光储柴微网能量管理系统的方法

摘要

本发明提供了一种光储柴微网能量管理系统的方法，所述能量管理系统至少设置有3台不同额定功率的柴油发电机和储能电池，将3台柴油发电机进行单独运行和组合运行，配合储能电池的功率进行及时补给电网运行功率，功率组合方案多，能配合光伏电网满足所需功率的切换，使柴油发电机的功率能够达到光伏电网所需的最优方案，避免功率不足时出现电网故障或功率较大时造成的功率浪费；当光伏电网功率突然下降时，由于柴油发电机启动和运行需要时间，可能导致电网停电，因此储能电池能及时进行功率补给，避免停电。

说明书

技术领域

本发明属于柴油发电机能量管理系统技术领域，具体涉及一种光储柴微网能量管理系统的方法。

背景技术

国内外很多偏远或海岛地区，电网覆盖率不足以及电网不稳定，会使用柴油发电，由于地方偏远，一旦发电机出现故障，很难及时得到修复，必然会影响到工作和生活。其次，柴油发电机的噪音和污染也无法得到解决。另一方面柴油发电不稳定电能质量不佳，易对负载造成冲击，单纯光伏发电又很难满足实际负载需求；而光柴互补具备的自动稳压功能，可改善光柴互补发电系统的供电质量，当光伏发电不能满足要求时，切换到柴油发电机，实现连续发电。

光柴互补发电是利用光伏发电为主，柴油发电为辅，给负载供电。在稳定性、持续性提供电力方面具备明显优势。

现有通用的光柴能量管理模式依赖于柴发自身的控制器进行能量管理。由于多台柴油发电机同时运行时，柴油发电机控制器，控制模式较为单一，没办法选择更优的运行方案，导致能量浪费，经济效益差；当光伏功率突然下降，由于柴油发电机的反应速度较慢，功率切换不及时，很可能导致电网停电。因此针对这一背景，需要一种光储柴微网能量管理系统的方法。

发明内容

本发明要解决上述背景技术中提出的问题，为此提供了一种光储柴微网能量管理系统的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种光储柴微网能量管理系统的方法，所述能量管理系统至少设置有3台不同额定功率的柴油发电机，分别为DG1、DG2和DG3，DG1、DG2和DG3的额定功率为等比数列，还包括储能电池，所述方法包括以下步骤：

S00、控制启动能量管理系统，开始实时监测3台柴油发电机的运行状态，至少包括储能电池的最大放电功率、3台柴油发电机的额定功率、运行功率、P_sr、P_res和P_res’；

S001、当DG1运行，判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S002；

S002、判断P_res是否大于DG1的运行功率且小于DG2的运行功率；如是，则控制启动DG2，控制关闭DG1；

S003、当DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S004；

S004、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S005；

S005、判断P_res是否大于DG2的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制启动DG3，控制关闭DG2；

S006、当DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S007；

S007、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S008；

S008、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和且小于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG2；

S009、当DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，而进入S010；

S010、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S011；

S011、判断P_res是否大于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG1；

S111、当DG1+DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，控制结束；如是，则控制关闭DG1；

S112、当DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如是，则进入S113；

S113、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S114；

S114、判断P_res’是否大于DG2的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制关闭DG2；

S115、当DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如是，则进入S116；

S116、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则控制启动DG2，控制关闭DG3；

S117、当DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率； 如是，则进入S118；

S118、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则控制启动DG1，控制关闭DG2；

其中，P_sr为旋转备用总功率，P_res为当前柴油发电机的剩余旋转备用功率， P_res’为预期启动的柴油发电机的剩余旋转备用功率。

较佳的，当S01判断为否时还包括：

S21、判断P_res 是否大于DG2的运行功率且小于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和；如是，则控制启动DG2；如否，则进入S22；

S22、判断P_res 是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

较佳的，当S004判断为否时还包括：

S31、判断P_res是否大于DG2的运行功率且小于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和，如是，则控制启动DG1；如否，则进入S32；

S32、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

较佳的，当S007判断为是时还包括：

S41、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG1。

较佳的，还包括：

S51、当DG1+DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S52；

S52、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S53；

S53、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和率且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

较佳的，还包括：

S61、当DG1+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率，如否，则进入S62；

S62、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S63；

S63、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和率且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，控制启动DG2。

较佳的，当S51判断为是时还包括：

S71、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S72；

S72、判断P_res’是否大于DG1的运行功率且小于DG2的运行功率，如是，则控制关闭DG1；如否，则进入S73；

S73、判断P_res’是否小于DG1的运行功率；如是，则控制关闭DG2。

较佳的，当S61判断为是时还包括：

S81、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S82；

S82、判断P_res’是否大于DG1的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制关闭DG1；如否，则进入S83；

S83、判断P_res’是否小于DG1的运行功率；如是，则控制关闭DG3。

较佳的，当S113判断为是时还包括：

S91、判断P_res’是否小于DG2的运行功率；如是，则控制关闭DG3。

较佳的，当S111判断为是时还包括：

S121、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与 DG2的运行功率之和；如是，则控制关闭DG3；如否，则进入S122；

S122、判断P_res是否大于DG1的运行功率与 DG2的运行功率之和且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制关闭DG2。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明设置储能电池，将储能电池的最大功率配合3台柴油发电机的运行功率进行组合，功率组合方案多，能配合光伏电网满足所需功率的切换，使柴油发电机的功率能够达到光伏电网所需的最优方案，避免功率不足时出现电网故障或功率较大时造成的功率浪费；

