一种静态发电机的动态增容控制系统及方法与流程

1.本发明属于新能源发电储能制造技术领域，具体涉及一种静态发电机的动态增容控制系统及方法。


背景技术：

2.现阶段国家相关电力部门主要采取对变压器、断路器、隔离开关增容，例如通过改变变压器和供配电线路等多项技术提高线路的供电能力，这样做提高了改善成本。但目前对静态发电机的增容系统(具有最大功率点跟踪的双向dc/ac变流器、双向dc/dc变流器、锂电池和并离网切换装置等)研究不足，使之成为限制负载强用电的新瓶颈。
3.假如厂区的总变压器为1mkva，通常情况下a、b、c三个厂房分别分400kva、300kva、300kva，若a厂房每天有2h需600kva供电，这时总变压器已满足不了总厂区的用电问题。目前，采用换大变压器或者拆分台区增加变压器，会导致厂区负载率长期处于轻载状态，导致线损增大，容量闲置，经济效益低，更换周期时间长。如果更改变压器，不仅有以上缺点，而且其他厂房不一定同意更改带来的高额费用。传统的pcs储能系统已经满足不了用户的短时大负载用电情况。
4.有鉴于此，如何使得供电系统能够动态增容以满足大负载用电时帮助电网向负载供电的问题，是本领域的技术难题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的不能满足大负载用电时帮助电网向负载供电的问题，本发明实施例提供以下技术方案：
6.一方面，一种静态发电机的动态增容控制系统，包括：静态发电机、dc/dc变流器、双向dc/ac变流器、控制装置以及负载；
7.静态发电机，所述静态发电机与dc/dc变流器连接，用于将所述静态发电机输出的直流电进行电压变换；
8.双向dc/ac变流器，所述双向dc/ac变流器输入端与所述dc/dc变流器输出端连接，所述dc/dc变流器用于将所述直流电转换成交流电；
9.控制装置，所述控制装置输入端与所述双向dc/ac变流器输出端连接，控制装置输出端与所述负载连接，用于当所述负载功率超出电网设定供电功率时，控制静态发电机为负载供电。
10.进一步地，还包括电池组，所述电池组与所述控制装置电连接，所述控制装置用于控制所述电池组的工作模式，所述工作模式包括充电模式、供电模式和备用模式。
11.进一步地，所述电池组与双向dc/ac变流器连接，用于当负载功率超出电网设定供电功率时，控制装置控制所述电池组为供电模式，为负载供电。
12.进一步地，所述电池组与dc/dc变流器连接，用于所述控制装置控制所述电池组为充电模式，利用dc/dc变流器输出直流电对电池组进行充电；
13.所述电池组与双向dc/ac变流器连接，用于所述控制装置控制所述电池组为充电模式，利用电网通过双向dc/ac变流器输出的直流电对电池组充电。
14.进一步地，所述控制装置控制所述电池组为充电模式时，给电池组充电的优先级为新能源大于电网。
15.进一步地，所述控制装置还包括监测单元，用于实时监测负载的功率和电池组的电量；。
16.进一步地，所述静态发电机为与控制装置连接的新能源发电机，所述新能源发电机为太阳能发电机，和/或,风能发电机。
17.进一步地，所述控制装置还包括定时模块，用于当电网为电池组充电时候根据电价峰谷进行时段控制，在低电价时段进行电池组充电。
18.另一方面，一种静态发电机的动态增容控制方法，包括：
19.实时监测负载的功率和电池组的电量；；
20.根据监测到的负载的功率，判断所述负载功率是否超出预先设定电网供电功率；
21.当所述负载功率是超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电池组为负载供电；
22.当所述负载功率未超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电网为电池组充电。
23.进一步地，在所述根据监测到的负载的功率，判断所述负载功率是否超出预先设定电网供电功率之前还包括：根据电池组的电量状态控制所述电池组的工作模式，所述工作模式包括充电模式、供电模式和备用模式。
24.采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
25.本发明实施例提供的一种静态发电机的动态增容控制系统和方法，包括：静态发电机、dc/dc变流器、双向dc/ac变流器、控制装置以及负载；静态发电机与dc/dc变流器连接，用于将静态发电机输出的直流电进行电压变换；双向dc/ac变流器输入端与dc/dc变流器输出端连接，dc/dc变流器用于将所述直流电转换成交流电；控制装置输入端与所述双向dc/ac变流器输出端连接，控制装置输出端与所述负载连接，用于当所述负载功率超出电网设定供电功率时，控制静态发电机为负载供电。本申请所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统和方法可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明一个实施例中一种静态发电机的动态增容控制系统结构图。
28.图2是本发明另一个实施例中一种静态发电机的动态增容控制系统结构图。
