一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法，包括：檢測電網(wǎng)狀態(tài)，在電網(wǎng)狀態(tài)不正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式，通過光伏供電系統(tǒng)的電能為本地負(fù)載供電，在電網(wǎng)狀態(tài)正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，其中，所述工作時段包括高電價時段和低電價時段。本發(fā)明保證了較高的光伏能量利用率和經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)使用環(huán)境與電網(wǎng)收費(fèi)情況，在高電價時段啟動，而夜間用電低谷時，通常電價比較低，則為儲能電池充電。這樣，不僅使光伏供電系統(tǒng)的電能發(fā)揮得淋漓盡致，還可充分保證用戶的經(jīng)濟(jì)利潤。
【專利說明】—種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電模塊的并網(wǎng)控制技術(shù)，尤其涉及一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一個發(fā)電廠發(fā)電能力通常是固定的不輕易改變的，發(fā)電廠一般是全天候持續(xù)發(fā)電的，如果發(fā)出來的電不用掉，用于發(fā)電的能源也就浪費(fèi)掉了。但是用電高峰通常在白天，造成白天電不夠用，晚上則是低谷，有多余用不掉發(fā)的電都浪費(fèi)了，發(fā)電廠為了規(guī)避這一現(xiàn)象，在定義電價上，規(guī)定用電高峰時間段的電價較貴，而用電低谷時間段的電價比較便宜，鼓勵用戶在用電低谷時間段用電，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，達(dá)到了電能的充分利用和避免電能浪費(fèi)的目的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種多功能的光伏發(fā)電模塊發(fā)電系統(tǒng),光伏發(fā)電模塊并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是最近幾年興起來的新技術(shù)，是今后實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略的發(fā)展的重點(diǎn)，該系統(tǒng)能同時實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、UPS不間斷電源三種功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，而且這三種功能具有自動轉(zhuǎn)換、自動配合的功能，能夠最大限度的使用太陽能發(fā)電，最大限度的保證居民的供電質(zhì)量，該技術(shù)能很好的解決晚間無太陽能的供電、電網(wǎng)停電時的供電、長期陰雨天時的供電等一系列供電問題，將會成為光伏發(fā)電模塊發(fā)電的主流產(chǎn)品。
[0004]光伏發(fā)電模塊發(fā)電系統(tǒng)一般位于發(fā)電廠和負(fù)載之間，當(dāng)出現(xiàn)長期的陰雨天氣時，此時，光伏發(fā)電模塊發(fā)電系統(tǒng)就相當(dāng)于一個UPS儲能裝置，主要通過電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載的供電，無法智能的實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，無法實(shí)現(xiàn)電能的充分利用和避免電能浪費(fèi)的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法，來解決以上技術(shù)問題。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法，包括:
[0008]檢測電網(wǎng)狀態(tài)；
[0009]在電網(wǎng)狀態(tài)不正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式，通過光伏供電系統(tǒng)的電能為本地負(fù)載供電；
[0010]在電網(wǎng)狀態(tài)正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電；
[0011]其中，所述工作時段包括高電價時段和低電價時段。
[0012]優(yōu)選的，所述光伏供電系統(tǒng)包括儲能電池和光伏發(fā)電模塊；所述光伏供電系統(tǒng)的電能包括光伏電能和儲能電池電能；
