利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统及方法与流程

文档序号:20769933发布日期:2020-05-15 19:32阅读:196来源:国知局
本发明涉及一种利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统及方法,更详细而言,对多个电力用户各自的目标需求电量以及基于太阳能发电的产电量和储存在储能装置的电量进行持续比较,向电力用户进行供电。
背景技术
::储能系统(energystoragesystem,ess)储存电能并在需要时使用,从而提高能源利用效率,并引导供电系统稳定化的装置。通常,在如夏天耗电集中的期间或者多数工厂密集的区域,为了防止大规模停电而使用储能系统。尤其,在大型工厂密集的工业区等用电频繁的地方,为了停电、降低电费,需要使用储能系统。现有的储能系统主要使用如下方式:在用电量少且电费相对低廉的夜间进行发电并储存,在用电量多且电费相对贵的白天供给储存在储能系统的电力;以及利用太阳能等新能源在阳光足的白天时段产电,将这些电与系统电力混合使用。这样一来,由于储能系统有很多优点,有必要向多种形态的电力用户群(工业区、商业大厦、公共住宅等)扩张,但因运营收益低、初期投资费用高等成为储能系统扩张的阻碍因素。因此,萌生利用储能系统的新附加值产出方案,出现如下服务:将通过太阳能发电生成的能量储存在储能系统,在电力用户需要时利用储存在储能系统的能量向电力用户进行供电。然而,如上所述的供电服务没有考虑到因气象状况而经常不同的基于太阳能发电的电量、持续变化的储能系统的电池、对电力用户的目标需求电量的预测值。技术实现要素:所要解决的技术问题本发明是为了解决如上所述的问题而提出的,本发明所要实现的技术问题为提供一种利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统及方法,对多个电力用户各自的目标需求电量与基于太阳能发电的产电量和储存在储能装置的电量进行持续比较,向电力用户提供目标需求电量,在基于太阳能发电的产电量和储存在储能装置的电量之和不及目标需求电量时,向电力用户告知目标需求电量的修改值。本发明所要解决的技术问题不限于以上所涉及的技术问题,本领域技术人员可根据以下的记载明确地理解未涉及的其他技术问题。解决技术问题的技术手段为了解决所述技术问题,本发明的实施例提供一种供电控制系统,其利用太阳能应用系统,所述太阳能应用系统包括:太阳能发电模块,利用太阳能产生电能;储能系统(energystoragesystem,ess),储存由所述太阳能发电模块生产的电能;以及控制器,对由所述太阳能发电模块生产的电能的流动和储存在所述储能系统的电能的流动进行控制,所述供电控制系统包括:太阳能发电量预测单元,根据日照量数据,预测所述太阳能发电模块的发电量;使用电量预测单元,根据供电对象电力用户的过去用电数据,预测电力用户的实时使用电量;以及供电控制单元,根据通过所述太阳能发电量预测单元预测的发电量的信息、通过所述使用电量预测单元预测的所述电力用户的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,在所述电力用户的实时使用电量大于所述电力用户的目标需求电量时,通过所述控制器向所述电力用户进行供电。在本实施例中,所述供电控制单元在所述发电量大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,利用由所述太阳能发电模块生产的电力向所述电力用户进行供电,在所述发电量小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值,且所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,利用由所述太阳能发电模块生产的电力和储存在所述储能系统的电力向所述电力用户进行供电。在本实施例中,还包括供电计算单元,所述供电计算单元在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,计算出可提供给所述电力用户的供给电力,所述供电控制单元向所述电力用户供给通过所述供电计算单元计算出的供给电力。