29.图3是本发明一个实施例中一种静态发电机的动态增容控制系统为电池组充电示意图。
30.图4是本发明一个实施例中一种静态发电机的动态增容控制方法步骤图。
31.图5是本发明另一个实施例中一种静态发电机的动态增容控制方法步骤图。
32.附图标记：
[0033]1‑
静态发电机；2
‑
dc/dc变流器；3
‑
双向dc/ac变流器；4
‑
控制装置；5
‑
负载；6
‑
电池组；7
‑
电网。
具体实施方式
[0034]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0035]
如图1所示，为本发明一个实施例所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统结构图，
[0036]
包括：静态发电机1、dc/dc变流器2、双向dc/ac变流器3、控制装置4以及负载5；
[0037]
静态发电机，与dc/dc变流器连接，用于将所述静态发电机输出的直流电进行电压变换；
[0038]
双向dc/ac变流器，输入端与所述dc/dc变流器输出端连接，dc/dc变流器用于将所述直流电转换成交流电；
[0039]
控制装置，输入端与所述双向dc/ac变流器输出端连接，控制装置输出端与所述负载连接，用于当所述负载功率超出电网设定供电功率时，控制静态发电机为负载供电。
[0040]
可以理解为，本发明实施例提供的一种静态发电机的动态增容控制系统，包括：静态发电机、dc/dc变流器、双向dc/ac变流器、控制装置以及负载；静态发电机与dc/dc变流器连接，用于将静态发电机输出的直流电进行电压变换；双向dc/ac变流器输入端与dc/dc变流器输出端连接，dc/dc变流器用于将所述直流电转换成交流电；控制装置输入端与所述双向dc/ac变流器输出端连接，控制装置输出端与所述负载连接，用于当所述负载功率超出电网设定供电功率时，控制静态发电机为负载供电。本申请所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统和方法可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。
[0041]
作为上述系统的进一步改进，如图2所示为本发明另一个实施例所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统结构图，
[0042]
还包括电池组6，电池组与控制装置电连接，控制装置用于控制所述电池组的工作模式，工作模式包括充电模式、供电模式和备用模式。
[0043]
通过控制装置控制电池组的工作模式，电池组的工作模式包括充电模式、供电模式和备用模式。
[0044]
在一个实施例中，控制装置还包括监测单元，用于实时监测负载的功率和电池组的电量；；还用于监控电池组的电量状态，根据电池组的电量状态控制电池组的工作模式，当电池的电量超过预设电量值的时候，设置电池组为供电模式，当本地负载功率超出预先设定电网7供电功率时，本申请所提供的静态发电机的动态增容控制系统，控制新能源或电池组为负载供电。满足本地负载额外的功率需求，使电网、变流器和本地负载达到一个平衡
的状态。系统对本地负载始终处于实时检测状态，将电池能源和光伏能源用于本地负载而不进行浪费。电力补救优先级为：新能源大于电池组。也就是说，当需要新能源和电池组为负载供电时，优先使用新能源，然后再使用电池组，当新能源不能满足为负载时候，还可以新能源与电池组并联向负载供电。当然，静态发电机也可以并联使用，可以随负载需求改变静态发电机的投入数量；本申请对于静态发电机的数量不做具体限制，本申请对于静态发电机和电池组的组合方式也不做具体限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行设置。
[0045]
需要说明的是，静态发电机为与控制装置连接的新能源发电机，新能源发电机为太阳能发电机，和/或,风能发电机，以及其他新能源发电机，本申请对于新能源发电机的类型不做具体限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行设置。
[0046]
可以理解为，本发明实施例提供的一种静态发电机的动态增容控制系统，还包括电池组，用于当负载功率超出电网设定供电功率时，电池组为负载供电。本申请所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。实现静态发电机的动态增容，友好的帮助电网供电。该系统及其控制方法可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。相比于传统的电力增容方法,设备投资低,建设周期短。且本发明提供的增容系统可以根据用户本地负载需求,采用增大锂电池的容量方式进行扩容,系统具有良好的可扩展性。
[0047]