[0013]所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，包括:若當(dāng)前時間為高電價時段，此時儲能電池狀態(tài)正常，則a)在儲能電池的電量為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊與儲能電池同時提供并網(wǎng)輸出電能；b)在儲能電池的電量為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，發(fā)出光伏告警，控制儲能電池提供并網(wǎng)輸出電能；c)在儲能電池的電量不為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊提供光伏電能為儲能電池充電；d)在儲能電池的電量不為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)也不正常時，發(fā)出光伏告警，控制光伏供電系統(tǒng)不提供并網(wǎng)輸出電能，由電網(wǎng)單獨(dú)為負(fù)載提供電能；
[0014]其中，儲能電池狀態(tài)正常時，儲能電池能正常充電和放電，且儲能電池電量大于預(yù)設(shè)的儲能電池放電閾值；儲能電池狀態(tài)不正常時，儲能電池不能正常充電或放電，或儲能電池電量小于或等于預(yù)設(shè)的儲能電池放電閾值；光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，光伏發(fā)電模塊能正常輸出光伏電能；光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，光伏發(fā)電模塊不能輸出光伏電能。
[0015]優(yōu)選的，所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，還包括:若當(dāng)前時間為高電價時段，此時儲能電池狀態(tài)不正常，則a)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常，但儲能電池不能正常充電或放電時，發(fā)出儲能電池告警，控制光伏發(fā)電模塊提供并網(wǎng)輸出電能山)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常，儲能電池能正常充電和放電但儲能電池的電量小于或等于預(yù)設(shè)的放電閾值時，發(fā)出儲能電池告警，控制光伏發(fā)電模塊提供光伏電能為儲能電池充電；c)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，同時發(fā)出儲能電池告警和光伏告警，控制光伏供電系統(tǒng)不提供并網(wǎng)輸出電能，由電網(wǎng)單獨(dú)為負(fù)載提供電能；
[0016]優(yōu)選的，所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，包括:若當(dāng)前時間為低電價時段，儲能電池能正常充電和放電，則a)在儲能電池的電量不為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊為儲能電池充電；b)在儲能電池的電量不為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)也不正常時，采用電網(wǎng)的電能對儲能電池進(jìn)行充電；c)在儲能電池的電量為滿時，控制儲能電池處于待機(jī)狀態(tài),此時儲能電池不充電也不放電；
[0017]若儲能電池不能正常充電或放電，則發(fā)出儲能電池告警。
[0018]優(yōu)選的，所述工作于獨(dú)立發(fā)電模式包括:檢測儲能電池狀態(tài)；若儲能電池狀態(tài)正常，則檢測光伏發(fā)電模塊是否正常，若正常則進(jìn)一步檢測光伏發(fā)電模塊輸出功率是否大于負(fù)載的功率，若大于則控制光伏發(fā)電模塊為儲能電池充電并同時為負(fù)載供電，若小于則控制光伏發(fā)電模塊與儲能電池同時為負(fù)載供電，若等于則控制光伏發(fā)電模塊的全部光伏電能全部提供給負(fù)載；若檢測到儲能電池狀態(tài)正常，而光伏發(fā)電模塊不正常則控制儲能電池獨(dú)立為本地負(fù)載供電。
[0019]優(yōu)選的，光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式下，若檢測到儲能電池狀態(tài)不正常，且檢測到光伏發(fā)電模塊也不正常，則啟動保護(hù)程序，關(guān)閉光伏供電系統(tǒng)的工作開關(guān)，使光伏供電系統(tǒng)停止工作。
[0020]優(yōu)選的，所述工作于獨(dú)立發(fā)電模式，還包括:在確定儲能電池狀態(tài)正常時，發(fā)出電網(wǎng)異常告警，斷開電網(wǎng)輸出開關(guān)，使負(fù)載與電網(wǎng)脫離。
[0021]優(yōu)選的，在所述光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式，當(dāng)檢測到電網(wǎng)狀態(tài)正常時，閉合電網(wǎng)輸出開關(guān)，使負(fù)載與電網(wǎng)連接，控制所述光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式。