在本实施例中,所述电力用户为由多个电力用户构成的电力用户群,所述使用电量预测单元根据所述多个电力用户的过去用电数据,预测所述多个电力用户各自的实时使用电量,所述供电控制单元根据通过所述太阳能发电量预测单元预测的发电量的信息、通过所述使用电量预测单元预测的所述多个电力用户各自的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,向实时使用电量大于目标需求电量的电力用户进行供电,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算单元计算出可分别提供给所述多个电力用户的供给电力,所述供电控制单元可分别向所述多个电力用户供给通过所述供电计算单元计算出的供给电力。在本实施例中,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算单元可通过以下数学式计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值即可分别提供给所述多个电力用户的供电量x。x=(an/y)*(k+s),其中,an表示对所述多个电力用户各自的已设定目标减少电量,y表示对所述多个电力用户各自的已设定目标供电量之和,k表示储存在所述储能系统的电量,s表示所述发电量。在本实施例中,所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算单元可计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费,计算出使所述各自的电费之和最小的可分别提供给所述多个电力用户的供给电力。在本实施例中,所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算单元可计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费相同的可分别提供给所述多个电力用户各自的供给电力。另外,为了解决所述技术问题,本发明的另一实施例提供一种供电控制方法,其使用利用太阳能应用系统的供电控制系统,所述太阳能应用系统包括:太阳能发电模块,利用太阳能产生电能;储能系统,储存由所述太阳能发电模块生产的电能;以及控制器,对由所述太阳能发电模块生产的电能的流动和储存在所述储能系统的电能的流动进行控制,所述供电控制方法包括:预测步骤,所述供电控制系统根据日照量数据,预测所述太阳能发电模块的发电量,根据供电对象电力用户的过去用电数据,预测电力用户的实时使用电量;供给与否判断步骤,所述供电控制系统判断所述电力用户的实时使用电量是否大于所述电力用户的目标需求电量;以及供电步骤,在所述供给与否判断步骤中判断为所述电力用户的实时使用电量大于所述电力用户的目标需求电量时,所述供电控制系统根据所预测的发电量的信息、所述电力用户的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,通过所述控制器向所述电力用户进行供电。在本实施例中,所述供电步骤可为如下步骤:在所述发电量大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,所述供电控制系统利用由所述太阳能发电模块生产的电力向所述电力用户进行供电,在所述发电量小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值,且所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,所述供电控制系统利用由所述太阳能发电模块生产的电力和储存在所述储能系统的电力向所述电力用户进行供电。在本实施例中,所述供电步骤还可包括供电计算过程,在所述供电计算过程中,所述供电控制系统对所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和与从所述实时使用电量到所述目标需求电量进行比较,计算出可提供给所述电力用户的供电。在本实施例中,所述电力用户是由多个电力用户构成的电力用户群,所述预测步骤可为如下步骤:所述供电控制系统根据日照量数据,预测所述太阳能发电模块的发电量,根据所述多个电力用户的过去用电数据,预测所述多个电力用户各自的实时使用电量,所述供电步骤可为如下步骤:所述供电控制系统根据所预测的发电量的信息、所述多个电力用户各自的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,向实时使用电量大于目标需求电量的电力用户进行供电。