本发明属于光伏发电,具体的说是一种分布式光伏发电设备的储能管理系统。
背景技术:
1、在清洁能源需求迫切以及光伏电力成本快速下降的趋势中,光伏发电技术获得广泛应用。为了解决局部地区用电紧张及为了缓解局部地区电网运行压力,分布式光伏发电技术也走进了人们的家庭生活,大量光伏发电系统被安装至户用建筑上,为日常生活提供电力。
2、现有技术中,分布式光伏发电设备通常包括光伏电池组件、支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等基本设备,以及供电系统监控装置和环境监测装置;其运行模式是在有太阳辐射的条件下,通过太阳能电池组件阵列将太阳能转化为电能,再经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,最后由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过与电网的连接来调节。
3、基于上述背景,在区域电网运行压力较大的情况下,推广使用分布式光伏发电技术,能够对电网的供应起到调节作用,通过将光照转变为直流电,再经过直流电转交流电,能够在一定程度上缓解电网的运行压力,满足日常电力需求;但是在实际应用阶段,电网、光伏系统为负载供电存在管理不合理情况,过于依赖于光伏系统,导致储能模块频繁亏电,影响储能电池的化学性质,加速储能电池的老化及引起储能电池的硫酸化现象;
4、为此,本发明提供一种分布式光伏发电设备的储能管理系统。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,包括:
3、光伏组件,用于将光照转变为直流电;
4、储能模块,用于存储直流电;
5、并网逆变器,与储能模块连接,用于将直流电转变为交流电,再配合电网向负载供电;
6、还包括云平台,用于预测负载次日需电量j及预测光伏组件的次日发电量r;所述云平台与储能模块通信;
7、还包括电量反馈模块,用于记录储能模块的剩余电量g;
8、还包括决策模块,用于控制电网、并网逆变器向负载供电:
9、当r+g≤j-v,则仅由电网向负载供电;
10、当j-v<r+g≤j+v,则电网与并网逆变器同时向负载供电,且在剩余电量g低于阈值时,仅由电网向负载供电;
11、当r+g>j+v,则仅由并网逆变器向负载供电,同时计算储能模块的当日最大存电量s,根据公式:
12、
13、其中,d表示储能模块内储能电池的最大容量;v为误差,用于减小因j值与实际需电量存在差异而导致决策模块控制电网及并网逆变器切换频繁;
14、当g>s时,于当日结束时将额外电量并入电网进行出售。
15、优选的,所述云平台还用于记录负载历史用电数据,根据负载历史用电数据构建负载历史用电曲线;基于负载历史用电曲线,预测负载次日需电量j。
16、优选的,所述云平台根据负载峰时用电时段、谷时用电时段将负载次日需电量分解为峰时需电量jm、谷时需电量jn;
17、所述决策模块根据负载的峰时需电量jm控制电网、并网逆变器向负载供电。
18、优选的,所述决策模块根据峰时需电量jm控制电网、并网逆变器向负载供电的方法为:
19、当,则仅由电网向负载供电;
20、当,则电网与并网逆变器同时向负载供电,且在剩余电量g低于阈值时,仅由电网向负载供电;
21、当,则仅由并网逆变器向负载供电;
22、其中,表示峰时需电量jm的误差;。
23、优选的,所述储能模块中的储能电池的最大容量d随运行时间变化:
24、根据公式:
25、
26、其中,d表示储能电池的初始最大容量;表示衰减值;表示储能电池最大容量的衰减系数;t表示储能电池的运行时间。
27、优选的,所述次日发电量r的获取方法为:
28、获取天气预报及历史数据;
29、分析光伏组件在历史相同天气的发电量,将发电量数据汇总并整理;
30、计算发电量数据的算术平均值;
31、获得一个反映光伏组件发电量的平均数据,记为平均发电量;
32、通过获取次日天气预报,将对应的历史平均发电量作为预测的次日发电量r。
33、优选的,还包括计算模块,根据光伏组件的实际发电量计算光伏组件实际发电量k与预测的次日发电量r的误差率;
34、根据公式:
35、
36、其中,p表示光伏组件实际发电量k与次日发电量r的误差率。
37、优选的,所述决策模块还用于根据误差率p分析异常情况;
38、所述根据误差率p分析异常情况的方法为:
39、获取次日发电量r、实际发电量k及计算误差率p;
40、若误差率p≤5%,则判断光伏组件正常;
41、若误差率p>5%,则判断疑似光伏组件异常。
42、优选的,还包括监测模块,用于监测光伏组件是否存在阴影区域;所述监测模块包括摄像头,用于监测光伏组件接收面状态。
43、优选的,基于所述误差率p>5%,所述监测模块经摄像头获取光伏组件表面图像;
44、若存在遮挡导致光伏组件光照接收面存在阴影,则判定光伏组件异常;
45、若不存在遮挡,则判定用于光伏组件与储能模块的连接线路存在故障或老化。
46、本发明的有益效果如下:
47、1.本发明所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,通过预测负载次日需电量、光伏组件次日发电量以及获取储能模块的剩余电量,基于次日需电量、次日发电量以及剩余电量,判断次日发电量及剩余电量的总和是否满足负载次日耗电;从而通过决策模块控制电网、并网逆变器对负载进行供电;防止储能电池因长时间亏空而影响储能电池的化学性质,加速储能电池的老化和引起储能电池的硫酸化现象;
48、2.本发明所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,通过基于对剩余电量的监测以及次日发电量的预测,若储能模块每个自然日结束都有电量剩余并存储在储能模块内,考虑到储能模块内的储能电池容量有限,且避免影响次日储能模块产生热化学反应而加速储能电池老化,通过计算额外电量,在每个自然日结束时,将额外电量售出,能够缓解次日的储能电池压力,从而保障储能电池的运行状态,避免储能电池的加速老化。
1.一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述云平台还用于记录负载历史用电数据,根据负载历史用电数据构建负载历史用电曲线;基于负载历史用电曲线,预测负载次日需电量j。
3.根据权利要求2所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述云平台根据负载峰时用电时段、谷时用电时段将负载次日需电量分解为峰时需电量jm、谷时需电量jn;
4.根据权利要求3所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述决策模块根据峰时需电量jm控制电网、并网逆变器向负载供电的方法为:
5.根据权利要求4所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述储能模块中的储能电池的最大容量d随运行时间变化:
6.根据权利要求5所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述次日发电量r的获取方法为:
7.根据权利要求6所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:还包括计算模块,根据光伏组件的实际发电量计算光伏组件实际发电量k与预测的次日发电量r的误差率;
8.根据权利要求7所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:所述决策模块还用于根据误差率p分析异常情况;
9.根据权利要求8所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:还包括监测模块,用于监测光伏组件是否存在阴影区域;所述监测模块包括摄像头,用于监测光伏组件接收面状态。
10.根据权利要求9所述的一种分布式光伏发电设备的储能管理系统,其特征在于:基于所述误差率p>5%,所述监测模块经摄像头获取光伏组件表面图像;
