一种储能逆变器离网并联的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种储能逆变器离网并联的控制系统，所述控制系统包括供电控制单元以及负载监控单元；所述供电控制单元被配置于监测储能单元的储电状态，并且控制储能单元的供电输出；所述负载监控单元包括被耦接到多个负载中的监控子单元，以及与多个所述监控子单元通讯连接的总控单元；通过所述监控子单元采集用电负载的工作参数，建立基于时间序列的用电模型，用于预测负载在未来的用电需求从而制定用电策略；进一步通过监控所述储能单元储电状态，结合所述用电策略，决定供电策略，从而控制至少两个所述储能单元在离网后的并联工作。至少两个所述储能单元在离网后的并联工作。至少两个所述储能单元在离网后的并联工作。

【技术实现步骤摘要】
一种储能逆变器离网并联的控制系统


[0001]本专利技术涉及电能设备
具体而言，涉及一种储能逆变器离网并联的控制系统。

技术介绍

[0002]目前社会对电力的需求快速地增加，而且基于环保原因，在各种发电方式中，对清洁能源发电的占比提出了明确要求。而同时目前可再生型的清洁能源，例如光伏发电、水力发电、风电等尚受到自然环境因素的制约，还无法实现随实际用电情况快速地进行大功率发电，因此相关发电技术方案都需要使用储能逆变器对额外的电能进行逆变储存后，再在后期进行二次逆变后输出，实现了发电能力与用电需求的平衡。
[0003]查阅相关地已公开技术方案，公开号为CN106159935A的技术方案提出一种包括主、从储能逆变器的并离网控制方案，通过监测和控制多个储电池的电压动态地相互接近，减少储能逆变器之间的共模环流影响，提高整体系统的稳定性；公开号为CN213846251U的技术方案提出使用6个继电器组成的切换装置，用于对储能逆变器的并、离网控制，综合考虑了切换装置的成本与控制效率的表现；以上技术方案多为涉及储能逆变器的并联结构和电路部分的解决方案，并非考虑到具体的用电负载场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种储能逆变器离网并联的控制系统，所述控制系统包括供电控制单元以及负载监控单元；所述供电控制单元被配置于监测储能单元的储电状态，并且控制储能单元的供电输出；所述负载监控单元包括被耦接到多个负载中的监控子单元，以及与多个所述监控子单元通讯连接的总控单元；通过所述监控子单元采集用电负载的工作参数，建立基于时间序列的用电模型，用于预测负载在未来的用电需求从而制定用电策略；进一步通过监控所述储能单元储电状态，结合所述用电策略，决定供电策略，从而控制至少两个所述储能单元在离网后的并联工作。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种储能逆变器离网并联的控制系统，所述控制系统包括：发电单元101：用于通过外部发电装置产生电能；储能单元102：用于将所述发电单元产生的电能进行储存，并为负载提供电能；供电控制单元103，被配置为控制所述发电单元将电能输出到负载电路母线或者所述储能电元，以及控制所述储能单元将电能输出到负载电路母线：负载监控单元104，包括被配置为耦接到多个负载中的监控子单元140，以及与多个所述监控子单元通讯连接的总控单元141；其中，所述监控子单元通过控制与其耦接的负载的工作性能，使负载的功耗小于最大允许功耗；所述监控子单元还包括对与其耦接的负载的用电状态进行持续监测，记录负载的
用电参数，包括负载基于时序的电压、功耗；并通过计算获得负载的用电持续时间以及总耗电量；由所述总控单元通过记录的负载的用电参数，生成负载的用电模型；其中，所述用电模型是一个关于时间序列的预测模型函数Q(t)，用于预测负载基于时间的用电量：，
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公式1；其中为用电量在时间序列上的非周期变化部分；为用电量在时间序列上的周期性变化部分；为用电量在特殊时间节点的额外变化部分；为误差项，用于覆盖未能预测到的用电量波动；，公式2：在公式2中，ω为用电量的增长率，δ为增长率ω的变化量，b为偏置量；γ为偏置量的变化量，用于使在区间内连续；以上几个参数均使用深度学习网络进行训练后求得；其中，为一个指示函数，用于根据时间序列t的多个时间节点t1、t2……
t
j
……
定义增长率的方向：，
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公式2
‑
1；，公式3；在公式3中，通过傅里叶级数变化来计算，P为周期长度，根据负载的用电特性设定，可以按年、月、日、12小时设定其周期；n为级数分解的深度，取值范围为3至7；权重、通过对用电参数进行深度学习拟合求得；其中为时间序列中的特殊时间节点，由研究人员手动输入该部分特殊时间节点，并通过深度学习网络执行的拟合；进一步的，所述储能单元102包括：储能电池121，用于实现化学能与电能的转换，使由所述发电单元产生的电能以化学能形式储存于所述储能电池内；并以电能的形式，重新将化学能转换为电能并输出；电池管理系统120：用于实时检测所述储能电池的电能参数并进行所述储能电池的工作管控；双向变流器130：用于实现交流电AC与直流电DC的转换，以及接收所述控制单元的控制指令从而控制所述储能单元进行工作；其中，所述储能电池121的第一回路与所述双向变流器130的直流侧连接，向所述双向变流器130输出直流电流；所述储能电池121的第二回路与所述电池管理系统120连接；其中，所述双向变流器的第一回路与负载电路母线连接，用于输出交流电流；第二回路与协调控制器连接，用于接收所述协调控制器的指令控制所述储能单元进行工作；
