池處于放 電狀態(tài)或等待放電狀態(tài)；當(dāng)放電蓄電池組中的部分或全部蓄電池的荷電狀態(tài)到達(dá)荷電狀態(tài) 下限時(shí)，調(diào)節(jié)該部分或全部蓄電池到充電蓄電池組，同時(shí)將充電蓄電池組中達(dá)到荷電狀態(tài) 上限的部分或全部蓄電池調(diào)節(jié)到放電蓄電池組，重新分配充電蓄電池組和放電蓄電池組， 形成新的第一蓄電池組和第二蓄電池組；在放電蓄電池組中，優(yōu)先驅(qū)動(dòng)荷電量最小的若干 蓄電池或放電蓄電池組整體以額定功率輸出的方式調(diào)節(jié)超級(jí)電容電壓在額定工作范圍以 內(nèi)；在充電蓄電池組中，優(yōu)先驅(qū)動(dòng)荷電量最大的若干蓄電池或充電蓄電池組整體進(jìn)入放電 蓄電池組。
[0032] 該監(jiān)控裝置11包括：光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊114,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲(chǔ)能裝置10 中的光伏發(fā)電設(shè)備12,并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備12的發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；儲(chǔ)能裝置監(jiān)控模塊115， 用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能裝置131中的蓄電池模塊131、超級(jí)電容器132和DC/DC雙向換能器133 和134 ;大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊112,用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)20調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)20的運(yùn)行情況以 及相關(guān)調(diào)度信息；并網(wǎng)監(jiān)控模塊116,用于控制微電網(wǎng)10連接或隔離大電網(wǎng)20 ;中控模塊 117,用于確定微電網(wǎng)10的運(yùn)行策略，并向上述各模塊發(fā)出指令，以執(zhí)行該供電策略；風(fēng)力 發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊113,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備14 ;負(fù)載監(jiān)控模塊118,用于實(shí)時(shí)微電 網(wǎng)10內(nèi)的負(fù)載17 ;總線模塊111，用于該監(jiān)控裝置11的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)。
[0033] 通信模塊111，用于上述各個(gè)模塊之間的通信，所述總線通信模塊111通過(guò)冗余雙 CAN總線與其他模塊相連。
[0034] 光伏發(fā)電設(shè)備12包括多個(gè)光伏發(fā)電模塊，光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊114至少包括光 伏發(fā)電設(shè)備的電壓、電流、頻率檢測(cè)設(shè)備、光強(qiáng)檢測(cè)設(shè)備。
[0035] 所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊113實(shí)時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備12的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)。
[0036] 儲(chǔ)能裝置監(jiān)控模塊116至少包括蓄電池端電壓、電流、SOC獲取設(shè)備以及溫度檢測(cè) 設(shè)備和超級(jí)電容器電容電壓的檢測(cè)設(shè)備，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC和超級(jí)電容器的電 容電壓。
[0037] 所述SOC獲取設(shè)備包括：第一獲取模塊，用于獲取電池的工作狀態(tài)；第一確定模 塊，用于根據(jù)電池的工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法；計(jì)算模塊，用于按照 估算方法計(jì)算電池處于不同的工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值。
[0038] 第一確定模塊包括：第一確定子模塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)的情 況下，確定估算方法為第一估算方法，其中，第一估算方法包括開路電壓法；第二確定子模 塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為恢復(fù)狀態(tài)的情況下，確定估算方法為第二估算方法；第三確 定子模塊，用于在獲取到的工作狀態(tài)為充放電狀態(tài)的情況下，確定估算方法為第三估算方 法，其中，第三估算方法包括卡爾曼濾波法。
[0039] 進(jìn)一步的，估算方法為第三估算方法，計(jì)算模塊包括：建立模塊，用于利用三階等 效電路建立電池的電池模型；第二確定模塊，用于確定電池模型的狀態(tài)方程和測(cè)量方程； 第一計(jì)算子模塊，用于使用狀態(tài)方程和測(cè)量方程計(jì)算電池的電池荷電狀態(tài)值。
[0040] 進(jìn)一步地，估算方法為第二估算方法，計(jì)算模塊包括：第二獲取模塊，用于獲取電 池在進(jìn)入恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)；第二計(jì)算子模塊，用于在電池在進(jìn)入恢復(fù)狀態(tài)之前 的工作狀態(tài)為放電狀態(tài)的情況下，按照第一公式計(jì)算電池荷電狀態(tài)值，其中，第一公式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量平衡的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系統(tǒng)包括；風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏 發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置、用于將微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一、直流母 