一种基于微电网的分布式光伏发电与车辆到微电网V2G协同控制系统的制作方法

本发明涉及xx，特别涉及一种基于微电网的分布式光伏发电与车辆到微电网v2g协同控制系统。

背景技术：

1、随着碳排放双控落地，“限电、限产”频发以及电动汽车保有量持续增长及快充技术大量应用、微电网的负荷逐渐加剧，对电动汽车充电效率甚至居民用电都产生了严重影响，绿色分布式电站成为企业刚需。

2、2022年以来，国家有关部门陆续发布一系列政策文件，助力电力行业转型发展，推动能耗“双控”碳排放总量和强度“双控”转变,统筹平衡好安全、低碳、转型成本三者的关系。各地政府政策开始探索建设周期更短、效率更高的分布式光伏项目。同时，分布式光伏电站没有地域限制且具备自发自用余电上网的收益回报，对于工商企业主而言，既能有效减小能源消耗，又能缓解用电成本压力，绿色电力交易趋势下，分布式光伏发电迎来发展新机遇。但光伏电站是利用太阳光作为能源发电的设备，而太阳光具有不稳定性。气象因素如阴天、多云、雨雪天气等都会影响光伏电站的发电效率，使得光伏电站发电不稳定，这对于微电网的安全稳定带来了一定的影响。且由于光伏电站发电的不稳定性，会导致微电网的负荷和供给之间出现不平衡。为了平衡微电网的负荷和供给，必须建立储能系统，将多余的电能储存起来，待微电网负荷增加时再释放出来，以实现负荷和供给之间的平衡。

3、目前光伏储能技术的成本还较高，储能投资成本巨大，限制了其在光伏领域的广泛应用。需要进一步降低储能技术的成本，提高其经济性。在光伏发电系统中，储能容量的配置需要综合考虑多种因素，如发电量、用电量、微电网条件等。合理的储能容量配置可以提高系统的稳定性和经济性。选择合适的储能技术需要考虑其性能、成本、寿命等因素是目前储能需考虑的重点问题，寻找一种能替代储能设备的策略成为一个新的突破方向。新能源车辆作为一种优秀的储能载体，可以通过v2g参与微电网储能。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于微电网的分布式光伏发电与车辆到微电网v2g协同控制系统，旨在优化光伏发电的存储和利用，同时将电动汽车作为家用或商用储能设备使用。这一系统通过智能控制策略，实现光伏发电与电动汽车电池的能量管理与优化，以提高能源的使用效率并减少能源浪费，非常有实用价值。

2、具体技术方案如下：

3、一种基于微电网的分布式光伏发电与车辆到微电网v2g协同控制系统，包括：

4、光伏板，用于将太阳能转换为电能，输送给光伏逆变器；

5、光伏逆变器，用于将光伏板产生的直流电能转换为能交流电传输给微电网及v2g充电桩；

6、v2g充电桩，用于为新能源电动汽车供电，以及将新能源电动汽车电池内部的电能输出给微电网；

7、微电网，用于容纳光伏逆变器逆变后的电能、容纳通过v2g充电桩输出的新能源电动汽车电池内的电能、通过v2g充电桩为新能源电动汽车电池供电；

8、新能源电动汽车，与v2g充电桩连接，用于作为微电网或光伏板电能的临时储存站；

9、中央控制单元，分别与微电网、光伏逆变器、v2g充电桩通讯连接，根据实时数据计算出最优的能量分配策略；控制光伏逆变电能输出，将产生的电能优先用于满足即时微电网需求，以及存储于电动汽车电池中；在用电高峰时，控制v2g充电桩、光伏逆变器将光伏板产生的电能以及新能源电动汽车内存储的电能放电给微电网。

10、上述方案进一步的，中央控制单元的能量分配策略，包括；

11、1)初始设置

12、pa：微电网基准负荷功率，

13、pb：当前微电网负荷功率，

14、soc：电动汽车电池的荷电状态，

15、soc_min：电动汽车电池的最低允许荷电状态，

16、soc_max：电动汽车电池的最大荷电状态；

17、2)实时数据采集：中央控制单元采集光伏发电量、电动汽车电池的soc的实时数据；

18、3)优先级策略：优先满足微电网即时需求；剩余电能存储在电动汽车电池中；微电网用电高峰时，优先从电动汽车电池和光伏发电中获取能量，补充微电网需求；

19、4)能量分配流程：若pa≥pb，则微电网不需电能补充，光伏发电优先给电动汽车电池充电；同时，检测电动汽车电池的soc，若soc<soc_max，则发出给电动汽车电池充电指令；若soc＝soc_max，则发出结束充电指令；多余的光伏通过微电网向大电网传输。

20、若pa<pb，则微电网需电能补充，光伏发电优先给微电网供电；同时，检测电动汽车电池的soc，若soc≥soc_min，则检测电动汽车电池是否在充电状态，若在充电状态：发出停止充电指令，让电动汽车电池放电给微电网，若不在充电状态：直接让电动汽车电池放电给微电网；若soc<soc_min，不进行放电操作，微电网负荷不足部分由储能系统补充。