进一步的，所述控制单元包括：协调控制器：连接多个所述双向变流器的第二回路，用于控制多个所述储能单元的供电参数；并进一步的，通讯连接所述总控单元141，获取供电环境中多个负载的用电状态；其中，所述负载监控单元包括存储器；所述存储器包括存储一个数据库；所述数据库存储有多个用电模型；进一步的，所述存储器包括存储至少一个负载优先级列表；所述负载优先级列表记录为每个负载的设定的多个用电等级，以及每个用电等级对应的功耗上限，以及每个用电等级对应的负载的工作性能参数；根据多个所述储能单元的电能存储量，以及所述负载优先级列表，由所述总控单元在周期性制定多个负载的用电策略，包括用电时段、最大功耗上限，并且由最大功耗上限，决定负载的工作性能参数；并且将所述用电策略向负载的用户进行通告；所述监控子单元在检测到负载断开并再次通电后，设定一段拟合时段，包括以下步骤：步骤S1：设定一段拟合时间t
s
，在所述拟合时段内停止对当前负载的用电参数记录，并且对当前负载的用电参数与上一次通电时采用的用电模型进行拟合，确认当前负载与断电前的负载一致；步骤S2：若两者一致，则继续采用对当前负载进行用电参数预测；步骤S3：若两者不一致，则向所述负载监控单元查询是否存储有与当前负载的用电参数部分拟合的用电模型，并选取最接近的用电模型与当前负载进行拟合，并重复步骤S2或S3，直到找到令两者一致的用电模型；步骤S4，若在n次拟合后，无法找到令两者一致的用电模型，则将当前负载设定为全新类型负载，为当前负载重新进行用电参数测量，并建立新的用电模型；将所述负载的用电优先级设定为最低。
[0006]本专利技术所取得的有益效果是：1. 本专利技术的控制系统通过配置于多个用电负载的监控子单元，从而建立对基于每个负载用电特性以及用电习惯的用电模型，通过用电模型可以对该负载进行准确的用电量预测；2. 本专利技术的控制系统通过结合用户评价用电负载的对自身的重要性，建立一个负载优先级列表，从而作出所述控制系统进行储能逆变器并联操作以及关闭、降低指定负载的工作性能的依据；3. 本专利技术的控制系统通过控制多个储能单元的运行，可以有效平衡各个储能电池的工作状态，避免由于对个别储能电池进行高频充放电从而降低了储能电池的寿命；本专利技术的管理系统各单元采用模块化设计和配合，后期可通过软件、硬件进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能逆变器离网并联的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：发电单元：用于通过外部发电装置产生电能；储能单元：用于将所述发电单元产生的电能进行储存，并为负载提供电能；供电控制单元，被配置为控制所述发电单元将电能输出到负载电路母线或者所述储能电元，以及控制所述储能单元将电能输出到负载电路母线：负载监控单元，包括被配置为耦接到多个负载中的监控子单元，以及与多个所述监控子单元通讯连接的总控单元；其中，所述监控子单元通过控制与其耦接的负载的工作性能，使负载的功耗小于最大允许功耗；所述监控子单元还包括对与其耦接的负载的用电状态进行持续监测，记录负载的用电参数，包括负载基于时序的电压、功耗；并通过计算获得负载的用电持续时间以及总耗电量；由所述总控单元通过记录的负载的用电参数，生成负载的用电模型；其中，所述用电模型是一个关于时间序列的预测模型函数Q(t)，用于预测负载基于时间的用电量：
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公式1；其中为用电量在时间序列上的非周期变化部分；为用电量在时间序列上的周期性变化部分；为用电量在特殊时间节点的额外变化部分；
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公式2：在公式2中，ω为用电量的增长率，δ为增长率ω的变化量，b为偏置量；γ为偏置量的变化量，用于使在区间内连续；以上几个参数均使用深度学习网络进行训练后求得；其中，为一个指示函数，为对进行转置，用于根据时间序列t的多个时间节点t1、t2……
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定义增长率的方向：，
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公式2
‑
1；， 公式3；在公式3中，其中P为周期长度，根据负载的用电特性设定；n为级数分解的深度，取值范围为3至7；权重a
n
、b
n
通过对用电参数进行深度学习拟合求得；其中l(t)为时间序列中的特殊时间节点，由研究人员手动输入该部分特殊时间节点，并通过深度学习网络进行l(t)的拟合。2.根据权利要求1所述一种储能逆变器离网并联的控制系统，其特征在于，所述储能单元包括：储能电池，用于实现化学能与电能的转换，使由所述发电单元产生的电能以化学能形式储存于所述储能电池内；并以电能的形式，重新将化学能转换为电能并输出；电池管理系统：用于实时检测所述储能电池的电能参数并进行所述储能电池的工作管
控；双向变流器：用于实现交流电AC与直流电DC的转换，以及接收所述控制单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴日增，姚国辉，赵崇超，龙永林，温丽诗，
申请(专利权)人：广州菲利斯太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：