一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法与流程

专利2026-08-03  8


本发明涉及储能系统管理,更具体地说,本发明涉及一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法。


背景技术:

1、随着全球环境污染和能源短缺问题的日益严重,光伏发电技术作为一种清洁、可再生的能源利用方式受到了广泛的关注和推广。近年来,光伏发电技术趋于成熟,光伏系统的成本也随之降低,使得光伏发电技术在全球范围内得到了广泛的应用,特别是在户用光伏储能领域。

2、但是户用光伏储能系统需要根据负载的变化实时调整其输出功率,以确保电力供应的稳定性和经济性。然而,由于负载的多样性和不确定性,实现负载的精确跟随成为了一个技术难题。

3、为了解决上述问题,学界提出了一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数。通过构建负载跟随函数,实现对光伏储能系统输出功率的精确控制,以满足负载的实时需求。

4、但是其在实际使用时,仍旧存在一些缺点,如现有技术缺少一个模型能精准且多维的衡量跟随函数的效果,尽管负载跟随函数在理论上为光伏储能系统的输出功率提供了精确控制的手段,但在实际操作中,由于负载的复杂多变以及系统内部各环节的相互影响,如何构建一个既精准又多维的评估模型成为了一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,通过以下方案,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,包括,步骤1:子区域划分:用于将待监测光伏储能负载设备记为目标监测区域,将目标监测区域按不同负载分为各子监测区域,并依次标记为1、2、3……i;

3、步骤2:子区域系统运行信息采集:包括光伏设备运行信息采集单元、储能设备运行信息采集单元、负载信息采集单元以及系统性能信息采集单元,用于对子区域进行数据采集得到综合参数并将综合参数输出至子区域系统效能评估综合分析步骤;

4、步骤3:子区域系统效能评估综合分析:用于将子区域系统运行信息采集步骤中采集的数据导入并计算,得到子区域光伏发电性能影响系数、子区域储能系统影响系数、子区域负载影响系数以及子区域系统效能评估综合指数;

5、步骤4:目标区域系统效能评估综合分析:用于将子区域系统效能评估综合分析步骤导入的数据进行计算得到目标区域系统效能评估综合指数;

6、步骤5:系统效能综合评估判断:用于将目标区域系统效能评估综合指数与预设值做对比,并将对比结果输入至互动反馈步骤;

7、步骤6:互动反馈:用于将对比结果导入管理员终端,当目标区域系统效能评估综合指数对比结果低于预设值时会对管理人员的设备发出警报并对影响综合指数的原因进行溯源。

8、优选的,所述子区域系统运行信息采集步骤中各子区域的综合参数的具体获取方法如下:

9、本实施例需要具体说明的是综合参数是指子区域光照强度参数、子区域光伏板温度参数、子区域光伏阵列输出电流参数、子区域储能电池电压参数、子区域储能电池电流参数、子区域储能电池soc参数、子区域储能电池充电功率参数、子区域储能电池放电功率参数、子区域负载电流波动幅度参数、子区域负载电压波动幅度参数、子区域负载平均工作功率参数。

10、所述子区域光照强度参数指i子区域光照强度ti;

11、所述子区域光伏板温度参数指i子区域光伏板温度mi;

12、所述子区域光伏阵列输出电流参数指i子区域光伏阵列输出电流pi;

13、所述子区域储能电池电压参数指i子区域储能电池电压vi;

14、所述子区域储能电池电流参数指i子区域储能电池电流li;

15、所述子区域储能电池soc参数指i子区域储能电池soc值soci;

16、所述子区域储能电池充电功率参数指i子区域储能电池充电功率wi;

17、所述子区域储能电池放电功率参数指i子区域储能电池放电功率ui;

18、所述子区域负载电流波动幅度参数指i子区域负载电流波动幅度gi;

19、所述子区域负载电压波动幅度参数指i子区域负载电压波动幅度qi;

20、所述子区域负载平均工作功率参数指i子区域负载平均工作功率ri。

21、优选的,所述子区域负载电流波动幅度参数的具体采集方式如下:

22、采集子区域负载工作时的电流波峰bfi以及电流波谷bgi,最终得到子区域负载电流波动幅度

23、优选的,所述子区域负载电压波动幅度参数的具体采集方式如下:

24、采集子区域负载工作时的电压波峰vfi以及电流波谷vgi,最终得到子区域负载电流波动幅度

25、优选的,所述子区域光伏发电性能影响系数的数学模型如下:

26、其中ami指子区域光伏发电性能影响系数,ti指i子区域光照强度,mi指i子区域光伏板温度,pi指i子区域光伏阵列输出电流;

