储能单元和电动汽车的电量都为零，意味着无法从内部能源进行供电，在这种情况下，***会从外部电网中获取电力，模式四可以根据不同情况和能源可用性进行动态调整，根据储能单元和电动汽车的状态，***能够实时选择最优的供电方式，以适应能源供应和用户需求的变化。
进一步地，控制方法还包括以下模式：
模式五：当光伏发电功率为零时，且储能单元有电时，利用储能单元给电动汽车充电。
可以理解地，在模式五中，储能单元被用来给电动汽车充电，***可以根据不同的因素，如用户需求、外部电网需求、电池状态等，动态调整电动汽车充电的速度和时机。更进一步地，允许用户在***中设置优先级，例如，用户可以选择优先供电家庭负载，而将电动汽车充电视为次要任务，若此时处于家庭用电高峰期，可以实施一个能够优化能量流的算法，以确保在光伏发电不足时，储能单元的电量优先用于满足家庭或用户的负载需求，而只有剩余电量才用于电动汽车充电。这可以确保主要的电力需求得到满足，而若此时并不处于家庭用电高峰期时，根据用户设定，可以将电动汽车充电视为任务，而将供应家庭负载为次要任务，得到不同地充电策略，满足用户的灵活用电需求，并在不同时间段选择最佳的充电时机，以最大化使用可再生能源，并在电力需求高峰期避免过多地从电动汽车汲取电能。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式五利用储能单元给电动汽车充电无需接入功率调节单元，可直接采用直流耦合接入装置内的切换开关将储能单元与电动汽车连接即可，在直流耦合接入装置内包含一个协议转换控制器，用于转换二者之间地充放电控制协议，以使充电顺畅。
进一步地，模式五还包括以下步骤：若储能单元不能满足电动汽车充电的充电功率，利用外部电网即刻为电动汽车充电，或获取当前外部电网的电价信息，并判断电价信息是否满足预设条件；若满足，则利用外部电网给汽车充电。
可以理解地，模式五可以实现在储能单元不能满足充电功率要求时，通过连接到外部电网，直接从外部电网为电动汽车充电，根据不同条件和需求，动态调整充电功率，从外部电网为电动汽车充电时，利用分时电价策略，在电价较低的时间段为电动汽车充电；当用户急需用车时，利用外部电网即刻为电动汽车充电；若用户此时没有用车需要时，通过识别外部电网的电价变化，并根据预设条件来决定何时充电，可以最大限度地降低充电成本，类似于当光伏发电功率无法满足电动汽车充电功率时，在本实施例中，根据用户的设定值进行电价预设条件的设定，此外还可以将2022中国城市居民使用电费收费标准一度电的最低价格0.56元一度电作为预设条件也可以根据用户自己设定的可接受电价范围为预设条件，如果电价信息满足了预设的条件，***会认定当前电价为可接受的，可以进行充电操作。
进一步地，控制方法还包括以下模式：模式六：当电动汽车未接入光伏储能***时，且光伏发电功率大于用户负载所需功率时，利用光伏发电功率对储能单元进行充电。
可以理解地，当电动汽车处于未接入光伏储能***时，模式六中光伏发电功率的主要任务就为先满足用户负载所需功率，再满足储能单元的充电任务，具体地，除了满足储能单元充电以外，还可以将多余的光伏发电功率卖给外部电网，最大限度地利用光伏能源，减少对传统能源的依赖。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式六利用光伏发电功率对储能单元进行充电的电流路径类似于利用光伏发电功率对电动汽车进行充电的电流路径，在此不做赘述。
进一步地，当电动汽车未接入光伏储能***时还包括：模式七：当光伏发电功率小于用户负载所需功率时，低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，在储能单元有电且高电价时段采用储能单元给用户负载供电。
可以理解地，模式七在低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，可以利用外部电网供电的价格优势，在这段时间内，电价较低，购买电能的成本相对较低，在储能单元有电且高电价时段，使用储能单元供电可以避开高峰电价，从而降低整体能源消费成本。
具体地，结合第一实施例提供地光伏储能***的结构，模式七从外部电网购电并给储能单元存电的电流路径类似于从外部电网购电并给电动汽车充电的电流路径，在此不做赘述。
需要说明的是，本发明提供的一种光伏储能***的充放电方法其具体充放电模式不止于上述七种模式，与第一实施例中提供的一种光伏储能***智能结合，还有多种适用于不同充放电需要的不同模式，可以根据用户需要并实现能量最优解决方案，为用户减少购电需要并实现创收。
在本发明所提供的实施例中，应理解，“与A对应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明的附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方案中，方框中所标注的功能也可以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，在此基于涉及的功能而确定。需要特别注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