[0022]優(yōu)選的，所述控制方法還包括:在所述光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)發(fā)電模式，檢測是否啟動APF功能；
[0023]如果是，則實(shí)時檢測負(fù)載的電流瞬時值，結(jié)合所述電流瞬時值確定并網(wǎng)輸出電流，以降低電路中產(chǎn)生的諧波與無功含量；
[0024]否則，不檢測負(fù)載的電流瞬時值。
[0025]優(yōu)選的，所述電網(wǎng)狀態(tài)不正常包括:電網(wǎng)停電或產(chǎn)生孤島效應(yīng)。
[0026]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上保證了較高的光伏能量利用率和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)使用環(huán)境與電網(wǎng)收費(fèi)情況，在光伏發(fā)電高峰時段啟動、低谷時段關(guān)閉光伏模塊，在用電高峰時段并網(wǎng)輸出能量，而夜間用電低谷時，通常電價比較低，則為儲能電池充電。這樣，不僅使光伏電能發(fā)揮得淋漓盡致，還可充分保證用戶的經(jīng)濟(jì)利潤。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法流程圖。
[0028]圖2為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)工作于高電價時段時并網(wǎng)的控制方法流程圖。
[0029]圖3為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)工作于低電價時段時并網(wǎng)的控制方法流程圖。
[0030]圖4為第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法的控制裝置的原理圖。
[0031]圖中:10、控制裝置；11、電網(wǎng)檢測單元；12、模式切換模塊；13、光伏供電系統(tǒng)檢測模塊；14、輸出控制模塊；15、電網(wǎng)輸出開關(guān)；16、告警模塊；17、參數(shù)設(shè)置模塊；18、通信顯示模塊；19、功率因素補(bǔ)償裝置；20、光伏供電系統(tǒng)；21、光伏發(fā)電模塊；22、MPPT控制模塊；23、儲能電池；24、儲能電池管理模塊；30、電網(wǎng)；40、負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0033]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0034]本實(shí)施例提供一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)20并網(wǎng)的控制方法，請參考圖1，其為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)20并網(wǎng)的控制方法流程圖，該方法包括:
[0035]S110、檢測電網(wǎng)30狀態(tài)是否正常。
[0036]電網(wǎng)30狀態(tài)正常時，電網(wǎng)30能提供穩(wěn)定電壓或電流，此時電網(wǎng)30能正常為負(fù)載供電。
[0037]當(dāng)電網(wǎng)30停電時，電網(wǎng)30停止供電，電網(wǎng)30無法正常工作。
[0038]當(dāng)電網(wǎng)30發(fā)生孤島效應(yīng)時，此時電網(wǎng)30處于失壓狀態(tài)或負(fù)載40與電網(wǎng)30之間發(fā)生線路短路等異常情況，此時電網(wǎng)30無法為負(fù)載40提供正常工作的電壓或電流，導(dǎo)致電網(wǎng)30無法為負(fù)載40正常供電。
[0039]在電網(wǎng)30停電或發(fā)生孤島效應(yīng)時，電網(wǎng)30狀態(tài)是不正常的，此時判定電網(wǎng)30處于異常狀態(tài)，需進(jìn)行故障排查或維修。[0040]S120、根據(jù)電網(wǎng)30狀態(tài)是否正常生成相應(yīng)的工作模式控制信號，控制光伏供電系統(tǒng)20的工作模式。
[0041]S130、根據(jù)光伏供電系統(tǒng)20的工作模式選擇性的檢測光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段、光伏供電系統(tǒng)20的儲能電池23是否正常工作、儲能電池23的電量、負(fù)載40的工作狀態(tài)以及光伏供電系統(tǒng)20的光伏發(fā)電模塊21是否正常工作。
[0042]其中，光伏發(fā)電模塊21為太陽能電池板，儲能電池23—般采用蓄電池。光伏供電系統(tǒng)20的工作模式包括并網(wǎng)供電模式和獨(dú)立供電模式，工作時段包括高電價時段和低電價時段，高電價時段一般為用電高峰時段，低電價時段一般為用電低峰時段。
[0043]步驟S130還包括步驟S1321和步驟S1341。
