[發(fā)明專利]一種基于峰谷電價差的光儲源及水汽能熱泵的系統(tǒng)及其并網(wǎng)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710479955.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107147148B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏達(dá);劉平平;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南德沃普電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 侯力

1.一種基于峰谷電價差的光儲源及水汽能熱泵的系統(tǒng)的并網(wǎng)控制方法，

所述系統(tǒng)包括：光伏系統(tǒng)、光儲運(yùn)行控制模塊、電池儲能系統(tǒng)、水汽能熱泵、直流母線、低壓側(cè)交流母線、交流配網(wǎng)；所述的光伏系統(tǒng)與電池儲能系統(tǒng)分別通過DC/DC變換后并接直流母線；光伏系統(tǒng)與電池儲能系統(tǒng)分別經(jīng)DC/AC變換后共接低壓側(cè)交流母線；水汽能熱泵和居民用電負(fù)荷分別連接在低壓側(cè)交流母線上；所述光伏系統(tǒng)與直流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₁，所述電池儲能系統(tǒng)與直流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₂，所述光伏系統(tǒng)與低壓側(cè)交流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₃，所述電池儲能系統(tǒng)與低壓側(cè)交流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₄，所述水汽能熱泵與低壓側(cè)交流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₅，所述居民用電負(fù)荷與低壓側(cè)交流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₆，所述交流配網(wǎng)與低壓側(cè)交流母線之間的線路設(shè)有開關(guān)S₀；所述光儲運(yùn)行控制模塊通過通信總線采集電池儲能系統(tǒng)SOC及充放電功率值、光伏系統(tǒng)功率數(shù)據(jù)、水汽能熱泵工作狀態(tài)、居民用電負(fù)荷用電量數(shù)據(jù)、室內(nèi)外溫度，經(jīng)該模塊運(yùn)算分析結(jié)合峰谷電價差曲線，制定光儲運(yùn)行控制調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)功率流的最優(yōu)流動方向，達(dá)到居民用電經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的目的；所述的電池儲能系統(tǒng)為全釩液流電池儲能系統(tǒng)；其特征在于，并網(wǎng)控制方法包含以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)上電運(yùn)行；

步驟2：判斷開關(guān)S₀是否閉合，且交流配網(wǎng)是否可對負(fù)荷可靠持續(xù)供電，是轉(zhuǎn)步驟3，否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟3：判斷當(dāng)前用電時段所處的峰谷平電價時間段，轉(zhuǎn)步驟4；

步驟4：若P_rice＝0，運(yùn)行模式3，轉(zhuǎn)步驟5，否則轉(zhuǎn)步驟6；

步驟5：光伏系統(tǒng)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)，若B＝0且C＝0，轉(zhuǎn)步驟9，否則轉(zhuǎn)步驟5.1；

步驟5.1：若B≠0，轉(zhuǎn)步驟5.2，否則轉(zhuǎn)步驟5.3；

步驟5.2：若SOC_min<SOC<SOC_max，置放電標(biāo)志B＝2，轉(zhuǎn)步驟8.1，否則置放電標(biāo)志B＝0，轉(zhuǎn)步驟5.3；

步驟5.3：若SOC_min<SOC<0.5，置充電標(biāo)志C＝2，轉(zhuǎn)步驟8.2，否則置充電標(biāo)志C＝0，則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟6：若P_rice＝1，運(yùn)行模式2，轉(zhuǎn)步驟6.1，否則轉(zhuǎn)步驟7；

步驟6.1：若SOC>SOC_min，置放電標(biāo)志B＝1，轉(zhuǎn)步驟6.2，否則轉(zhuǎn)步驟8.3；

步驟6.2：若P_PV＞0，轉(zhuǎn)步驟6.3，否則轉(zhuǎn)步驟6.5；

步驟6.3：若P_PV+P_b2＜P_Gas，轉(zhuǎn)步驟8.1，否則轉(zhuǎn)步驟6.4；

步驟6.4：若P_PV>P_Gas，放電標(biāo)志B＝2，轉(zhuǎn)步驟8.1，否則轉(zhuǎn)步驟6.5；

步驟6.5：放電標(biāo)志B＝3，轉(zhuǎn)步驟8.1；

步驟7：若P_rice＝-1，運(yùn)行模式1，轉(zhuǎn)步驟7.1，否則轉(zhuǎn)步驟2；

步驟7.1：若SOC<SOC_max，轉(zhuǎn)步驟7.2，否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟7.2：若P_PV＞0，轉(zhuǎn)步驟7.3，否則轉(zhuǎn)步驟7.4；

