本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指一種并離網(wǎng)一體光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、并離網(wǎng)一體光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種兼具并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行能力的新能源利用系統(tǒng)，在光伏發(fā)電和儲(chǔ)能領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)有技術(shù)中，并離網(wǎng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)通常通過(guò)將光伏電池組件與電能管理模塊相連，利用逆變器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行模式。在并網(wǎng)模式下，多余電能可輸送至公共電網(wǎng)，保障能源利用效率；在離網(wǎng)模式下，系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能模塊供電，為用戶提供穩(wěn)定電力輸出。然而，在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)的并離網(wǎng)切換主要依賴預(yù)設(shè)的閾值或人工干預(yù)，缺乏實(shí)時(shí)的智能判斷機(jī)制，容易導(dǎo)致切換過(guò)程中的電力中斷或電能浪費(fèi)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、例如在偏遠(yuǎn)地區(qū)或海島供電系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要在電網(wǎng)不穩(wěn)定或完全斷電的情況下切換到離網(wǎng)模式，為關(guān)鍵負(fù)載供電。然而，由于現(xiàn)有系統(tǒng)的切換邏輯無(wú)法充分考慮實(shí)時(shí)負(fù)載需求與儲(chǔ)能模塊的剩余電量，可能導(dǎo)致切換后的儲(chǔ)能模塊因電量不足而無(wú)法持續(xù)供電，從而中斷關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行。這種技術(shù)缺陷限制了系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和適用性，亟需一種改進(jìn)方案來(lái)提升并離網(wǎng)切換的智能性和魯棒性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種并離網(wǎng)一體光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，旨在解決背景技術(shù)中所提到的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種并離網(wǎng)一體光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、光伏發(fā)電模塊，用于接收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換為直流電能，生成原生電能數(shù)據(jù)；

5、儲(chǔ)能模塊，用于接收原生電能數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)為儲(chǔ)能電量數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前儲(chǔ)能狀態(tài)并生成儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

6、負(fù)載模塊，用于實(shí)時(shí)獲取負(fù)載運(yùn)行參數(shù)，生成負(fù)載需求數(shù)據(jù)；

7、控制模塊，包括數(shù)據(jù)采集模塊、狀態(tài)分析模塊和切換指令生成模塊；其中：

8、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)、負(fù)載需求數(shù)據(jù)以及外部電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并生成綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集；

9、狀態(tài)分析模塊，用于根據(jù)綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集進(jìn)行計(jì)算，生成電網(wǎng)適配性結(jié)果和儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果，其中電網(wǎng)適配性結(jié)果用于表征外部電網(wǎng)是否滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件，儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果用于表征儲(chǔ)能模塊是否具備滿足負(fù)載需求的能力；

10、切換指令生成模塊，用于根據(jù)所述電網(wǎng)適配性結(jié)果和儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果生成切換指令，其中：

11、當(dāng)電網(wǎng)適配性結(jié)果表明外部電網(wǎng)滿足并網(wǎng)條件時(shí)，生成并網(wǎng)指令；

12、當(dāng)電網(wǎng)適配性結(jié)果表明外部電網(wǎng)未滿足并網(wǎng)條件，且儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果表明儲(chǔ)能模塊具備滿足負(fù)載需求的能力時(shí)，生成離網(wǎng)指令；

13、若儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果表明儲(chǔ)能模塊無(wú)法滿足負(fù)載需求，則生成負(fù)載調(diào)整指令，并控制負(fù)載模塊降低非關(guān)鍵負(fù)載的能量分配比例；

14、轉(zhuǎn)換模塊，包括并網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊和離網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊：其中：

15、并網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)并網(wǎng)指令將原生電能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)電能數(shù)據(jù)；

16、離網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)離網(wǎng)指令或負(fù)載調(diào)整指令，將儲(chǔ)能電量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)電能數(shù)據(jù)；

17、功率調(diào)整模塊，用于在離網(wǎng)模式下，根據(jù)離網(wǎng)電能數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能模塊的輸出功率比例，生成優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)；

18、所述負(fù)載模塊還用于根據(jù)優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)對(duì)電能進(jìn)行分配。

19、優(yōu)選地，所述光伏發(fā)電模塊包括：

20、光伏組件模塊，用于接收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換為直流電能，生成原生電能數(shù)據(jù)；

21、光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境光照條件，并生成光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

22、發(fā)電優(yōu)化控制模塊，用于根據(jù)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整光伏組件模塊的能量轉(zhuǎn)換參數(shù)；

23、故障檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)光伏組件模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)組件出現(xiàn)異常時(shí)生成故障警報(bào)信號(hào)。

24、優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能模塊包括：

25、儲(chǔ)能單元，用于接收原生電能數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)為儲(chǔ)能電量數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前儲(chǔ)能狀態(tài)并生成儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

