一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)及其能量調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)及其能量調(diào)度 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源短缺問題是21世紀(jì)非常重要的一個(gè)問題，解決這一問題的最佳方式之一是 使用太陽能發(fā)電。太陽能具有分布廣泛且近乎無窮無盡的特點(diǎn)，但是使用太陽能發(fā)電的光 伏發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)問題在于光伏資源也具有間歇性和不確定的特點(diǎn)，很難為負(fù)載提供一個(gè) 持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，目前，常用的方法是采用儲(chǔ)能系統(tǒng)來存儲(chǔ)或釋放電能，從而降低天氣 對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響，為用戶穩(wěn)定供電，保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高 光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理效率，一般會(huì)設(shè)置電池管理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行管理，但是這種方式只 是簡(jiǎn)單地控制電池模塊的充放電情況，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)組件的增加、功能的擴(kuò)展，這種控 制方法越來越顯出效率低下、響應(yīng)慢、控制準(zhǔn)確度差等缺陷，而且無法根據(jù)負(fù)載情況以及電 池模塊的參數(shù)進(jìn)行充放電控制，能量利用效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)。本發(fā)明 的另一目的是提供一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量調(diào)度方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電模塊、光伏控制器、雙向逆變器、充電電池 模塊、切換裝置、電池管理系統(tǒng)、中央控制器、顯示器以及用于控制充電電池模塊的充放電 狀態(tài)的直流變換器，所述光伏發(fā)電模塊依次通過光伏控制器及雙向逆變器與交流負(fù)載連 接，所述光伏控制器與雙向逆變器之間的連接端通過直流變換器與充電電池模塊連接，所 述電池管理系統(tǒng)與充電電池模塊連接，所述中央控制器通過通信總線分別與光伏控制器、 雙向逆變器、電池管理系統(tǒng)、直流變換器以及顯示器連接，所述中央控制器通過切換裝置與 供電電網(wǎng)連接從而控制光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)或離網(wǎng)工作狀態(tài)。
[0006] 進(jìn)一步，所述充電電池模塊采用鋰電池組，所述光伏發(fā)電模塊采用太陽能電池串 聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成。
[0007] 進(jìn)一步，所述中央控制器用于根據(jù)從光伏發(fā)電模塊、充電電池模塊采集的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)以及從交流負(fù)載采集的耗能數(shù)據(jù)，發(fā)出控制信號(hào)到電池管理系統(tǒng)和光伏控制器。
[0008] 進(jìn)一步，所述中央控制器根據(jù)采集的光伏發(fā)電模塊的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及交流負(fù)載 的歷史耗能數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得光伏發(fā)電模塊的光伏發(fā)電預(yù) 測(cè)信息以及交流負(fù)載的負(fù)載預(yù)測(cè)信息，進(jìn)而結(jié)合光伏發(fā)電預(yù)測(cè)信息、負(fù)載預(yù)測(cè)信息以及充 電電池模塊的電池剩余容量信息后，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，計(jì)算獲得接下來的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，充 電電池模塊的最優(yōu)充放電決策序列，從而根據(jù)計(jì)算出的最優(yōu)充放電決策序列控制直流變換 器的工作狀態(tài)，對(duì)充電電池模塊進(jìn)行充放電控制。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是：
[0010] -種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量調(diào)度方法，包括：
[0011] S1、中央控制器根據(jù)采集的光伏發(fā)電模塊的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)光伏發(fā)電輸出預(yù)測(cè)的 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立光伏發(fā)電輸出功率與時(shí)間值、光照強(qiáng)度和溫度值之間的關(guān)系，同時(shí) 根據(jù)交流負(fù)載的歷史消耗功率數(shù)據(jù)對(duì)負(fù)載消耗預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立負(fù)載消耗功 率與時(shí)間之間的關(guān)系；
[0012] S2、采集獲取調(diào)度起始時(shí)刻的時(shí)間值、光照強(qiáng)度和溫度值，進(jìn)而根據(jù)光伏發(fā)電輸出 預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和負(fù)載消耗預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得未來24小時(shí)內(nèi)每隔1小時(shí)的預(yù) 測(cè)的光伏發(fā)電輸出功率？"00和負(fù)載消耗功率？ 1(^〇〇，其中1^代表離散時(shí)間值，1^為自然 數(shù)且1彡k彡24;
[0013]S3、獲取當(dāng)前時(shí)刻充電電池模塊的電池剩余容量SOC(k)，結(jié)合預(yù)測(cè)的光伏發(fā)電輸 出功率Ppv(k)和負(fù)載消耗功率PlMd(k)，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，計(jì)算獲得在電池壽命損耗和從 供電電網(wǎng)的取電功率之間最優(yōu)時(shí)充電電池模塊的充放電決策序列；
[0014]S4、中央控制器根據(jù)充放電決策序列，計(jì)算獲得接下來一小時(shí)從供電電網(wǎng)的取電 功率后控制直流變換器的工作狀態(tài)，對(duì)充電電池模塊進(jìn)行能量調(diào)度。
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟S4之后，還包括以下步驟：
[0016]S5、中央控制器判斷是否接收到停止信號(hào)，若是，則結(jié)束能量調(diào)度過程，否則返回 執(zhí)行步驟S2。
[0017] 進(jìn)一步，所述步驟S3,其具體為：
[0018] 獲取當(dāng)前時(shí)刻充電電池模塊的電池剩余容量SOC(k)，結(jié)合預(yù)測(cè)的光伏發(fā)電輸出功 率PPV (k)和負(fù)載消耗功率PlMd (k)，構(gòu)建與充電電池模塊相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)，并相應(yīng)地建立動(dòng) 態(tài)規(guī)劃算法模型的系統(tǒng)狀態(tài)、決策變量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、階段性能指標(biāo)及過程性能指標(biāo)后， 采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行求解，進(jìn)而計(jì)算獲得使得目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)的充放電功率序列作為充 放電決策序列。
[0019] 講一步，所沭目標(biāo)函數(shù)為：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏發(fā)電模塊、光伏控制器、雙向逆變器、 充電電池模塊、切換裝置、電池管理系統(tǒng)、中央控制器、顯示器以及用于控制充電電池模塊 的充放電狀態(tài)的直流變換器，所述光伏發(fā)電模塊依次通過光伏控制器及雙向逆變器與交流 負(fù)載連接，所述光伏控制器與雙向逆變器之間的連接端通過直流變換器與充電電池模塊連 接，所述電池管理系統(tǒng)與充電電池模塊連接，所述中央控制器通過通信總線分別與光伏控 制器、雙向逆變器、電池管理系統(tǒng)、直流變換器以及顯示器連接，所述中央控制器通過切換 裝置與供電電網(wǎng)連接從而控制光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)或離網(wǎng)工作狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電池模塊采 用鋰電池組，所述光伏發(fā)電模塊采用太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成。
3.