[0044]S1321、當(dāng)檢測到儲能電池23不正常工作或狀態(tài)不正常時，發(fā)出儲能電池告警。
[0045]S1341、當(dāng)檢測到光伏發(fā)電模塊21不正常工作或狀態(tài)不正常時，發(fā)出光伏告警。
[0046]S140、根據(jù)光伏供電系統(tǒng)20的工作模式、光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段、儲能電池23是否正常工作、儲能電池23的電量以及光伏發(fā)電模塊21是否正常，生成相應(yīng)的驅(qū)動控制信號，控制光伏供電系統(tǒng)20的儲能電池23并網(wǎng)充電或并網(wǎng)放電。
[0047]在步驟SllO之前還包括步驟S100。
[0048]S100、預(yù)先設(shè)置儲能電池23的儲能電池放電閾值以及光伏供電系統(tǒng)20的高電價時段和低電價時段。
[0049]只有當(dāng)儲能電池23的電量大于該儲能電池放電閾值時，儲能電池23才進(jìn)行放電。因?yàn)閮δ茈姵?3 —般采用蓄電池，如果儲能電池23的電量過低或耗盡，容易造成蓄電池的損壞或減小使用壽命，所以蓄電池一般都有最低安全放電閾值，以保護(hù)蓄電池的使用壽命，設(shè)置儲能電池放電閾值時可適當(dāng)比蓄電池的最低安全放電閾值稍高些，以保護(hù)蓄電池的使用壽命，當(dāng)然，也可比最低安全放電閾值高出很多，用于防止儲能電池剛放完電時電網(wǎng)30發(fā)生異常的情況，以便于使儲能電池23能夠不影響自身壽命的情況下繼續(xù)為負(fù)載40供電，為修復(fù)電網(wǎng)30提供一定時間。
[0050]采用如上控制方法，根據(jù)使用環(huán)境與電網(wǎng)收費(fèi)情況，在高電價時段儲能電池23并網(wǎng)輸出能量，低電價時段補(bǔ)充儲能電池23的電能，充分使用低價電和光伏發(fā)電模塊21的電。比如，夜間9點(diǎn)到早上9點(diǎn)為低電價時段，通常電價比較低，白天9點(diǎn)到夜間9點(diǎn)為用電高峰，屬于高電價時段，通常電價比較高，則在高電價時段儲能電池23盡可能的放電，而在低電價時段，使用光伏電能或便宜的市電為儲能電池23充電以便在高電價時段放電。而光伏發(fā)電模塊21只要正常工作，就會盡可能為儲能電池23充電或并網(wǎng)輸出電能，這樣，不僅光伏發(fā)電模塊21的作用發(fā)揮得淋漓盡致，還可充分保證用戶用電的經(jīng)濟(jì)利潤。
[0051]具體的，步驟S120包括:
[0052]S121、在檢測到電網(wǎng)30狀態(tài)不正常時，控制光伏供電系統(tǒng)20的工作于獨(dú)立供電模式。
[0053]S122、在檢測到電網(wǎng)30狀態(tài)正常時，即電網(wǎng)30正常工作時，控制光伏供電系統(tǒng)20的工作于并網(wǎng)供電模式。
[0054]其中，步驟S121包括:
[0055]S1211、在檢測到電網(wǎng)30停電或發(fā)生孤島效應(yīng)時，生成控制光伏供電系統(tǒng)20工作于獨(dú)立供電模式的工作模式控制信號。[0056]S1212、控制光伏供電系統(tǒng)20工作于獨(dú)立供電模式。
[0057]S1213、發(fā)出電網(wǎng)異常告警，斷開電網(wǎng)輸出開關(guān)15，使負(fù)載40與電網(wǎng)30脫離，由光伏供電系統(tǒng)20單獨(dú)為負(fù)載40供電。
[0058]具體的，光伏供電系統(tǒng)20工作于獨(dú)立供電模式時，若光伏發(fā)電模塊21正常工作，繼續(xù)比較負(fù)載40的用電功率與光伏發(fā)電模塊21的最大輸出功率的大小，根據(jù)比較的結(jié)果控制光伏發(fā)電模塊21單獨(dú)為負(fù)載40供電，或控制光伏發(fā)電模塊21與儲能電池23 —起為負(fù)載40供電,或光伏發(fā)電模塊21為儲能電池23充電的同時為負(fù)載40供電。
[0059]光伏供電系統(tǒng)20工作于獨(dú)立供電模式時，若光伏發(fā)電模塊21不正常工作，發(fā)出光伏告警，由儲能電池23單獨(dú)為負(fù)載40供電。
[0060]步驟S122包括:
[0061]S1221、在檢測到電網(wǎng)30未停電且未發(fā)生孤島效應(yīng)，即電網(wǎng)30正常工作時；生成控制光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式的工作模式控制信號。
[0062]S1222、控制光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式。
[0063]S1223、閉合電網(wǎng)輸出開關(guān)15，使負(fù)載40與電網(wǎng)30連接，由光伏供電系統(tǒng)20和電網(wǎng)30 —起為負(fù)載40供電。
[0064]具體的，S130具體包括:
[0065]S131、在光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式時，檢測光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段。