26、動(dòng)態(tài)功率分配模塊，用于根據(jù)儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)生成充放電功率比例調(diào)整參數(shù)。

27、優(yōu)選地，所述負(fù)載模塊包括：

28、負(fù)載采集模塊，用于實(shí)時(shí)獲取負(fù)載運(yùn)行參數(shù)，生成初步需求數(shù)據(jù)；

29、負(fù)載需求分類模塊，用于對(duì)初步需求數(shù)據(jù)分配負(fù)載優(yōu)先級(jí)，并將其劃分為關(guān)鍵負(fù)載需求數(shù)據(jù)和非關(guān)鍵負(fù)載需求數(shù)據(jù)，形成負(fù)載需求數(shù)據(jù)。

30、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：

31、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)篩選模塊，用于對(duì)儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)和外部電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除可能干擾決策的異常數(shù)據(jù)，得到實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)；

32、數(shù)據(jù)合并模塊，用于將實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)和負(fù)載需求數(shù)據(jù)合并為一個(gè)集合，得到綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集。

33、優(yōu)選地，所述狀態(tài)分析模塊包括：

34、電網(wǎng)適配性分析模塊，用于根據(jù)外部電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析電網(wǎng)的電壓波動(dòng)、頻率一致性和功率穩(wěn)定性，生成電網(wǎng)適配性結(jié)果；電網(wǎng)適配性結(jié)果通過(guò)以下公式評(píng)估：

35、，其中，為電網(wǎng)適配性評(píng)分，用于評(píng)估外部電網(wǎng)的運(yùn)行適配性，和分別為時(shí)間積分的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，為時(shí)間變量，、、為權(quán)重系數(shù)，為實(shí)時(shí)電壓偏差，，為實(shí)時(shí)測(cè)量的電壓，為額定電壓，為實(shí)時(shí)頻率偏差，，為實(shí)時(shí)測(cè)量的頻率，為額定頻率，為電網(wǎng)功率穩(wěn)定性評(píng)分，，為實(shí)時(shí)功率波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差，為電網(wǎng)最大額定功率，為時(shí)間常數(shù)；

36、儲(chǔ)能能力動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊，用于根據(jù)儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)和負(fù)載需求數(shù)據(jù)，計(jì)算儲(chǔ)能模塊在當(dāng)前運(yùn)行條件下的剩余供電時(shí)長(zhǎng)和負(fù)載滿足率，生成儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果；剩余供電時(shí)長(zhǎng)和負(fù)載滿足率通過(guò)以下公式計(jì)算：

37、，其中，為剩余供電時(shí)長(zhǎng)，為儲(chǔ)能模塊的充放電效率，的取值范圍為0-1之間，為儲(chǔ)能模塊的最大容量，為儲(chǔ)能模塊的當(dāng)前容量，，為實(shí)時(shí)充電功率，為實(shí)時(shí)放電功率，、為充放電效率，為總時(shí)間范圍，為當(dāng)前負(fù)載的平均功率需求；

38、，其中，為負(fù)載滿足率，為第個(gè)儲(chǔ)能模塊給第個(gè)負(fù)載分配的功率，為儲(chǔ)能模塊的性能權(quán)重系數(shù)，的取值范圍為0-1之間，為第個(gè)負(fù)載需求的總功率，為儲(chǔ)能模塊的數(shù)量，為負(fù)載的數(shù)量。

39、優(yōu)選地，所述切換指令生成模塊包括：

40、并網(wǎng)判定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)適配性結(jié)果判定外部電網(wǎng)的并網(wǎng)條件是否滿足，若滿足，則生成并網(wǎng)指令；

41、離網(wǎng)判定模塊，用于在電網(wǎng)適配性結(jié)果表明外部電網(wǎng)未滿足并網(wǎng)條件時(shí)，結(jié)合儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果判定儲(chǔ)能模塊是否具備獨(dú)立供電能力，若具備，則生成離網(wǎng)指令；

42、負(fù)載調(diào)整判定模塊，用于在儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果表明儲(chǔ)能模塊無(wú)法滿足當(dāng)前負(fù)載需求時(shí)，優(yōu)先對(duì)關(guān)鍵負(fù)載分配電能，并動(dòng)態(tài)調(diào)整非關(guān)鍵負(fù)載的供電比例，生成負(fù)載調(diào)整指令；

43、指令優(yōu)先級(jí)設(shè)定模塊，用于根據(jù)并網(wǎng)指令、離網(wǎng)指令和負(fù)載調(diào)整指令，動(dòng)態(tài)調(diào)整執(zhí)行優(yōu)先級(jí)，生成切換指令。

44、優(yōu)選地，所述并網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊包括：

45、并網(wǎng)指令執(zhí)行模塊，用于根據(jù)并網(wǎng)指令，將原生電能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)電能數(shù)據(jù)，并輸出至外部電網(wǎng)；