在本实施例中,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可为如下过程:所述供电控制系统通过以下数学式加算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值即可分别提供给所述多个电力用户的供电量x。x=(an/y)*(k+s),其中,an表示对所述多个电力用户各自的已设定目标减少电量,y表示对所述多个电力用户各自的已设定目标供电量之和,k表示储存在所述储能系统的电量,s表示所述发电量。在本实施例中,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可为如下过程:所述供电控制系统计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费,计算出使所述各自的电费之和最小的可分别提供给所述多个电力用户的供给电力。在本实施例中,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可为如下过程:所述供电控制系统计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费相同的可分别提供给所述多个电力用户各自的供给电力。发明效果根据本发明,能够对多个电力用户各自的目标需求电量与基于太阳能发电的产电量和储存在储能装置的电量进行持续比较,向电力用户提供目标需求电量,在基于太阳能发电的产电量和储存在储能装置的电量之和不及目标需求电量时,向电力用户告知目标需求电量的修改值。另外,根据本发明,将多个电力用户为对象提供电力服务之后,储存在储能装置的电力进行电力销售,从而能够使应用收益最大。本发明的效果不限于上述的效果,应理解为包括可从本发明的具体实施方式或权利要求书中记载的技术方案的构成推理出的所有效果。附图说明图1是示出利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的系统的概略结构的框图。图2是示出利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的系统的详细结构和其连接关系的图。图3是示出可适用于本发明的实施例的电力用户负载模式的示例的图。图4是用于说明可适用于本发明的实施例的期待服务信息的图。图5是示出利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法的顺序的流程图。图6是用于说明利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法的服务提供步骤的详细过程的图。图7是用于说明可适用于本发明的实施例的削峰填谷服务的图。图8至图10是用于说明可适用于本发明的实施例的电力质量服务的图。图11以及图12是用于说明可适用于本发明的实施例的不间断电源服务的图。图13是用于说明根据本发明的一实施例向电力用户提供电力服务时需要考虑的事项的图。图14是示出本发明一实施例的利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统的结构的框图。图15是用于说明本发明一实施例的利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统的概念的图。图16是用于更具体地说明本发明一实施例的利用储能装置和太阳能发电的供电控制系统以及可与此连接的要素的图。图17是用于说明根据本发明的一实施例计算出供给电力的一过程的图。图18是示出本发明另一实施例的利用储能装置和太阳能发电的供电控制方法的顺序的流程图。具体实施方式以下,参照附图对本发明进行详细说明。然而,本发明可以以各种不同的方式实现,因此,不限于这里所说明的实施例。另外,附图只是用于更容易地理解本说明书中公开的实施例,并非通过附图限定本说明书所公开的技术思想,应理解为包括包含在本发明的思想和技术范围内的所有变更物、等同物以及替代物。而且,为了明确说明本发明,附图中省略了与说明无关的部分,且可变更图示的各构成要素的大小、形态、形状,在整个说明书中,对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。在以下说明中所使用的对构成要素的后缀“模块”以及“单元”是出于便于撰写说明书而添加或混用的内容,其自身不具有相互区分的意义或作用。