[0066]步驟S131中，包括獲取當(dāng)前光伏供電系統(tǒng)20工作的時間，判斷光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前工作的時間是否在高電價時段內(nèi)。
[0067]其中，獲取當(dāng)前光伏供電系統(tǒng)20工作的時間可通過在光伏供電系統(tǒng)20內(nèi)或控制裝置10內(nèi)設(shè)置計時器或時鐘實(shí)現(xiàn)。
[0068]更具體的，第一種情況:光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式,光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前工作于高電價時段，請參考圖2，圖2為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)20工作于高電價時段時并網(wǎng)的控制方法流程圖。
[0069]S132、檢測儲能電池23狀態(tài)是否正?；驒z測儲能電池23是否能正常工作。
[0070]當(dāng)儲能電池23狀態(tài)不正常時，儲能電池23不能正常工作，執(zhí)行步驟S1321 ;當(dāng)儲能電池23正常工作時，執(zhí)行步驟S133。
[0071]其中，儲能電池23正常工作時，儲能電池23能夠正常充/放電；儲能電池23不正常的情況包括:儲能電池23的輸入或輸出線路短路、儲能電池23未接通、儲能電池23無法正常充電、儲能電池23嚴(yán)重漏電虧電等。
[0072]S1321、當(dāng)儲能電池23不正常工作時，發(fā)出儲能電池告警。
[0073]S1321執(zhí)行完畢后，返回步驟S110，繼續(xù)檢測電網(wǎng)30是否停電或發(fā)生孤島效應(yīng)。
[0074]S133、當(dāng)儲能電池23正常工作時，檢測儲能電池23的電量是否為滿值。
[0075]如果儲能電池23的電量為滿值，執(zhí)行步驟S141 ;否則，執(zhí)行步驟S134。
[0076]S141、控制儲能電池23開始放電，并網(wǎng)輸出電能。
[0077]S134、如果儲能電池23的電量不為滿值，檢測光伏發(fā)電模塊21是否正常工作，如果是，執(zhí)行步驟S142 ;否則，執(zhí)行步驟S1341。
[0078]S1341、當(dāng)檢測到光伏發(fā)電模塊21不正常工作時，發(fā)出光伏告警。[0079]步驟S1341執(zhí)行完畢后返回步驟SI 10。
[0080]其中，步驟S141之后還包括步驟S135。
[0081]S135、判斷儲能電池23的電量是否大于預(yù)設(shè)的儲能電池放電閾值，如果是，返回步驟S141，儲能電池23繼續(xù)放電，并網(wǎng)輸出電能；否則，返回步驟S110。
[0082]S142、控制光伏發(fā)電模塊21為儲能電池23充電，返回步驟S110。
[0083]其中，在儲能電池23的電量充滿后，控制光伏發(fā)電模塊21并入電網(wǎng)30，并網(wǎng)輸出電能。
[0084]第二種情況:光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式，光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前工作于低電價時段，請參考圖3，圖3為第一實(shí)施例的儲能型的光伏供電系統(tǒng)20工作于低電價時段時的控制方法流程圖。
[0085]S131、在光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)供電模式時，檢測光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段。
[0086]S132、當(dāng)光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段為低電價時段，判斷儲能電池23狀
態(tài)是否正常。
[0087]如果是，執(zhí)行步驟S133 ;否則執(zhí)行步驟S1321。
[0088]S133、儲能電池23正常工作時，檢測儲能電池23的電量是否為滿值。如果是，返回步驟SllO ;否則，執(zhí)行步驟S134。
[0089]S1321、當(dāng)儲能電池23不正常工作時，發(fā)出儲能電池告警，返回步驟S110，繼續(xù)檢測電網(wǎng)30是否停電或發(fā)生孤島效應(yīng)。
[0090]S134、儲能電池23的電量不為滿值時，檢測光伏發(fā)電模塊21狀態(tài)是否正常。如果是，執(zhí)行步驟S143 ;否則，執(zhí)行步驟S1341以及步驟S144。
[0091]S143、光伏發(fā)電模塊21正常工作時，控制光伏發(fā)電模塊21為儲能電池23充電，返回至步驟S110。
[0092]S1341、當(dāng)檢測到光伏發(fā)電模塊21不正常工作時，發(fā)出光伏告警。
[0093]S144、控制電網(wǎng)30為儲能電池23充電，返回步驟S110。