46、電壓調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)外部電網(wǎng)的電壓波動(dòng)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整并網(wǎng)電能數(shù)據(jù)的輸出電壓；

47、頻率同步模塊，用于根據(jù)并網(wǎng)指令實(shí)時(shí)調(diào)整并網(wǎng)電能數(shù)據(jù)的頻率，使其與外部電網(wǎng)的頻率保持一致；

48、轉(zhuǎn)化控制模塊，用于根據(jù)負(fù)載需求數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)原生電能數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化比例。

49、優(yōu)選地，所述功率調(diào)整模塊包括：

50、動(dòng)態(tài)功率分配模塊，用于根據(jù)儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)和負(fù)載需求數(shù)據(jù)，對(duì)離網(wǎng)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，生成供電分配數(shù)據(jù)；供電分配數(shù)據(jù)通過(guò)以下公式進(jìn)行分配：

51、其中，為供電分配指數(shù)，、、為調(diào)整系數(shù)，，為周期性波動(dòng)函數(shù)，為第個(gè)負(fù)載的優(yōu)先級(jí)權(quán)重，，為第個(gè)負(fù)載的波動(dòng)頻率，為第個(gè)負(fù)載的運(yùn)行時(shí)間，為時(shí)間衰減因子，，為時(shí)間常數(shù)。

52、優(yōu)選地，所述負(fù)載模塊還包括：

53、電能動(dòng)態(tài)分配模塊，用于根據(jù)優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整關(guān)鍵負(fù)載和非關(guān)鍵負(fù)載的供電比例，得到第一供電分配策略；

54、負(fù)載狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)各負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，并生成負(fù)載運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)；

55、反饋優(yōu)化模塊，用于根據(jù)負(fù)載運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)對(duì)第一供電分配策略進(jìn)行調(diào)整，得到第二供電分配策略；

56、電能輸出模塊，用于根據(jù)第一供電分配策略或第二供電分配策略向各負(fù)載供電。

57、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

58、本系統(tǒng)通過(guò)光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、負(fù)載模塊、控制模塊和轉(zhuǎn)換模塊的協(xié)調(diào)工作，能夠在復(fù)雜電力環(huán)境下實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)模式的智能切換，并動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載分配，提升系統(tǒng)的適應(yīng)性和運(yùn)行效率。光伏發(fā)電模塊負(fù)責(zé)接收太陽(yáng)能并生成原生電能數(shù)據(jù)，儲(chǔ)能模塊將原生電能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為儲(chǔ)能電量數(shù)據(jù)，生成儲(chǔ)能狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的負(fù)載供電提供可靠保障。負(fù)載模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)生成負(fù)載需求數(shù)據(jù)，確保負(fù)載電能分配的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性?？刂颇K通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊獲取儲(chǔ)能狀態(tài)、負(fù)載需求及外部電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，形成綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集，狀態(tài)分析模塊據(jù)此生成電網(wǎng)適配性結(jié)果和儲(chǔ)能能力評(píng)估結(jié)果，為切換指令生成模塊提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與離網(wǎng)模式的智能切換。功率調(diào)整模塊根據(jù)離網(wǎng)電能數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能模塊的輸出功率比例，進(jìn)一步優(yōu)化負(fù)載的電能分配，確保系統(tǒng)在離網(wǎng)模式下的高效運(yùn)行。

59、首先，系統(tǒng)能夠通過(guò)控制模塊對(duì)電網(wǎng)適配性和儲(chǔ)能能力進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的并網(wǎng)和離網(wǎng)判斷。在外部電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)或中斷時(shí)，系統(tǒng)可快速切換至離網(wǎng)模式，優(yōu)先保障關(guān)鍵負(fù)載的穩(wěn)定供電，減少非關(guān)鍵負(fù)載的能量分配比例，從而延長(zhǎng)儲(chǔ)能模塊的運(yùn)行時(shí)間。其次，系統(tǒng)通過(guò)功率調(diào)整模塊和負(fù)載模塊的協(xié)同工作，動(dòng)態(tài)調(diào)整電能分配比例，充分利用儲(chǔ)能資源。例如，在高峰負(fù)載場(chǎng)景中，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)削減非關(guān)鍵負(fù)載，如照明或空調(diào)的供電比例，確保關(guān)鍵設(shè)備，如醫(yī)療器械的連續(xù)運(yùn)行。最后，該系統(tǒng)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)和離網(wǎng)模式的無(wú)縫切換，并動(dòng)態(tài)適應(yīng)負(fù)載需求和儲(chǔ)能狀態(tài)的變化，特別適用于復(fù)雜電力環(huán)境下對(duì)能源利用效率和系統(tǒng)可靠性要求較高的場(chǎng)景。