一种光伏混合储能的容量配置系统及其方法与流程

本发明涉及光伏发电，具体涉及一种光伏混合储能的容量配置系统及其方法。

背景技术：

1、光伏、风电等可再生能源在微电网领域迅速兴起，随着发电容量的不断扩大，其波动性极大阻碍了该领域的进步，为改善电能质量，以满足用电设备或并网的基本需求，将新能源发电应用为可调度的电源，并同时依靠储能平抑功率波动和维持电压稳定，微电网系统包含分布式光伏系统、超级电容和蓄电池组成的混合储能系统以及本地负荷系统，经母线、变压器等联络装置与外部大电网连接，超级电容为功率型储能装置，蓄电池为能量型储能装置，两者配合可有效减小光伏功率波动对电网的影响，在微电网稳定运行的条件下，合理的配置储能容量并对其进行优化具有重要的意义。

2、现有技术中存在考虑混合储能荷电状态的能量管理策略，通过分析储能单元的荷电状态判断对应的蓄电池、超级电容是否能够正常工作，以放电过程为例，当蓄电池放电完成无剩余电量时，通过超级电容进行放电工作，分配承担电网中的不平衡功率，当超级电容放电完成无剩余电量时，通过蓄电池进行放电工作，分配承担电网中的不平衡功率。

3、现有技术充分考虑不同储能单元中荷电情况从而分配不同的储能单元进行充放电管理，但是该方法没有充分考虑负载端短时段用电、微电网短时段供电过程中长时间处于单储能单元供电使得光伏功率波动对电网产生不稳定的影响，造成在该用电时段内电网容易不稳定。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种光伏混合储能的容量配置系统及其方法，有效的解决了现有技术中的没有充分考虑负载端短时段用电、微电网短时段供电过程中长时间处于单储能单元供电使得光伏功率波动对电网产生不稳定的影响，造成在该用电时段内电网容易不稳定的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：一种光伏混合储能的容量配置系统，具备：

3、荷电监测模块，用于获取混合储能系统内的蓄电池、超级电容的剩余电量，以分析所述蓄电池、所述超级电容的荷电状态，在系统存在不平衡功率、所述混合储能系统进行充放电工作时触发所述荷电监测模块的监测动作；

4、优化预警模块，预设所述超级电容的至少一个充放电触发值、所述超级电容和所述蓄电池的一个充放电触发极限值，所述优化预警模块与所述荷电监测模块电连接，所述优化预警模块用于在达到充电触发值时触发所述超级电容的充电动作，且在达到放电触发值时触发所述超级电容的放电动作；

5、解控模块，对所述超级电容的充电、放电时间进行限定，得到充放电限定时间，在单次所述超级电容充放电时间小于充放电限定时间时，解除触发值限制；

6、其中，所述充放电触发值处于所述充放电触发极限值区间内；

7、当所述蓄电池、所述超级电容其中一个储能单元的荷电状态达到对应充放电触发值或充放电触发极限值时，由另一储能单元负担系统内的不平衡功率。

8、进一步地，

9、所述超级电容的充电触发值大于所述超级电容的最小荷电状态，所述超级电容的放电触发值小于所述超级电容的最大荷电状态；

10、其中，所述荷电状态表示所述蓄电池、所述超级电容剩余电量与其自身电量总容量之比。

11、进一步地，

12、所述超级电容的所述充放电触发值的设置方式，具体包括以下方式：

13、预设所述超级电容的一个充电触发值、放电触发值；

14、或：

15、基于触发函数设定对应所述超级电容的至少两个充电触发值、放电触发值。

16、进一步地，

17、基于大数据库获取历史相应时段内的特定时间点开启充放电情况下对应充放电切换情况，以计算对应每个时间点进行充放电切换的概率，根据实时开启充放电程序的时间点分析得出充放电切换概率最高的时间点，以确定估算时间点；

18、根据估算时间点逐个计算所述触发函数内的最优参数，并将最优参数代入触发函数计算所述蓄电池、所述超级电容同模式同步运作的总时间；

19、根据不同触发函数计算得到的总时间对比筛选出最优触发函数。

20、进一步地，

21、基于最优触发函数绘制触发限制曲线，获取超级电容充放电波动线段与触发限制曲线的交点，并得出超级电容产生充放电的切换时间点；

22、在对应的时间点触发所述超级电容的充放电动作。

23、进一步地，

24、所述触发函数包括一次函数；

25、其中，所述触发函数内的最优参数采用粒子群算法进行优化设置。

26、进一步地，

27、所述蓄电池、所述超级电容的充电触发极限值为0，且及放电触发极限值为1，在所述蓄电池的荷电状态小于0时，所述蓄电池的放电工作停止，在所述蓄电池的荷电状态大于1时，所述蓄电池的充电工作停止。

28、进一步地，

29、在解除触发值限制后，在所述超级电容的荷电状态小于0时，所述超级电容的放电工作停止，在所述超级电容的荷电状态大于1时，所述超级电容的充电工作停止；

30、在所述超级电容充电至其荷电状态大于1时或者放电至其荷电状态小于0时，恢复触发值限制。

31、进一步地，

32、所述混合储能系统包括蓄电池、超级电容、dc/dc变换器；

33、所述蓄电池、所述超级电容均为储能单元，所述蓄电池与其对应的dc/dc变换器电连接，所述超级电容与其对应的dc/dc变换器电连接。

34、为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种光伏混合储能的容量配置方法，包括：

35、预设超级电容和蓄电池的充放电触发极限值；

36、在系统存在不平衡功率、混合储能系统进行充放电工作时根据大数据训练分析得到超级电容的充放电触发值；

37、监测、获取蓄电池、超级电容的荷电状态；

38、在达到充电触发值时触发超级电容的充电动作，且在达到放电触发值时触发超级电容的放电动作，以形成超级电容充放电波动轨迹；

39、实时监测单次超级电容充放电时间，在单次超级电容充放电时间小于充放电限定时间时，解除触发值限制，直至充放电动作完成，恢复触发值限制。

40、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

41、本发明中，在超级电容的充放电触发极限值范围内设置额外的充放电触发值，在负载短时段用电、微电网短时段供电过程中，当超级电容未达到充放电触发极限值情况下，达到充电触发值时触发超级电容的充电动作、达到放电触发值时触发超级电容的放电动作，能够增加负载短时段用电、微电网短时段供电过程中多储能单元同时工作的时间，多储能单元共同工作有效减小光伏功率波动对电网的影响，减少光伏功率波动对电网产生不稳定的影响的时间，从而有效减小电网不稳定的情况。

技术特征：

1.一种光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的光伏混合储能的容量配置系统，其特征在于，

10.一种根据权利要求1～9任一项所述的光伏混合储能的容量配置系统的容量配置方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种光伏混合储能的容量配置系统及其方法，其中系统具备荷电监测模块、优化预警模块、解控模块，优化预警模块预设超级电容的至少一个充放电触发值、超级电容和蓄电池的一个充放电触发极限值，优化预警模块与荷电监测模块电连接，优化预警模块用于在达到充电触发值时触发超级电容的充电动作，且在达到放电触发值时触发超级电容的放电动作，解控模块设置充放电限定时间，在单次超级电容充放电时间小于充放电限定时间时，解除触发值限制。本发明中，增加多储能单元同时工作的时间，多储能单元共同工作有效减小光伏功率波动对电网的影响，减少光伏功率波动对电网产生不稳定的影响的时间，从而有效减小电网不稳定的情况。技术研发人员：张梅,袁锦锡受保护的技术使用者：广东晟泰环保节能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25