[0094]上述兩種情況主要是針對儲能電池23的充/放電控制進(jìn)行闡述，也是本方案的重要組成部分，而完整的光伏供電系統(tǒng)20的控制方法還應(yīng)包括對光伏發(fā)電模塊21的控制，具體的，第一種情況下，在步驟S133后還包括步驟S145 ;第二種情況下，在步驟S133后還包括步驟S146。
[0095]S145、檢測光伏發(fā)電模塊21狀態(tài)是否正常，若是，則控制光伏發(fā)電模塊21和儲能電池23 —起并網(wǎng)為負(fù)載40供電；否則，發(fā)出光伏告警，僅控制儲能電池23并網(wǎng)為負(fù)載40供電。
[0096]S146、檢測光伏發(fā)電模塊21狀態(tài)是否正常,若是,則控制光伏發(fā)電模塊21輸出光伏電能并網(wǎng)為負(fù)載40供電；否則，發(fā)出光伏告警，光伏發(fā)電模塊21不輸出電能。
[0097]一般情況下，儲能電池23是正常工作的，光伏發(fā)電模塊21只要是白天為晴天也一般是正常工作的，儲能電池23以及光伏發(fā)電模塊21的硬件故障或短接故障幾率是很小的，所以在低電價時段儲能電池23的電量一般都能充滿，在高電價時段時，儲能電池23的電量是滿的，而且高電價時段一般都是白天，除非是陰天或無太陽的天氣，光伏發(fā)電模塊21一般都能正常發(fā)電，所以在高電價時段時，優(yōu)先使用光伏發(fā)電模塊21和儲能電池23為負(fù)載40供電，使電網(wǎng)30的輸出最小的功率，本方案采用優(yōu)先使用光伏充電，次優(yōu)使用低價電充電的方法，充分保證用戶用電的經(jīng)濟(jì)利潤。
[0098]而在特殊情況時，比如出現(xiàn)長期的陰雨天，光伏發(fā)電模塊21不能正常工作，光伏供電系統(tǒng)20相當(dāng)于UPS儲能裝置，在低電價時段時采用電網(wǎng)30為儲能電池充電，在高電價時段時用掉，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”的功能，把電網(wǎng)30的低價電時段的電能存儲起來在電網(wǎng)30的高電價時段用掉，也可保證用戶用電的經(jīng)濟(jì)利潤。
[0099]此外，儲能電池23可以為一組，也可使用多組并聯(lián)的方式，優(yōu)選的，使用多組并聯(lián)的方式可減小儲能電池23的故障率，而且增加了儲能電池23的存儲電量，且儲能電池23的成本不高，儲能電池23 —般采用使用壽命長且便宜的蓄電池，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
[0100]請參考圖4，圖4為第一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)儲能型的光伏供電系統(tǒng)20并網(wǎng)的控制方法的控制裝置10的原理圖。該控制裝置10包括:電網(wǎng)檢測單元11、模式切換模塊12、光伏供電系統(tǒng)檢測模塊13、輸出控制模塊14、電網(wǎng)輸出開關(guān)15、告警模塊16、參數(shù)設(shè)置模塊17、通信顯示模塊18以及功率因素補(bǔ)償裝置19。
[0101]光伏供電系統(tǒng)20包括:光伏發(fā)電模塊21、MPPT控制模塊22、儲能電池23以及儲能電池管理模塊24。其中MPPT控制模塊22連接光伏發(fā)電模塊21，由于光照的強(qiáng)度及太陽能電池板的特性不同，光伏發(fā)電模塊21的最大功率點(diǎn)會有所不同，MPPT控制模塊22采用擾動觀測法來跟蹤光伏發(fā)電模塊21的最大功率點(diǎn),使光伏發(fā)電模塊21處于最大功率輸出狀態(tài)。儲能電池管理模塊24主要是根據(jù)控制裝置10的工作狀態(tài)來控制儲能電池23進(jìn)行充/放電。
[0102]控制裝置10的一個輸入端連接光伏供電系統(tǒng)20，另一個輸入端連接電網(wǎng)30，控制裝置10的輸出端連接負(fù)載40，同時控制裝置10還包括多個檢測端，分別連接儲能電池23、光伏發(fā)電模塊21的輸出端、電網(wǎng)30的輸出端以及負(fù)載40。
[0103]具體的，控制裝置10的檢測端包括電網(wǎng)檢測端、儲能電池檢測端、光伏發(fā)電模塊檢測端以及負(fù)載檢測端，分別連接儲能電池23、光伏發(fā)電模塊21的輸出端、電網(wǎng)30的輸出端以及負(fù)載40，分別用于檢測儲能電池23是否正常工作以及儲能電池23的電量、光伏發(fā)電模塊21是否正常工作以及光伏發(fā)電模塊21的輸出能力或能達(dá)到的最大輸出功率、電網(wǎng)30是否停電或發(fā)生孤島效應(yīng)以及負(fù)載40的用電功率。
[0104]其中，電網(wǎng)檢測端由電網(wǎng)檢測單元11提供,儲能電池檢測端、光伏發(fā)電模塊檢測端以及負(fù)載檢測端均由光伏供電系統(tǒng)檢測模塊13提供。
[0105]模式切換模塊12，用于根據(jù)電網(wǎng)30是否停電或發(fā)生孤島效應(yīng)生成相應(yīng)的工作模式控制信號，控制光伏供電系統(tǒng)20的工作模式；