在一个实施例中，如图3所示，为本发明一个实施例所提供的一种静态发电机的动态增容控制系统为电池组充电示意图，在实际使用中，厂房的用电高峰是有时域的，当不是用电高峰时，控制装置控制电池组为充电模式，电池组可以通过新能源经dc/dc变流器进行充电，若厂房负载用电达不到400kva，电网多余的的电量同时可以通过dc/ac变流器向电池组充电。因为新能源作为无成本单元，所以控制装置控制电池组为充电模式时，给电池组充电的优先级为新能源大于电网。也就是说新能源优先为电池组充电。
[0048]
优选地，控制装置还包括定时模块，用于当电网为电池组充电时候根据电价峰谷进行时段控制，在低电价时段进行电池组充电。电网充电根据电价峰谷进行时段控制，在低电价时段进行电池补电，以降低用电成本。
[0049]
如图4所示，为本发明一个实施例所提供的一种静态发电机的动态增容控制方法步骤图，需要说明的是，本方法应用于一种静态发电机的动态增容控制系统，
[0050]
包括：
[0051]
步骤s101、实时监测负载的功率和电池组的电量；
[0052]
具体地，通过控制装置中的监测模块实时监测负载的功率和电池组的电量；。
[0053]
步骤s102、根据监测到的负载的功率，判断所述负载功率是否超出预先设定电网供电功率；
[0054]
步骤s103、当所述负载功率是超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电池组为负载供电；
[0055]
步骤s104、当所述负载功率未超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电网为电池组充电。
[0056]
本发明所提供的实施例，通过实时监测负载的功率和电池组的电量；根据监测到
的负载的功率，判断所述负载功率是否超出预先设定电网供电功率；当所述负载功率是超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电池组为负载供电；当所述负载功率未超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电网为电池组充电。该方法可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。相比于传统的电力增容方法,设备投资低,建设周期短。本发明提供的增容方法还可以根据用户本地负载需求,采用增大锂电池的容量方式进行扩容,系统具有良好的可扩展性。
[0057]
作为上述方法的进一步改进，如图5所示，为本申请另一个实施例所提供的一种静态发电机的动态增容控制方法步骤图，
[0058]
步骤s201、实时监测负载的功率和电池组的电量；
[0059]
步骤s202、根据电池组的电量控制所述电池组的工作模式，所述工作模式包括充电模式、供电模式和备用模式。
[0060]
步骤s203、根据监测到的负载的功率，判断负载功率是否超出预先设定电网供电功率；
[0061]
步骤s204、当所述负载功率是超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电池组为负载供电；
[0062]
步骤s205、当所述负载功率未超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电网为电池组充电。
[0063]
本发明所提供的实施例，通过实时监测负载的功率和电池组的电量；根据监测到的负载的功率，判断所述负载功率是否超出预先设定电网供电功率；根据电池组的电量控制所述电池组的工作模式。当所述负载功率是超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电池组为负载供电；当负载功率未超出预先设定电网供电功率时，控制静态发电机，和/或，电网为电池组充电。该方法可为负载在工作状态或多负载同时工作时提供短时大功率支撑,实现了在用户侧不增加供电容量的情况下达到动态增容的效果。
[0064]
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0065]
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0066]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0067]
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场
可编程门阵列(fpga)等。
[0068]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0069]
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0070]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0071]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0072]
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。