21、上述方案进一步的，所述中央控制单元在应对减少电动汽车电池的充放电切换次数的能量分配策略，包括：

22、1)初始设置

23、pa：电网基准负荷功率，

24、pb：当前负荷功率，

25、soc：电动汽车电池的荷电状态，

26、soc_min：电动汽车电池的最低允许荷电状态，

27、soc_max：电动汽车电池的最大荷电状态，

28、soc_safe：电动汽车电池的安全电量状态，

29、ppv：当前光伏发电量，

30、电价：当前电价信息，

31、行程计划：车主输入或预测的行程信息，包括预计出行时间和所需电量，

32、用车需求：车主用车需求；

33、2)实时数据采集：对电网负荷功率pb、电动汽车电池soc、光伏发电量ppv、当前电价车主输入或预测的行程信息和用车需求进行实时采集；

34、3)量化车主行为：

35、车主行为量化指标：

36、预计出行时间t_use：车主输入或预测的下次使用电动汽车的时间；

37、预计所需电量e_use：车主输入或预测的下次使用电动汽车所需的电量；

38、4)调整后的能量分配策略：

39、若pa≥pb，光伏发电优先供给负荷；同时，检测电动汽车电池的soc和用车需求，

40、若soc<soc_max且车主未来t_use小时内不使用电动汽车：若电价低，则发出充电指令，以20kw的功率给电动汽车电池充电，并评估是否直接通过光伏发电供电；若电价高，不进行充电，保留电池容量；

41、若soc＝soc_max或车主未来t_use小时内预计使用电动汽车，发出结束充电指令，多余的光伏电能优先通过微电网向大电网传输；

42、若pa<pb，光伏发电优先供给微电网负荷，同时，检测电动汽车电池的soc和用车需求：

43、若soc≥soc_safe且车主不需要保留全部电能，检测电动汽车电池是否在充电状态：

44、若在充电状态：发出停止充电指令，评估是否需要立即放电；若不在充电状态且电价高：以7kw的功率放电给微电网；若不在充电状态且电价低：不进行放电，保留电池容量；

45、若soc<soc_safe或车主需要保留全部电能，则不进行放电操作，负荷不足部分由大电网补电。

46、上述方案进一步的，所述实时数据包括光伏发电量、微电网需求、电动汽车电池状态。

47、上述方案进一步的，中央控制单元以负荷曲线的平均值作为日常的基准负荷功率pa，并通过实时计算当前负荷功率pb，通过判断pa与pb间的大小关系，决定电动汽车soc、光伏发电、微电网的电能流入流出。

48、上述方案进一步的，所述负荷曲线的平均值获得过程包括：

49、对历史负荷数据、气象数据和特殊日期数据进程采集，历史负荷数据为过去一年的逐小时负荷数据；

50、将采集的数据进行清洗和处理，去除异常值和缺失值；

51、对每小时的负荷数据求平均值，得出基准负荷功率曲线；

52、其中pai为第i小时的基准负荷功率，pbi,j为第j天的第i小时负荷功率，n为天数。

53、一种基于微电网的分布式光伏发电与车辆到微电网v2g协同控制系统的方法，包括：

54、中央控制单元检测基准负荷功率pa与当前负荷功率pb之间的关系；基准负荷功率pa为日常负荷曲线的平均值；

55、若基准负荷功率pa≥当前负荷功率pb，则微电网不需电能补充，控制光伏逆变器优先给电动汽车动力电池供电；同时，检测动力电池soc，若电池soc≠100％，则发出给动力电池soc供电指令，当电池soc＝100％，则发出结束充电指令；

56、若基准负荷功率pa≤当前负荷功率pb，则微电网需电能补充，控制光伏逆变器优先给微电网供电；判断此时要检测动力电池soc，若电池soc＜设定最低soc，直接输出停止放电指令，若电池soc≥设定最低soc，则检测则动力电池soc是否处于充电状态，若处于充电状态，则发出停止充电指令，让动力电池给微电网供电；若动力电池soc没有处于充电状态，则直接让动力电池给微电网供电。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

58、本发明的优势在于能够实现光伏发电和电动汽车电池储能之间的高效协同，增强微电网的能源自给自足能力，同时也为电动汽车提供了一种新的利用途径，促进了可再生能源的综合利用。此系统不仅适用于家庭和小型商业设施，也能扩展至更大规模的商用应用，为微电网的发展和能源可持续性提供强有力的技术支持。

59、本发明有效的将光伏发电、微电网、电动汽车有效的链接起来，让光伏发电和电动汽车电池储能之间的高效协同，增强微电网的能源自给自足能力，即在光伏发电高峰时向车载电池充电,电流则由微电网流向车辆,在电动汽车不使用时,将动力电池的电能放电给微电网。