另外,在对本说明书中公开的实施例进行说明时,在判断为对相关公知技术的具体说明可能混淆本说明书中公开的实施例的主旨的情况下,省略了其详细说明。在整个说明书中,记载为某一部分与另一部分“连接(连结、接触或者结合)”时,不仅包括“直接连接(连结、接触或者结合)”的情况,还可包括在中间夹着另一不见“间接连接(连结、接触或者结合)”的情况。另外,记载为某一部分包括(具备或设置)某一构成要素时,若没有特别相反的记载,意味着还包括(具备或设置)其他构成要素,而非排除其他构成要素。本说明书中所使用的属于仅为了说明特定实施例而使用,并非限定本发明。若上下文中无明确不同,单数的表述可包括复数表述,若无特别限定,分散实施的构成要素可以以结合的方式实施。在本说明书中,“包括”或“具备”等术语应理解为并非指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者其组合,而预先排除一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或者其组合的存在或附加可能性。另外,本说明书中使用的第一、第二等包含序数的属于可用于说明多种构成要素,但所述构成要素并非由这些属于所限定。这些属于仅用于将一构成要素与另一构成要素进行区分的目的。例如,在不脱离本发明的保护范围的情况下,可将第一构成要素命名为第二构成要素,也可类似地将第二构成要素命名为第一构成要素。图1是示出利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的系统(以下,称为太阳能应用系统100)的概略结构的框图,图2是示出太阳能应用系统100的详细结构和其连接关系的图。参照图1和图2,太阳能应用系统100包括太阳能发电模块110、储能系统(energystoragesystem,ess)120、控制器130以及电力用户群选定单元140。太阳能发电模块110用于利用太阳能生产电能,可以以包括一个以上的光电(photovoltaic,pv)模块的方式形成。储能系统120储存由太阳能发电模块110生产的电能,控制器130对由太阳能发电模块110生产的电能的流动和储存在储能系统120的电能的流动进行控制。控制器130可以以包括以下所说明的特定构成要素和用于控制这些构成要素的另设的装置(例如,计算机、智能手机等)的方式实现。具体地,控制器130、130可包括:太阳能电力转换系统(powerconversionsystem,pcs)131,具备将由太阳能发电模块110生产的直流电能转换为交流电能形式的太阳能逆变器;多个负载侧电力转换系统(powerconversionsystem,pcs)132,具备单向逆变器,所述单向逆变器将储存在储能系统120的电能传递至负载侧并截断负载侧的电能向储能系统120侧流动;以及储能系统电力转换系统(powerconversionsystem,pcs)133,具备双向逆变器,所述双向逆变器将交流电能传递至储能系统120并将储存在储能系统120的电能传递至外部。在此基础上,太阳能电力转换系统131还可具备用于检测由太阳能发电模块110生产的电能量的太阳能检测仪,各负载侧电力转换系统132还可具备用于检测传递至负载侧的电能量的负载侧检测仪,储能系统电力转换系统133还可具备用于检测储存在储能系统120的电能以及从储能系统120供给至外部的电能的量的储能系统120检测仪。电力用户群选定单元140、140以已提供的电力用户的信息为基础,分析电力用户的负载模式,来选定包括储存在储能系统120、120的电能的供给对象即作为负载侧的多个电力用户的电力用户群。更详细地,电力用户群选定单元140根据已提供的电力用户的信息,分析按时间的电力用户的负载模式,且根据分析结果,将电力用户的种类设定为规律用电电力用户或者不规律用电电力用户,电力用户群可形成为包括一个以上的规律用电电力用户和不规律用电电力用户。另外,电力用户群选定单元140根据已提供的电力用户的信息,分析按时间电力用户的负载模式,且根据分析结果,将电力用户的种类设定为白天高用电电力用户、夜间高用电电力用户、昼夜规定用电电力用户或者特定时段高用电电力用户,电力用户群可形成为包括一个以上的白天高用电电力用户和夜间高用电电力用户,或者包括一个以上的昼夜规定用电电力用户和特定时段高用电电力用户。