2、本发明设置储能电池，当光伏电网功率突然下降，由于柴油发电机的启动和运行需要时间，存在临时功率不足时，直接由储能电池的最大功率进行补给，避免了电网停电；

3、本发明且光伏电网电能供给足够时，剩余电能会被直接浪费，增加电池，可以直接对电池进行充电储能，实现备用功率的自给自足，减少资源浪费。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种光储柴微网能量管理系统的方法，所述能量管理系统至少设置有3台不同额定功率的柴油发电机，分别为DG1、DG2和DG3，DG1、DG2和DG3的额定功率为等比数列，还包括储能电池，所述方法包括以下步骤：

S00、控制启动能量管理系统，开始实时监测3台柴油发电机的运行状态，至少包括储能电池的最大放电功率、3台柴油发电机的额定功率、运行功率、P_sr、P_res和P_res’；

S001、当DG1运行，判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S002；

S002、判断P_res是否大于DG1的运行功率且小于DG2的运行功率；如是，则控制启动DG2，控制关闭DG1；

S003、当DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S004；

S004、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S005；

S005、判断P_res是否大于DG2的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制启动DG3，控制关闭DG2；

S006、当DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S007；

S007、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S008；

S008、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和且小于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG2；

S009、当DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，而进入S010；

S010、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S011；

S011、判断P_res是否大于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG1；

S111、当DG1+DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，控制结束；如是，则控制关闭DG1；

S112、当DG2+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如是，则进入S113；

S113、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S114；

S114、判断P_res’是否大于DG2的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制关闭DG2；

S115、当DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如是，则进入S116；

S116、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则控制启动DG2，控制关闭DG3；

S117、当DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率； 如是，则进入S118；

S118、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则控制启动DG1，控制关闭DG2；

其中，P_sr为旋转备用总功率，P_res为当前柴油发电机的剩余旋转备用功率， P_res’为预期启动的柴油发电机的剩余旋转备用功率。

当S01判断为否时还包括：

S21、判断P_res 是否大于DG2的运行功率且小于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和；如是，则控制启动DG2；如否，则进入S22；

S22、判断P_res 是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

当S004判断为否时还包括：

S31、判断P_res是否大于DG2的运行功率且小于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和，如是，则控制启动DG1；如否，则进入S32；

S32、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

当S007判断为是时还包括：

S41、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG1。

还包括：

S51、当DG1+DG2运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率；如否，则进入S52；

S52、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S53；

S53、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG2的运行功率之和率且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制启动DG3。

还包括：

S61、当DG1+DG3运行，则判断是否为当前柴油发电机的运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的预期降额启动的柴油发电机额定功率，如否，则进入S62；

S62、判断P_res是否大于等于P_sr；如是，控制结束；如否，则进入S63；

S63、判断P_res是否大于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和率且小于DG1的运行功率、DG2的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，控制启动DG2。

当S51判断为是时还包括：

S71、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S72；

S72、判断P_res’是否大于DG1的运行功率且小于DG2的运行功率，如是，则控制关闭DG1；如否，则进入S73；

S73、判断P_res’是否小于DG1的运行功率；如是，则控制关闭DG2。

当S61判断为是时还包括：

S81、判断P_res’是否大于等于P_sr；如否，控制结束；如是，则进入S82；

S82、判断P_res’是否大于DG1的运行功率且小于DG3的运行功率；如是，则控制关闭DG1；如否，则进入S83；

S83、判断P_res’是否小于DG1的运行功率；如是，则控制关闭DG3。

当S113判断为是时还包括：

S91、判断P_res’是否小于DG2的运行功率；如是，则控制关闭DG3。

当S111判断为是时还包括：

S121、判断P_res是否大于DG3的运行功率且小于DG1的运行功率与 DG2的运行功率之和；如是，则控制关闭DG3；如否，则进入S122；

S122、判断P_res是否大于DG1的运行功率与 DG2的运行功率之和且小于DG1的运行功率与DG3的运行功率之和；如是，则控制关闭DG2。

其中，所述能量管理系统还包括数据信息反馈模块，用于反馈能量管理系统实时监测控制3台柴油发电机开启和关闭时的运行状态信息。

本发明上述技术方案为电力充足情况下自动根据运行功率进行实时判断单台或多台柴油发电机的最优控制方案，当部分柴油发电机故障时，本发明可以通过人为介入手动调整柴油发电机的运行功率从而使用本发明的方法也可实现最优运行方案的选择。

场景实施例

3台柴油发电机的额定功率分别为200kw、500kw和1250kw，储能电池的最大放电功率为300kw；

场景1

光伏电网所需750kw功率，P_sr为1500kw；

当DG1运行时，P_res为280kw，小于P_sr，控制启动DG2，此时DG1和DG2同时运行即可满足；

当DG2运行时，DG2的运行功率与储能电池的最大放电功率之和大于0.5倍的DG1的额定功率，P_res为250kw，小于P_sr，则控制启动DG3，控制关闭DG2，此时DG3单独运行即可满足。

场景2:

光伏电网所需550kw功率，P_sr为150kw；

当DG2+DG3运行时，DG2+DG3的总运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的DG3的额定功率，P_res’为200kw，大于P_sr，则控制关闭DG2，此时DG3单独运行即可满足；

当DG1+DG2运行时，DG1+DG2的总运行功率与储能电池的最大放电功率之和小于0.5倍的DG3的额定功率，P_res’为280kw，大于P_sr，则控制关闭DG1，此时DG2单独运行，配合储能电池功率即可满足。

其中，功率组合为升高时：

P_res =当前运行柴油发电机的总额定功率*0.8-当前运行柴油发电机总的运行功率+储能电池最大放电功率

功率组合为降低时：

P_res’ =预期启动的柴油发电机的总额定功率*0.8-当前运行柴油发电机总的运行功率+储能电池最大放电功率

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。