線、用于連接風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備和直流母線的AC/DC雙向換流模塊二、微電網(wǎng)內(nèi) 負(fù)載和監(jiān)控裝置； 該儲(chǔ)能裝置包括蓄電池模塊、超級(jí)電容器和與上述直流母線連接的雙向DC/DC變換 器； 該監(jiān)控裝置包括： 風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進(jìn)行預(yù)測(cè)； 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率 進(jìn)行預(yù)測(cè)； 儲(chǔ)能裝置監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC、超級(jí)電容器的電容電壓值和DC/DC 雙向變換器； 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中屯、獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況W及相關(guān)調(diào)度信 息； 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制微電網(wǎng)連接或隔離大電網(wǎng)； 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載； 中控模塊，用于確定微電網(wǎng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指令，W執(zhí) 行該運(yùn)行策略； 總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)。
2. 如權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置由蓄電池模塊和超級(jí) 電容組成混合儲(chǔ)能，將蓄電池模塊分成獨(dú)立控制的兩個(gè)蓄電池分組，每一組蓄電池分組均 包括一個(gè)W上蓄電池，將兩組蓄電池分組分別稱為第一蓄電池組和第二蓄電池組；超級(jí)電 容、第一蓄電池組和第二蓄電池組分別通過(guò)雙向DC/DC變換器連接在上述直流母線上，實(shí) 現(xiàn)超級(jí)電容、第一蓄電池組和第二蓄電池組的雙向控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，將第一蓄電池組作為充電蓄電池組， 將第二蓄電池組作為放電蓄電池組，充電蓄電池組中的蓄電池處于充電狀態(tài)或充電完成狀 態(tài)，放電蓄電池組中的蓄電池處于放電狀態(tài)或等待放電狀態(tài)；當(dāng)放電蓄電池組中的部分或 全部蓄電池的荷電狀態(tài)到達(dá)荷電狀態(tài)下限時(shí)，調(diào)節(jié)該部分或全部蓄電池到充電蓄電池組， 同時(shí)將充電蓄電池組中達(dá)到荷電狀態(tài)上限的部分或全部蓄電池調(diào)節(jié)到放電蓄電池組，重新 分配充電蓄電池組和放電蓄電池組，形成新的第一蓄電池組和第二蓄電池組；在放電蓄電 池組中，優(yōu)先驅(qū)動(dòng)荷電量最小的若干蓄電池或放電蓄電池組整體W額定功率輸出的方式調(diào) 節(jié)超級(jí)電容電壓在額定工作范圍W內(nèi)；在充電蓄電池組中，優(yōu)先驅(qū)動(dòng)荷電量最大的若干蓄 電池或充電蓄電池組整體進(jìn)入放電蓄電池組。
4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊至少 包括光伏發(fā)電設(shè)備電壓、電流檢測(cè)設(shè)備、光強(qiáng)及溫度檢測(cè)設(shè)備。
5. 如權(quán)利要求4任一所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí) 時(shí)獲取光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求1-3任一所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊 至少包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備電壓、電流及頻率檢測(cè)設(shè)備，風(fēng)速檢測(cè)設(shè)備。
7. 如權(quán)利要求6任一所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí) 時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1-3任一所述的微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，蓄電池模塊采用裡電池作為 電能存儲(chǔ)的基礎(chǔ)單元。
【專利摘要】一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量平衡的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該微電網(wǎng)系統(tǒng)包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置、用于將微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一、直流母線、用于連接風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備和直流母線的AC/DC雙向換流模塊二、微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載和監(jiān)控裝置；該儲(chǔ)能裝置包括蓄電池模塊、超級(jí)電容器和與上述直流母線連接的雙向DC/DC變換器。微電網(wǎng)系統(tǒng)可預(yù)測(cè)微電網(wǎng)中的發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率和微電網(wǎng)中的負(fù)載變化，可追蹤和預(yù)測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)連接點(diǎn)功率，能制定和實(shí)施最適宜的控制策略，保障微電網(wǎng)在并網(wǎng)時(shí)按照大電網(wǎng)的需求快速且平穩(wěn)提供有功功率和無(wú)功功率，并可提升儲(chǔ)能裝置的安全性和使用壽命。
【IPC分類】H02J3-38, H02J3-32
【公開號(hào)】CN104682410
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510130638
【發(fā)明人】許馳
【申請(qǐng)人】成都鼎智匯科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日