[0106]光伏供電系統(tǒng)檢測模塊13，用于檢測光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段、光伏供電系統(tǒng)20的儲能電池23是否正常工作、儲能電池23的電量以及光伏供電系統(tǒng)20的光伏發(fā)電模塊21是否正常工作；
[0107]輸出控制模塊14，分別連接模式切換模塊12以及光伏供電系統(tǒng)檢測模塊13，用于根據(jù)光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前所處的工作時段、光伏供電系統(tǒng)20的儲能電池23是否正常工作、光伏供電系統(tǒng)20的光伏發(fā)電模塊21是否正常工作以及儲能電池23的電量，生成相應(yīng)的驅(qū)動控制信號，控制儲能電池23的充/放電。
[0108]電網(wǎng)輸出開關(guān)15用于斷開電網(wǎng)30或閉合電網(wǎng)30。[0109]告警模塊16用于發(fā)出光伏告警、電網(wǎng)異常告警以及儲能電池告警。
[0110]參數(shù)設(shè)置模塊17用于設(shè)置儲能電池放電閾值以及設(shè)置光伏供電系統(tǒng)20的高電價時段和低電價時段。
[0111]通信顯示模塊18用于顯示光伏供電系統(tǒng)20的輸出功率、電網(wǎng)30的輸出功率、告警信息、當(dāng)前負(fù)載40的用電功率、光伏供電系統(tǒng)20的工作狀態(tài)、電網(wǎng)30的工作狀態(tài)以及光伏供電系統(tǒng)20當(dāng)前的工作時段等信息。
[0112]功率因素補(bǔ)償裝置19采用IGBT全橋，用于實(shí)現(xiàn)光伏供電系統(tǒng)20和電網(wǎng)并網(wǎng)輸出功率。功率因素補(bǔ)償裝置19的驅(qū)動控制信號由輸出控制模塊14提供，根據(jù)驅(qū)動控制信號控制IGBT全橋的工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對并網(wǎng)輸出功率的控制。
[0113]具體的，在光伏供電系統(tǒng)20工作于并網(wǎng)發(fā)電模式，檢測是否啟動控制裝置10的APF功能按鈕，如果是，則實(shí)時檢測負(fù)載40的電流瞬時值，結(jié)合該電流瞬時值通過補(bǔ)償電路的方式確定并網(wǎng)輸出電流，以降低電路中產(chǎn)生的諧波與無功含量；否則，不檢測負(fù)載40的電流瞬時值。
[0114]這種靈活的電流控制方式，可以根據(jù)需要補(bǔ)償負(fù)載40的電流的諧波分量和無功分量，實(shí)現(xiàn)近似APF的功能，提高并網(wǎng)功率因素，降低非線性負(fù)載的諧波影響；也可以單獨(dú)設(shè)置無功功率，為電網(wǎng)30補(bǔ)充容性功率，方便靈活。
[0115]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種儲能型的光伏供電系統(tǒng)并網(wǎng)的控制方法，其特征在于，包括: 檢測電網(wǎng)狀態(tài)； 在電網(wǎng)狀態(tài)不正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式，通過光伏供電系統(tǒng)的電能為本地負(fù)載供電； 在電網(wǎng)狀態(tài)正常時，控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電； 其中，所述工作時段包括高電價時段和低電價時段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述光伏供電系統(tǒng)包括儲能電池和光伏發(fā)電模塊；所述光伏供電系統(tǒng)的電能包括光伏電能和儲能電池電能； 所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，包括:若當(dāng)前時間為高電價時段，此時儲能電池狀態(tài)正常，則a)在儲能電池的電量為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊與儲能電池同時提供并網(wǎng)輸出電能；b)在儲能電池的電量為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，發(fā)出光伏告警，控制儲能電池提供并網(wǎng)輸出電能；c)在儲能電池的電量不為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊提供光伏電能為儲能電池充電；d)在儲能電池的電量不為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)也不正常時，發(fā)出光伏告警，控制光伏供電系統(tǒng)不提供并網(wǎng)輸出電能，由電網(wǎng)單獨(dú)為負(fù)載提供電能； 其中，儲能電池狀態(tài)正常時，儲能電池能正常充電和放電，且儲能電池電量大于預(yù)設(shè)的儲能電池放電閾值；儲能 