其中,已提供的电力用户的信息可包括电力用户的种类、电力用户的最高用电量、电力用户的最低用电量、电力用户的用电时间、电力用户的位置以及电力用户的电费中的至少一个。参照示出可适用于本发明的实施例的电力用户的负载模式示例的图3,电力用户群选定单元140可将如负载模式样本a(301)那样在白天时段用电量多的电力用户设定为规律用电电力用户或者白天高用电电力用户,可将如负载模式样本(302)那样在夜间时段用电量多的电力用户设定为规律用电电力用户或者夜间高用电电力用户。另外,电力用户群选定单元140可将如负载模式样本c(303)那样在昼夜时段用电量均多的电力用户设定为规律用电电力用户或者昼夜规定用电电力用户,可将如负载模式样本d(304)那样仅在特定时段用电量多的电力用户设定为不规律用电电力用户或者特定时段高用电电力用户。由此,通过利用太阳能应用系统100,根据多个电力用户各自的用电动向,将电力服务提供对象电力用户群进行分组,从而能够提高储能系统的应用效率。同时,再次参照图1和图2,太阳能应用系统100还可包括供给外部系统电力的电力系统150。通常,在韩国,电力系统150供给由韩国电力公司提供的电能。储存在储能系统120的电能可通过控制器130通过双向逆变器向电力系统流动并传送至外部。由此,太阳能应用系统100向电力用户提供服务,将储能系统120的剩余电能销售给电力系统150,从而能够提高销售利润。另外,在负载侧电力用户侧设置有单向逆变器,在负载侧使用的普通电力不能传送至储能系统,因此所有储存在储能系统的电能为通过太阳能发电模块110的太阳能发电获得的,通过利用太阳能应用系统100能够使销售利润最大。图4是用于说明可适用于本发明的实施例的期待服务信息的图。参照图4,控制器130从多个电力用户分别接收削峰填谷服务、电力质量服务以及不间断电源服务中的一个相应的期待服务信息,利用储存在储能系统120的电能能够将期待服务信息相应的服务分别提供给多个电力用户。另外,控制器130根据多个电力用户的目标需求电力信息、太阳能发电模块110的发电量信息、储存在储能系统120的电能信息以及当前时间信息,检查多个电力用户的实时使用电力,在特定电力用户的实时使用电力大于基于特定电力用户的目标需求电力信息的使用电力时,可向特定电力用户提供由太阳能发电模块110生产的电能或者储存在储能系统120的电能。在本说明书中所说明的电力用户的实时使用电量是指电力用户在规定时间期间的使用估计电量,目标需求电量是指电力用户在所述规定时间期间计划使用的电力用户已设定的电量,目标减少电量是指电力用户在所述规定时间期间计划接收的与系统供应商的已设定电量。通常,根据前一年用电的峰值为基准来确定韩国电费的基本费用,因此需降低峰值才能够节约基本费用。例如,a电力用户将目标需求电力设定为1000kw时,控制器130对其进行检查,判断a电力用户使用大于1000kw的电力时,可向a电力用户提供由太阳能发电模块110生产的电能或者储存在储能系统120的电能。由此,a电力用户能够得到节约电费的基本费用的效果。这种服务称为削峰填谷服务。在这种削峰填谷服务中,在已设定的白天时间太阳能发电模块110的发电量大于等于负载侧的使用电力的情况下,控制器130可将利用由太阳能发电模块110生产的电能向特定电力用户供给电能后剩余的电能储存在储能系统120中。进一步地,随着控制器130将由太阳能发电模块110生产的电能中剩余的电能储存在储能系统120,储能系统120的电量状态(stateofcharge,soc)为已设定的比例以上的情况下,控制器130通过双向逆变器能够向电力系统150传送储存在储能系统120的电能。由此,系统操作员通过向电力系统销售电力,从而能够提高销售利润。其中,已设定的电量状态的比例可设定为80%以上或者100%,但不限定于此。另外,在已设定的白天时间太阳能发电模块110的发电量小于负载侧的使用电力时,控制器130可将储存在储能系统120的电能进行放电直到储能系统120的电量状态成为已设定的比例,向特定电力用户供给电能,其中,已设定的电量状态的比例可以为20%,但不限定于此。如此,特定电力用户的实时使用电力大于特定电力用户的基于目标需求电力信息的使用电力时,系统管理员通过控制器130对已设定的白天时间的太阳能发电模块110的发电量与负载侧的使用电力进行比较,来有效率地确定是否将由太阳能发电模块110生产的电能供给至电力用户,还是将储存在储能系统120的能量进行放电,并给电力用户使用电能。