与现有技术相比，本发明所提供的一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***，具有如下的有益效果：
1.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式一与模式二属于电动汽车充电模式的一种，在光伏发电功率大于用户负载所需功率且储能单元已充满时，将多余的光伏发电功率用于充电电动汽车，当光伏发电功率不足以满足电动汽车的充电需求时，可以使用外部电网补充电力，确保电动汽车能够及时充电，实现了能源的最大化利用，提高了光伏***的自给自足程度；增加了可再生能源利用率，将多余的太阳能电力用于充电，减少了对传统外部电网的依赖，提高了可再生能源的利用率；模式四提出了一种负载共享模式，***可以智能地利用储能单元、电动汽车和外部电网共同为用户负载提供所需的能量，确保用户的电力供应不中断，通过多种资源的协同使用，***能够应对不稳定的光伏发电条件，提高供电的稳定性；模式三展示了***能够参与外部电网支援，提供备用电源，增强外部电网的灵活性和可靠性，有助于防止电力中断和应对紧急情况。
2.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网，用户可以赚取电费回报或获得电力抵免降低电力成本，降低光伏储能***的总体电力成本，从而提高***的经济效益，光伏储能***成为电力***的参与者，帮助平衡供需，提高电力***的稳定性。
3.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，加大对电动汽车的充电功率，光伏发电***为用户负载供电的同时，利用过剩的电能进行电动汽车的充电，最大化***的自给自足能力，充分利用可再生能源，由于充电功率增加，电动汽车可以更快地充满电，提高了电动汽车的可用性；通过将光伏发电的过剩能量转化为充电功率，***可以降低用电峰值，在发电和储能方面具有了更大的灵活性，光伏发电和电动汽车的协同运行为电动汽车提供了绿色能源进行充电。
4.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，***可以根据实时的电价信息进行决策，以确定最佳的充电时机，当电价较低时，可以利用外部电网进行充电，将充电行为集中在电价低谷时段，可以平衡外部电网负荷，避免用电高峰时段的压力，提高电力***供需的平衡和稳定性，并获取更经济的充电成本，节省用户的充电费用。
5.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式四中***首先利用储能单元中的电能余量来供电用户负载，这可以最大化利用储能单元中储存的太阳能电能，并确保尽量少地依赖外部电网供电，只有当储能单元的余量为0时，进一步考虑使用电动汽车的电能余量，最后，只有当电动汽车的电能余量也为0时，***才会依靠外部电网供电，优先使用太阳能光伏发电和储能单元供电，以及潜在地利用电动汽车的电能余量，***可以降低用户负载对外部电网供电的需求，确保用户负载的持续供电提供额外的能源备份，提高***的可靠性，减轻外部电网负荷，降低综合电力成本，以及促进可再生能源的利用。
6.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式五中，光伏发电功率为零时无法直接利用太阳能进行充电，将储能单元用于给电动汽车充电可以充分利用可再生能源，意味着在没有外部电力供应的情况下，人们仍然可以通过充电储能单元满足电动汽车的能量需求，避免了能源浪费，并帮助提高可再生能源的利用率；电动汽车充电需求通过储能单元满足，避免过高的外部电网负荷和压力，有助于平衡电力***的供需，提高外部电网的稳定性和可靠性。
7.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，利用外部电网即刻为电动汽车充电可以避免浪费宝贵的充电时间，如果储能单元无法满足充电功率要求，则立即从外部电网获取能量，以最大化充电效率并快速满足电动汽车的能量需求；获取当前电价并在电价满足预设条件时给电动汽车充电，允许用户选择在电价较低的时间充电，以节约充电成本，同时，用户可以借助***进行预设条件的设定，从而更加方便地利用电价波动。
8.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，光伏发电是一种可再生能源，利用它进行车辆充电可以帮助减少对传统能源的依赖，有助于降低能源成本，特别是在光伏产生的电能超过用户负载需求时，模式六可以通过光伏模块直接为储能单元充电，而不需要从外部电网购买电能。
