池处于放 电状态或等待放电状态；当放电蓄电池组中的部分或全部蓄电池的荷电状态到达荷电状态 下限时，调节该部分或全部蓄电池到充电蓄电池组，同时将充电蓄电池组中达到荷电状态 上限的部分或全部蓄电池调节到放电蓄电池组，重新分配充电蓄电池组和放电蓄电池组， 形成新的第一蓄电池组和第二蓄电池组；在放电蓄电池组中，优先驱动荷电量最小的若干 蓄电池或放电蓄电池组整体以额定功率输出的方式调节超级电容电压在额定工作范围以 内；在充电蓄电池组中，优先驱动荷电量最大的若干蓄电池或充电蓄电池组整体进入放电 蓄电池组。
[0032] 该监控装置11包括：光伏发电设备监控模块114,用于实时监控电池储能装置10 中的光伏发电设备12,并对光伏发电设备12的发电功率进行预测；储能装置监控模块115， 用于实时监控储能装置131中的蓄电池模块131、超级电容器132和DC/DC双向换能器133 和134 ;大电网联络模块112,用于实时从大电网20调控中心获知大电网20的运行情况以 及相关调度信息；并网监控模块116,用于控制微电网10连接或隔离大电网20 ;中控模块 117,用于确定微电网10的运行策略，并向上述各模块发出指令，以执行该供电策略；风力 发电设备监控模块113,用于实时监控风力发电设备14 ;负载监控模块118,用于实时微电 网10内的负载17 ;总线模块111，用于该监控装置11的各个模块的通信联络。
[0033] 通信模块111，用于上述各个模块之间的通信，所述总线通信模块111通过冗余双 CAN总线与其他模块相连。
[0034] 光伏发电设备12包括多个光伏发电模块，光伏发电设备监控模块114至少包括光 伏发电设备的电压、电流、频率检测设备、光强检测设备。
[0035] 所述风力发电设备监控模块113实时获取风力发电设备12的运行数据，并存储数 据。
[0036] 储能装置监控模块116至少包括蓄电池端电压、电流、SOC获取设备以及温度检测 设备和超级电容器电容电压的检测设备，可实时监控蓄电池模块的SOC和超级电容器的电 容电压。
[0037] 所述SOC获取设备包括：第一获取模块，用于获取电池的工作状态；第一确定模 块，用于根据电池的工作状态确定用于估算电池荷电状态的估算方法；计算模块，用于按照 估算方法计算电池处于不同的工作状态下的电池荷电状态值。
[0038] 第一确定模块包括：第一确定子模块，用于在获取到的工作状态为静止状态的情 况下，确定估算方法为第一估算方法，其中，第一估算方法包括开路电压法；第二确定子模 块，用于在获取到的工作状态为恢复状态的情况下，确定估算方法为第二估算方法；第三确 定子模块，用于在获取到的工作状态为充放电状态的情况下，确定估算方法为第三估算方 法，其中，第三估算方法包括卡尔曼滤波法。
[0039] 进一步的，估算方法为第三估算方法，计算模块包括：建立模块，用于利用三阶等 效电路建立电池的电池模型；第二确定模块，用于确定电池模型的状态方程和测量方程； 第一计算子模块，用于使用状态方程和测量方程计算电池的电池荷电状态值。
[0040] 进一步地，估算方法为第二估算方法，计算模块包括：第二获取模块，用于获取电 池在进入恢复状态之前的工作状态；第二计算子模块，用于在电池在进入恢复状态之前 的工作状态为放电状态的情况下，按照第一公式计算电池荷电状态值，其中，第一公式为
【主权项】
1. 一种可自动实现能量平衡的微电网系统，该微电网系统包括；风力发电设备、光伏 发电设备、储能装置、用于将微电网与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、直流母 线、用于连接风力发电设备、光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内 负载和监控装置； 该储能装置包括蓄电池模块、超级电容器和与上述直流母线连接的双向DC/DC变换 器； 该监控装置包括： 风力发电发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电 功率进行预测； 光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率 进行预测； 储能装置监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC、超级电容器的电容电压值和DC/DC 双向变换器； 大电网联络模块，用于实时从大电网调控中屯、获知大电网的运行情况W及相关调度信 息； 并网运行监控模块，用于控制微电网连接或隔离大电网； 负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载； 中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，W执 行该运行策略； 总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络。
2. 如权利要求1所述的微电网系统，其特征在于，所述储能装置由蓄电池模块和超级 电容组成混合储能，将蓄电池模块分成独立控制的两个蓄电池分组，每一组蓄电池分组均 包括一个W上蓄电池，将两组蓄电池分组分别称为第一蓄电池组和第二蓄电池组；超级电 容、第一蓄电池组和第二蓄电池组分别通过双向DC/DC变换器连接在上述直流母线上，实 现超级电容、第一蓄电池组和第二蓄电池组的双向控制。
3. 如权利要求2所述的微电网系统，其特征在于，将第一蓄电池组作为充电蓄电池组， 将第二蓄电池组作为放电蓄电池组，充电蓄电池组中的蓄电池处于充电状态或充电完成状 态，放电蓄电池组中的蓄电池处于放电状态或等待放电状态；当放电蓄电池组中的部分或 全部蓄电池的荷电状态到达荷电状态下限时，调节该部分或全部蓄电池到充电蓄电池组， 同时将充电蓄电池组中达到荷电状态上限的部分或全部蓄电池调节到放电蓄电池组，重新 分配充电蓄电池组和放电蓄电池组，形成新的第一蓄电池组和第二蓄电池组；在放电蓄电 池组中，优先驱动荷电量最小的若干蓄电池或放电蓄电池组整体W额定功率输出的方式调 节超级电容电压在额定工作范围W内；在充电蓄电池组中，优先驱动荷电量最大的若干蓄 电池或充电蓄电池组整体进入放电蓄电池组。
4. 如权利要求1-3任一所述的微电网系统，其特征在于，光伏发电设备监控模块至少 包括光伏发电设备电压、电流检测设备、光强及温度检测设备。
5. 如权利要求4任一所述的微电网系统，其特征在于，所述光伏发电设备监控模块实 时获取光伏发电设备的运行数据，并存储数据。
6. 如权利要求1-3任一所述的微电网系统，其特征在于，所述风力发电设备监控模块 至少包括风力发电设备电压、电流及频率检测设备，风速检测设备。
7. 如权利要求6任一所述的微电网系统，其特征在于，所述风力发电设备监控模块实 时获取风力发电设备的运行数据，并存储数据。
8. 如权利要求1-3任一所述的微电网系统，其特征在于，蓄电池模块采用裡电池作为 电能存储的基础单元。
【专利摘要】一种可自动实现能量平衡的微电网系统，该微电网系统包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能装置、用于将微电网与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、直流母线、用于连接风力发电设备、光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；该储能装置包括蓄电池模块、超级电容器和与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器。微电网系统可预测微电网中的发电设备的发电功率和微电网中的负载变化，可追踪和预测微电网和大电网连接点功率，能制定和实施最适宜的控制策略，保障微电网在并网时按照大电网的需求快速且平稳提供有功功率和无功功率，并可提升储能装置的安全性和使用寿命。
【IPC分类】H02J3-38, H02J3-32
【公开号】CN104682410
【申请号】CN201510130638
【发明人】许驰
【申请人】成都鼎智汇科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月25日