图5是示出利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法的顺序地流程图,图6是用于说明利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法的服务提供步骤的详细过程的图。利用可适用于本发明的实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法是利用前面参照图1至图4说明的太阳能应用系统100的应用方法,因此以下对与上述的内容重复的说明进行省略。参照图5,利用本实施例的储能装置,将多个电力用户为对象来提供电力服务的方法利用太阳能应用系统,所述太阳能应用系统包括:太阳能发电模块,利用太阳能生产电能;储能系统(energystoragesystem,ess),储存由太阳能发电模块生产的电能;控制器,对由太阳能发电模块生产的电能的流动和储存在储能系统的电能的流动进行控制;以及电力用户群选定单元,用于选定服务对象电力用户群,所述太阳能应用系统的应用方法包括:分析步骤s510,电力用户群选定单元根据已提供的电力用户的信息,分析电力用户的负载模式;电力用户群形成步骤s520,电力用户群选定单元根据分析步骤的结果,形成包括服务对象的多个电力用户的电力用户群;以及服务提供步骤s530,控制器从多个电力用户分别接收期待服务信息,利用储存在储能系统的电能向多个电力用户分别提供期待服务信息相应的服务。分析步骤s510可为如下步骤:所述电力用户群选定单元根据所述已提供的电力用户的信息,分析按时间所述电力用户的负载模式,且根据分析结果,将所述电力用户的种类设定为规律用电电力用户或者不规律用电电力用户。此时,电力用户群形成步骤s520可为如下步骤:所述电力用户群选定单元将所述电力用户群形成为包括一个以上的规律用电电力用户和不规律用电电力用户。另外,分析步骤s510可为如下步骤:所述电力用户群选定单元根据所述已提供的电力用户的信息,分析按时间所述电力用户的负载模式,且根据分析结果,将所述电力用户的种类设定为白天高用电电力用户、夜间高用电电力用户、昼夜规定用电电力用户或者特定时段高用电电力用户。此时,电力用户群形成步骤s520可为如下步骤:所述电力用户群选定单元将所述电力用户群形成为包括一个以上的白天高用电电力用户和夜间高用电电力用户,或者包括一个以上的昼夜规定用电电力用户和特定时段高用电电力用户。另外,所述期待服务信息对应于削峰填谷服务、电力质量服务以及不间断电源服务中任一个服务,所述已提供的电力用户的信息可包括电力用户的种类、电力用户的最高用电量、电力用户的最低用电量、电力用户的用电时间、电力用户的位置以及电力用户的电费中的至少一个以上。参照图6,服务提供步骤s530可包括电能提供步骤s610,在所述电能提供步骤s610中,所述控制器根据所述多个电力用户的目标需求电力信息、所述太阳能发电模块的发电量信息、储存在所述储能系统的电能信息以及当前时间信息,检查所述多个电力用户的实时使用电力,在特定电力用户的实时使用电力大于所述特定电力用户基于目标需求电力信息的使用电力时,向所述特定电力用户提供由所述太阳能发电模块生产的电能或者储存在所述储能系统的电能。另外,服务提供步骤s530还可包括储存过程s621,在所述储存过程s621中,在已设定的白天时间所述太阳能发电模块的发电量大于等于所述负载侧的使用电力时,所述控制器将利用由所述太阳能发电模块生产的能量向所述特定电力用户供给电能后剩余的电能储存在所述储能系统中。此时,利用所述储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的系统还包括用于供给外部系统电力的电力系统,服务提供步骤s530还可包括销售过程s622,通过储存过程s621,所述储能系统的电量状态成为已设定的比例以上的情况下,所述控制器向所述电力系统传送储存在所述储能系统的电能,从而可向所述电力系统进行销售。与此不同,服务提供步骤s530还可包括放电过程s630,在s610之后,在已设定的白天时间所述太阳能发电模块的发电量小于所述负载侧的使用电力时,所述控制器将储存在所述储能系统的电能进行放电直到所述储能系统的电量状态成为已设定的比例并向所述特定电力用户供给电能。此外,利用本实施例的储能装置将多个电力用户为对象提供电力服务的方法还可均包括之前参照图1至图4说明的太阳能应用系统100执行的功能和顺序。图7是用于说明可适用于本发明的实施例的削峰填谷服务的图。如前所说明,削峰填谷服务是指,在出现大于电力用户的目标需求电力的峰值时,通过储能系统将峰值与目标需求电力之差的电力值提供给电力用户的服务。