步驟7.3：若充電標(biāo)志C＝3，轉(zhuǎn)步驟8.3，否則轉(zhuǎn)步驟7.4；

步驟7.4：若充電標(biāo)志C＝0，且B≠0，轉(zhuǎn)步驟8.2；

步驟8：并網(wǎng)模式下電池儲能系統(tǒng)的充放電運(yùn)行控制，若B≠0，轉(zhuǎn)步驟8.1，否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟8.1：若C＝0，且B≠0，電池儲能系統(tǒng)放電，整個系統(tǒng)用電功率滿足公式：P_PV+P_Guid+P_b2＝P_Gas+P_Load，轉(zhuǎn)步驟8.2，否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟8.2：斷開開關(guān)S₁、開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₀、開關(guān)S₃、開關(guān)S₄、開關(guān)S₅、開關(guān)S₆；轉(zhuǎn)步驟8.3；

步驟8.3：若B＝0，且C≠0，電池儲能系統(tǒng)充電，整個系統(tǒng)用電功率滿足公式：P_PV+P_Guid＝P_b1+P_Gas+P_Load，轉(zhuǎn)步驟8.4，否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟8.4：斷開開關(guān)S₄，閉合開關(guān)S₀、開關(guān)S₃、開關(guān)S₄、開關(guān)S₅、開關(guān)S₆；轉(zhuǎn)步驟10；

步驟9：若B＝0且C＝0，電池?zé)醾溆茫駝t轉(zhuǎn)步驟2；

步驟10：若B≠0或C≠0，電池儲能系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化，轉(zhuǎn)步驟10.1；否則轉(zhuǎn)步驟9；

步驟10.1：劃定峰谷平電價時間段；

低谷電價時間段：00點(diǎn)至T1點(diǎn)；高峰電價時間Ⅰ段：T1點(diǎn)至T2點(diǎn)；高峰電價時間Ⅱ段：T3點(diǎn)至T4點(diǎn)；平段電價時間Ⅰ段：T2點(diǎn)至T3點(diǎn)；平段電價時間Ⅱ段：T4點(diǎn)至24點(diǎn)；T1、T2、T3、T4時刻間存在關(guān)系：0<T1<T2<T3<T4<24；若B＝0，轉(zhuǎn)步驟10.2；

步驟10.2：若C≠0，制定峰谷平電價時間段內(nèi)的放電優(yōu)化功率曲線；轉(zhuǎn)步驟2，否則轉(zhuǎn)步驟10.3；

步驟10.3：若B≠0，制定峰谷平電價時間段內(nèi)的充電優(yōu)化功率，轉(zhuǎn)步驟2，否則轉(zhuǎn)步驟9；

變量定義：

P_rice：峰谷平電價標(biāo)志；若當(dāng)前時間段為系統(tǒng)設(shè)定的高峰電價時間段，則峰谷平電價標(biāo)志P_rice＝1；處于平段電價時間段則P_rice＝0；處于低谷電價時間段則P_rice＝-1；

P_PV：光伏發(fā)電功率；

P_Gas：水汽能熱泵功率；

P_Load：居民其它負(fù)荷用電功率；

P_Guid：交流電網(wǎng)供電功率；

P_b1：電池儲能系統(tǒng)充電功率值；

P_b2：電池儲能系統(tǒng)放電功率值；

SOC：當(dāng)前電池儲能系統(tǒng)荷電荷狀態(tài)；

SOC_min：電池儲能系統(tǒng)放電的截止SOC值；

SOC_max：電池儲能系統(tǒng)充電的截止SOC值；

B：電池儲能系統(tǒng)放電標(biāo)志；B置“0”代表：電池儲能系統(tǒng)不放電；B置“1”代表：高峰電價時間段電池儲能系統(tǒng)放電；B置“2”代表：平段電價時間段電池儲能系統(tǒng)放電；B置“3”代表：低谷電價時間段電池儲能系統(tǒng)放電；

C：電池儲能系統(tǒng)充電標(biāo)志；C置“0”代表：電池儲能系統(tǒng)不充電；C置“1”代表：高峰電價時間段電池儲能系統(tǒng)充電；C置“2”代表：平段電價時間段電池儲能系統(tǒng)充電；C置“3”代表：低谷電價時間段電池儲能系統(tǒng)充電。