光伏电能管理方法和系统、以及电能分配控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种光伏电能管理方法和系统、以及电能分配控制装置。
【背景技术】
[0002]近年来，新能源光伏发电得到了广泛应用，储能系统将光伏发电多余的电能存储在电池等储能单元内，在弱光时释放储能单元内的电能为负载或电网供电，实现能源平抑，以便更平稳地使用天阳能。
[0003]目前，光伏发电与储能发电共同使用的方案有交流侧耦合与直流侧耦合两种方式，其中，交流侧耦合方式交换器能量损失较大，直流侧耦合能量损失较小。但是，直流侧耦合的方式通常是光伏发电系统和电池均通过直流-直流变换器汇合在一起，再连接逆变器，这种系统架构存在着能量通路较远以及能量损失较大的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种光伏电能管理方法和系统、以及电能分配控制装置。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种光伏电能管理方法，包括如下步骤:
[0006]S1、判断电能分配控制装置当前所处供电模式；
[0007]S2、在获取到光伏发电系统输入的光伏电能时，确定与电能分配控制装置当前供电模式相匹配的电能分配方案，根据输电网上电或负载供电需求，应用该电能分配方案在蓄电池、输电网或负载之间执行相应的电能分配工作。
[0008]在本发明上述光伏电能管理方法中，所述方法在所述步骤SI之前还包括如下步骤:
[0009]SO、通过直流-直流双向变换器或双向逆变器对光伏发电系统输入电流进行实时采样，根据采样结果计算光伏发电系统当前最大输出功率，根据光伏发电系统当前最大输出功率对直流母线电压进行动态调节。
[0010]在本发明上述光伏电能管理方法中，如所述步骤SI中所述电能分配控制装置工作于离网供电模式，则所述步骤S2相应包括如下子步骤:
[0011]S21、双向逆变器确定与电能分配控制装置所处离网供电模式匹配的第一电能分配方案，将基于第一电能分配方案分配到的第一部分光伏电能转换为交流电后供于负载；
[0012]S22、直流-直流双向变换器将基于第一电能分配方案分配到的第二部分光伏电能进行降压处理后储存于蓄电池，或者蓄电池根据第一电能分配方案释放储存的部分电能，经直流-直流双向变换器进行升压处理，并经双向逆变器转换为交流电后供于负载；
[0013]其中，所述第一电能分配方案基于第一电能功率分配公式实现，所述第一电能功率分配公式表示如下:Poutput (max) P battery^^load ?
[0014]PoUtpUtimM)表不光伏发电系统所提供光伏电能的最大输出功率；
[0015]PlMd表示电能分配控制装置工作于离网供电模式时分配及供给于负载的第一部分光伏电能的输出功率；
[0016]Pbattey表示电能分配控制装置工作于离网供电模式时分配及储存于蓄电池的第二部分光伏电能或蓄电池释放电能的输出功率。
[0017]在本发明上述光伏电能管理方法中，所述步骤S22还包括:
[0018]S221、如PlMd> P output(max)，则判定负载供电不足，将蓄电池切换到放电模式，将蓄电池根据第一电能分配方案释放电能经直流电经直流-直流双向变换器进行电压提升，以及经逆变器转换为交流电后供于负载；
[0019]其中，蓄电池的输出功率可通过第一蓄电池放电公式计算得到，该第一蓄电池放电公式表示如下
? ^batteryoutput P load ^output (max) ?
[0020]Pbatteywtput表示蓄电池在放电模式下释放电能的输出功率；
[0021]S222、如PlMd< Ptjutput0nax),则判定光伏发电系统输出光伏电能存在富余，将蓄电池切换到充电模式，由直流-直流双向变换器对该富余的光伏电能进行降压处理后储存于蓄电池；
[0022]该富余部分的光伏电能的输出功率可通过第一蓄电池充电公式计算得到，该第一蓄电池充电公式表示如下
?PsupIus P output (max) ^load?