参照图7,对利用可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统的削峰填谷服务提供方法的一实施例进行说明。首先,算出n个电力用户的目标需求电力,确认太阳能发电模块的太阳能发电量。之后,监控n个电力用户的实时使用电力。例如,可适用于本发明的实施例的削峰填谷服务提供方法中,在1号电力用户的实时使用电力p1大于1号电力用户的目标需求电力p1target时,也对剩余2号、3号、4号、……各电力用户的实时使用电力p2、p3、p4、……与目标需求电力p2target、p3target、p4target、……进行比较,确定向哪些电力用户提供削峰填谷服务。如上所述的电力用户选择过程结束时,控制器可计算出太阳能的发电量和应向电力用户提供的电力值,考虑储能系统的电量状态来执行削峰填谷服务。另外,本发明的削峰填谷服务提供方法还可包括优先顺序选择过程,以确定优先向哪些电力用户提供电力。优先顺序选择过程可以以如下方法实现,但不限定于此:优先向峰值与目标需求电力之差大的电力用户提供电力;以及在储能系统的电量状态为50%以上时直接向电力用户提供削峰填谷服务但在储能系统的电量状态为20%以下的时提高储能系统的充电量之后,向电力用户提供削峰填谷服务等。另外,削峰填谷服务提供方法可包括将提供削峰填谷服务后剩余的电力销售给电力系统的过程。图8至图10是用于说明可适用于本发明的实施例的电力质量(powerquality,pq)服务的图,参照这些图,通过一实施例对利用可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统的电力质量服务提供方法进行说明。首先,电力质量服务提供方法执行如下步骤:确定太阳能发电模块的太阳能发电量和储能系统的电量状态,将n个电力用户为对象监控主干线负载电压和负载电流。该过程可以是为了对该电力用户的电力质量中一个即voltagedip(电压骤降)进行补偿,测定该电力用户1、2、3、……的母线电压v1、v2、……、vn并测定电流i1、i2、……、in的步骤。接着,在电力质量服务提供方法中,根据各电力用户的生产行业设备对电压浮动敏感的部分有所差异时,预先指定各电力用户的电压浮动下限值v1target、……、vntarget,判断该电力用户的母线电压是否小于等于电压浮动下限值,在小或者相同时进行对该电力用户实施电压浮动补偿服务的步骤。接着,在电力质量服务提供方法中,可进行如下过程:使各电力用户上设置的电力转换系统工作,将电力转换系统额定电流值按规定值(例如,按10%)提高,增加电力转换系统电流值,以使该电力用户的母线电压成为电压浮动下限值以上。之后,该电力用户的系统母线电压恢复正常时,判断系统有无异常等,可结束电力质量服务提供方法的所有顺序。参照图9,在如工业园区等集中型电力用户密集的场所特定电力用户的负载使用量pload增加时会发生系统的供电不足的情况。此时,会出现系统的母线电压下降(v≤vstable),频率也波动的情况,因此电力用户的生产设备会发生故障。因此,根据本实施例,通过储能系统设备向特定电力用户实施电压补偿时,通过储能系统+电力转换系统来辅助电流,从而系统供给容量出现富裕,因此母线电压不会波动,频率的浮动也得到补偿。另外,在电力用户的地面负载多的情况下,通过电力转换系统供给相位超前电流,增加系统的极限容量也可包含在电力质量服务中。这能够发挥与设置相位超前电容器的效果类似的效果。换言之,位于系统末端的电力用户的耗电增加带来系统电压的下降。因此,通过连接于电力用户的储能系统,补偿负载电流,来减轻系统的供电负担,由此系统的富裕率增加,来实现系统电压的原理的是电力质量服务。电力用户的功率因素为地面功率因素时,通过电力转换系统供给相位超前电流,降低系统的表面电流也是相同的原理。如参照图9进行说明,图10示出电力用户功率因素改善效果。通过功率因素改善线路电流从i0到i减少了in。这样,在系统方面上输电线损失降低线路电流降低相应的量,具有可实现电力系统的有效利用的效果。参照图10,通过在电力用户末端设置电力质量服务用电力转换系统带来的损失减轻率为如下。损失减轻率另外,线路电阻为r时,损失减轻率的计算和基于电力用户功率因素改善线路电流降低,输电线路电压的下降由数学式表示如下(er:受电侧电压、es:供电侧电压r、x:线路的电阻以及电抗)。