9.本发明实施例提供一种光伏储能***的充放电方法，模式七在低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，可以利用外部电网供电的价格优势，在这段时间内，电价较低，购买电能的成本相对较低，在储能单元有电且高电价时段，使用储能单元供电可以避开高峰电价，从而降低整体能源消费成本。
10.本发明实施例还提供一种光伏储能***，具有与上述一种光伏储能***的充放电方法相同的有益效果，在此不作赘述。
以上对本发明实施例公开的一种光伏储能***的充放电方法及光伏储能***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏储能***的充放电方法，用于控制与外部电网相连接的光伏储能***给电动汽车进行充放电，所述光伏储能***包括光伏模块、储能单元、配电单元和用户负载，配电单元用于连接用户负载以及外部电网，其特征在于：该充放电方法包括以下步骤：
获取用户负载所需功率以及光伏模块产生的光伏发电功率；
判断光伏发电功率是否大于用户负载所需功率，若是，按下模式运行：
模式一：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，当储能单元充满时，利用光伏发电功率给电动汽车充电；或
模式二：若电动汽车接入光伏储能***，获取电动汽车充电功率，判断光伏发电功率是否满足电动汽车充电功率，若不满足，利用外部电网补充功率给电动汽车充电；或
模式三：若电动汽车接入光伏储能***，判断外部电网是否需要辅助功率，若需要，使用电动汽车或储能单元对外部电网提供辅助功率；
若否，按下模式运行：
模式四：判断电动汽车是否接入光伏储能***，若是，获取储存电池的电量情况，利用储能单元或电动汽车或外部电网为用户负载供电。
2.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：模式一还包括以下步骤：
当储能单元以及电动汽车充电完成，则将光伏模块发出的多余电能出售给外部电网。
3.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：模式一中还包括：当光伏发电功率大于用户负载所需功率，为用户负载供电的同时对电动汽车进行充电，并加大对电动汽车的充电功率。
4.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：模式二还包括以下步骤：
获取当前外部电网的电价信息，并判断电价信息是否满足预设条件；
若满足，则利用外部电网给汽车充电。
5.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：模式四还包括以下步骤：
获取储能单元的电量情况；若储能单元有电，储能单元共同为用户负载供电；若储能单元电量为0，获取电动汽车电量情况，电动汽车有电时，电动汽车为用户负载供电；若电动汽车电量为0，则采用外部电网功率为用户负载供电。
6.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：控制方法还包括以下模式：
模式五：当光伏发电功率为零时，且储能单元有电时，利用储能单元给电动汽车充电。
7.如权利要求6所述的充放电方法，其特征在于：模式五还包括以下步骤：若储能单元不能满足电动汽车充电的充电功率，利用外部电网即刻为电动汽车充电，或获取当前外部电网的电价信息，并判断电价信息是否满足预设条件；若满足，则利用外部电网给汽车充电。
8.如权利要求1所述的充放电方法，其特征在于：控制方法还包括以下模式：
模式六：当电动汽车未接入光伏储能***时，且光伏发电功率大于用户负载所需功率时，利用光伏模块对储能单元进行充电。
9.如权利要求8所述的充放电方法，其特征在于：当电动汽车未接入光伏储能***时还包括：
模式七：当光伏发电功率小于用户负载所需功率时，低价时段从外部电网购电并给储能单元存电，在储能单元有电且高电价时段采用储能单元给用户负载供电。
10.一种光伏储能***，采用如权利要求1-9任一项所述的一种光伏储能的充放电方法给电动汽车进行充放电，其特征在于：所述光伏储能***包括配电单元、光伏模块、功率调节单元、储能单元、直流耦合接入装置和用户负载；
配电单元用于分配所述外部电网功率供应给所述用户负载、储能单元与电动汽车并接收光伏发电功率；
光伏模块用于产生光伏发电功率；
功率调节单元用于与所述储能单元、所述电动汽车以及所述配电单元双向连接；
储能单元用于储存所述光伏模块产生的光伏发电功率；
直流耦合接入装置用于控制所述功率调节单元与所述储能单元或所述电动汽车连接。
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