[0023]Psuplus表示该富余的光伏电能的输出功率；
[0024]PoUtpUtimM)表不光伏发电系统所提供光伏电能的最大输出功率；
[0025]PlMd表示电能分配控制装置工作于离网供电模式时分配及供给于负载的第一部分光伏电能的输出功率。
[0026]在本发明上述光伏电能管理方法中，如所述步骤SI中所述电能分配控制装置工作于并网供电模式，则所述步骤S2相应包括如下子步骤:
[0027]S21'、直流-直流双向变换器确定与电能分配控制装置所处并网供电模式匹配的第二电能分配方案，将基于第二电能分配方案分配到的第三部分光伏电能进行降压处理后储存于蓄电池；
[0028]S22'、双向逆变器将基于第二电能分配方案分配到的第四部分光伏电能转换为交流电后将其并网；
[0029]其中，所述第二电能分配方案基于第二电能功率分配公式实现，该第二电能功率分配公式表示如下:p_t(max)= P battery+Pgrid，
[0030]PoUtpUtimM)表不光伏发电系统所提供光伏电能的最大输出功率；
[0031]PgHd表示电能分配控制装置工作于并网供电模式时并网上电的第三部分光伏电能的输出功率；
[0032]Pbattey表示电能分配控制装置工作于并网供电模式时储存于蓄电池的第四部分光伏电能或蓄电池释放电能的输出功率。
[0033]在本发明上述光伏电能管理方法中，所述步骤S22'还包括:
[0034]S221'、如PgHd> P output(max)，则判定光伏发电系统供给光伏电能存在不足，将蓄电池切换到放电模式，将蓄电池根据第二电能分配方案释放的电能经直流电经直流-直流双向变换器进行电压提升，以及经逆变器转换为交流电后并网上电；
[0035]其中，蓄电池的输出功率可通过第二蓄电池放电公式计算得到，该第二蓄电池放电公式表示如下
? ^batteryoutput P grid ^output (max) ?
[0036]Pbatteymtput表示蓄电池在放电模式释放电能的输出功率；
[0037]PoUtpUtimM)表不光伏发电系统所提供光伏电能的最大输出功率；
[0038]PgHd表示电能分配控制装置工作于并网供电模式时并网上电的第三部分光伏电能的输出功率；
[0039]S222r、如PgHd< P _ut(max)，则判定光伏发电系统输出光伏电能存在富余，将蓄电池切换到充电模式，由直流-直流双向变换器对该富余的光伏电能进行降压处理后将其储存于蓄电池；
[0040]该富余的光伏电能的输出功率可通过第二蓄电池充电公式计算得到，该第二蓄电池充电公式表示如下:Psuplus= P output (max)-Pgrid；
[0041 ] Psuplus表示该富余的光伏电能的输出功率。
[0042]在本发明上述光伏电能管理方法中，所述步骤SO还包括如下子步骤:
[0043]S01、如根据光伏发电系统输入电流采样结果判断光伏发电系统工作于夜间模式，则通过直流-直流双向变换器或双向逆变器相应调低直流母线电压，同时启动防逆装置；
[0044]S02、如根据光伏发电系统输入电流采样结果判断光伏发电系统输出功率超出负载及蓄电池的额定功率之和，则通过直流-直流双向变换器或双向逆变器相应升高直流母线电压。
[0045]本发明还构造一种光伏电能管理系统，包括光伏发电系统、输电网及负载、蓄电池，还包括一端连接光伏发电系统，另一端连接输电网及负载、以及蓄电池的电能分配控制装置:
[0046]所述电能分配控制装置用于获取到光伏发电系统输入的光伏电能时，基于其当前所处供电模式确定与之匹配的电能分配方案，根据输电网上电或负载供电需求，应用该电能分配方案在蓄电池、输电网或负载之间执行相应的电能分配工作。
[0047]本发明还构造一种应用于光伏电能管理系统的电能分配控制装置，所述电能分配控制装置包括:
[0048]连接于直流母线的防逆装置，用于防止光伏发电系统输入电流产生逆流；
[0049]双向逆变器，用于判断电能分配控制装置工作