27、本实施例需要具体说明的是,在大多数情况下,光伏电池的输出电流与光照强度呈近似正比关系。即光照强度增强时,输出电流也会相应增大。这一关系可以用公式简化表示为:pi≈bti,其中pi是光伏电池的输出电流,ti是光照度(以特定单位表示,如w/m2),b是指比例系数用于表示光照强度与输出电流的关系,b值越大说明转化效率越高。

28、优选的,所述子区域储能系统影响系数的数学模型如下:

29、其中bmi指子区域储能系统影响系数,wi指i子区域储能电池充电功率,ui指i子区域储能电池放电功率,vi指i子区域储能电池电压,li指i子区域储能电池电流,soci指i子区域储能电池soc值,w1、ui分别指行业该种类型的储能电池平均充电、放电功率。

30、优选的,所述子区域负载影响系数的数学模型如下:

31、其中cmi指子区域负载影响系数,gi指i子区域负载电流波动幅度,qi指i子区域负载电压波动幅度,ri指i子区域负载平均工作功率,r指负载额定功率。

32、优选的,所述子区域系统效能评估综合指数的数学模型如下:

33、其中指子区域系统效能评估综合指数,ami指子区域光伏发电性能影响系数,bmi指子区域储能系统影响系数,cmi指子区域负载影响系数,α1、β1、γ1指权重系数。

34、优选的,所述目标区域系统效能评估综合指数的数学模型具体如下:

35、其中指目标区域系统效能评估综合指数,指子区域系统效能评估综合指数。

36、优选的,所述预设值是根据行业实践经验所得到的衡量户用光伏-储能-负载系统效能的综合警戒值,当目标区域的目标区域系统效能评估综合指数低于预设值,说明该区域系统的光伏储能负载的跟随函数的效果不佳,需要采取相应的措施来优化跟随函数并提升系统效能。

37、优选的,所述互动反馈模块在对比结果低于预设值时,系统会在终端上触发警报功能,通过声音、振动及弹窗形式向管理人员发出警示信号并给出相关参数,帮助管理人员分析影响目标区域系统效能评估综合指数的原因,并进一步溯源到影响光伏储能负载系统的跟随函数效果的具体原因如光伏阵列转化效率低、储能电池性能低下差以及无法满足负载设备的需求,并给出解决方案。

38、本发明的技术效果和优点:

39、1、在构建多维度评估模型时,本发明融合了来自不同传感器和系统的数据,如光伏板的发电数据、储能电池的充放电数据、负载的实时需求数据,构建了包含多个维度的评估指标体系,可以更好的评估负载跟随函数的效果;

40、2、本发明采用先进的多源数据融合技术,将来自不同传感器和系统的数据进行有效整合和分析,通过数据融合,可以更加全面地了解系统的运行状态和性能表现,为评估模型的构建提供有力支持;

41、3、本发明在评估模型的基础上,建立实时反馈与优化机制,通过实时监测系统的运行状态和性能表现,及时调整负载跟随函数的控制策略和优化参数,确保系统始终保持在最佳运行状态。


技术特征:

1.一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述子区域系统运行信息采集步骤中各子区域的综合参数的具体获取方法如下:

3.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述子区域光伏发电性能影响系数的数学模型如下:

4.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述子区域储能系统影响系数的数学模型如下:

5.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述子区域负载影响系数的数学模型如下:

6.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述子区域系统效能评估综合指数的数学模型如下:

7.根据权利要求1所述的一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,其特征在于:所述目标区域系统效能评估综合指数的数学模型具体如下:


技术总结
本发明公开了一种适用于户用光伏储能负载的跟随函数控制方法,具体涉及储能系统管理技术领域,包括子区域划分步骤、子区域系统运行信息采集步骤、子区域系统效能评估综合分析步骤、目标区域系统效能评估综合分析步骤、系统效能综合评估判断步骤、互动反馈步骤。本发明融合了来自不同传感器和系统的数据,如光伏板的发电数据、储能电池的充放电数据、负载的实时需求数据,构建了包含多个维度的评估指标体系,可以更好的评估负载跟随函数的效果,同时,本发明在评估模型的基础上,建立实时反馈与优化机制,通过实时监测系统的运行状态和性能表现,及时调整负载跟随函数的控制策略和优化参数,确保系统始终保持在最佳运行状态。

技术研发人员:李任戈,曾骥敏,魏莹,沈旺旺,魏俊,王向聪
受保护的技术使用者:中建科工集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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