電池狀態(tài)不正常時，儲能電池不能正常充電或放電，或儲能電池電量小于或等于預(yù)設(shè)的儲能電池放電閾值；光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，光伏發(fā)電模塊能正常輸出光伏電能；光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，光伏發(fā)電模塊不能輸出光伏電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，還包括:若當(dāng)前時間為高電價時段，此時儲能電池狀態(tài)不正常，則a)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常，但儲能電池不能正常充電或放電時，發(fā)出儲能電池告警，控制光伏發(fā)電模塊提供并網(wǎng)輸出電能山)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常，儲能電池能正常充電和放電但儲能電池的電量小于或等于預(yù)設(shè)的放電閾值時，發(fā)出儲能電池告警，控制光伏發(fā)電模塊提供光伏電能為儲能電池充電；c)在光伏發(fā)電模塊狀態(tài)不正常時，同時發(fā)出儲能電池告警和光伏告警，控制光伏供電系統(tǒng)不提供并網(wǎng)輸出電能，由電網(wǎng)單獨(dú)為負(fù)載提供電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式，結(jié)合當(dāng)前時間所處的工作時段，控制光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)放電或并網(wǎng)充電，包括:若當(dāng)前時間為低電價時段，儲能電池能正常充電和放電，則a)在儲能電池的電量不為滿，但光伏發(fā)電模塊狀態(tài)正常時，控制光伏發(fā)電模塊為儲能電池充電；b)在儲能電池的電量不為滿且光伏發(fā)電模塊狀態(tài)也不正常時，采用電網(wǎng)的電能對儲能電池進(jìn)行充電；c)在儲能電池的電量為滿時，控制儲能電池處于待機(jī)狀態(tài)，此時儲能電池不充電也不放電； 若儲能電池不能正常充電或放電，則發(fā)出儲能電池告警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述工作于獨(dú)立發(fā)電模式包括:檢測儲能電池狀態(tài)；若儲能電池狀態(tài)正常，則檢測光伏發(fā)電模塊是否正常，若正常則進(jìn)一步檢測光伏發(fā)電模塊輸出功率是否大于負(fù)載的功率，若大于則控制光伏發(fā)電模塊為儲能電池充電并同時為負(fù)載供電，若小于則控制光伏發(fā)電模塊與儲能電池同時為負(fù)載供電，若等于則控制光伏發(fā)電模塊的全部光伏電能全部提供給負(fù)載；若檢測到儲能電池狀態(tài)正常，而光伏發(fā)電模塊不正常則控制儲能電池獨(dú)立為本地負(fù)載供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式下，若檢測到儲能電池狀態(tài)不正常，且檢測到光伏發(fā)電模塊也不正常，則啟動保護(hù)程序，關(guān)閉光伏供電系統(tǒng)的工作開關(guān)，使光伏供電系統(tǒng)停止工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述工作于獨(dú)立發(fā)電模式，還包括:在確定儲能電池狀態(tài)正常時，發(fā)出電網(wǎng)異常告警，斷開電網(wǎng)輸出開關(guān)，使負(fù)載與電網(wǎng)脫離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，在所述光伏供電系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電模式，當(dāng)檢測到電網(wǎng)狀態(tài)正常時，閉合電網(wǎng)輸出開關(guān)，使負(fù)載與電網(wǎng)連接，控制所述光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，還包括:在所述光伏供電系統(tǒng)工作于并網(wǎng)發(fā)電模式，檢測是否啟動APF功能； 如果是，則實(shí)時檢測負(fù)載的電流瞬時值，結(jié)合所述電流瞬時值確定并網(wǎng)輸出電流，以降低電路中產(chǎn)生的諧波與無功含量； 否則，不檢測負(fù)載的電流瞬時值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的控制方法，其特征在于，所述電網(wǎng)狀態(tài)不正常包括:電網(wǎng)停電或產(chǎn)生孤島效應(yīng)。
【文檔編號】H02J3/38GK103840486SQ201410083756
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】李署明, 陳志偉 申請人:廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司