电压下降图11和图12是用于说明可适用于本发明的实施例的不间断电源(uninterruptiblepowersupply,ups)服务的图。图11是示出在电力用户内重要设备(ex:电算负载)等实施不间断电源服务时的流程图。例如,利用可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统来监控电力用户母线电压,系统停电时,利用自动转换开关(automatictransferswitch,ats)进行自动转换工作,通过可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统的电力转换系统+储能系统,能够向电力用户进行供电。进一步地,利用可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统的不间断电源服务提供方法可包括如下步骤:该系统来电时ats复位并使用系统电压,为了储能系统运行商与电力用户侧进行事后结算,对于停电期间提供服务记录时间和电量。参照图12,不间断电源服务是因为办公自动化(oa)、工厂自动化(fa)中使用的计算机或内置有微处理器的设备对电压浮动等敏感,而用于使损失降到最低的服务,图12示出用于提供不间断电源模型的结线的例子。参照图12,为了提供不间断电源服务,可连接可适用于本发明的实施例的太阳能应用系统的dclinkbus来代替现有不间断电源的电池,作为另一方法,没有不间断电源系统时,还可使用ats等自动转换开关电器。图13是用于说明根据本发明的一实施例,为了向电力用户提供电力服务应考虑的事项的图。电力用户的实时使用电力高于电力用户的目标需求电力的情况下,利用上述的太阳能应用系统100向电力用户提供目标减少电力时应考虑的事项如下。为了便于理解,将太阳能发电模块的发电量为10,从电力用户的实时使用电量减去目标需求电量的目标减少电量为8~12的示例进行说明。电力用户的目标需求电量是指电力用户所设定的需求电量或者根据过去数据测定的电力用户的需求电量,目标减少电量是从电力用户的实时使用电量减去电力用户的目标需求电量的值,是指太阳能应用系统需向电力用户供给的电量。参照图13的1301,太阳能应用系统的太阳能发电模块的发电电量为10,目标减少电量为8,因此仅用太阳能发电模块的发电电量就可进行目标减少电量供给。此时,太阳能应用系统可以将2相应量的发电量进行销售或者储存在储能系统中。参照图13的1302,在电力用户的实时使用电量增加,电力用户的目标减少电量大于太阳能的发电电量10时,太阳能应用系统通过一同利用储存在储能系统的电量和太阳能发电模块的发电量,能够向该电力用户提供目标减少电量的电力。如图13的1302所示,从储能系统进行放电的2相应量的电量(-2)加上太阳能发电电量10成为目标减少电量12。然而,即使加上储存在储能系统的电量和太阳能发电电量也小于目标减少电量时,根据以下说明的本发明的实施例计算出可提供的供给电力,能够向电力用户提供所计算出的供给电力。图14是示出利用本发明一实施例的太阳能发电的供电控制系统(以下,称为“供电控制系统1400”)的结构的框图,图15是用于说明供电控制系统1400的概念的图,图16是用于更具体地说明供电控制系统1400以及可与其连接的要素的图。如图16所示,供电控制系统1400是利用之前参照图1至图12说明的太阳能应用系统100的系统。因此,以下参照图1所示的太阳能应用系统,对本发明一实施例的供电控制系统1400进行说明,但对与上述的内容重复的内容的说明进行省略。如图14所示,供电控制系统1400包括:太阳能发电量预测单元1410,根据日照量数据,预测太阳能发电模块110的发电量;使用电量预测单元1420,根据供电对象电力用户的过去用电数据,预测电力用户的实时使用电量;以及供电控制单元1430,根据通过太阳能发电量预测单元1410预测的发电量的信息、通过使用电量预测单元1420预测的所述电力用户的实时使用电量的信息以及储存在储能系统120的电量的信息,在所述电力用户的实时使用电量大于所述电力用户的目标需求电量时,通过控制器130向所述电力用户进行供电。参照用于说明供电控制系统1400的概念的图15,作为供电控制系统1400的一实施例,供电控制系统1400可根据日照量数据预测次日太阳能发电量,可根据电力用户的过去用电数据预测次日电力用户的用电。另外,供电控制系统1400根据所预测的信息和当天储能系统的电池信息,能够判断是否需要向电力用户供给目标减少电力。另外,供电控制系统1400供给目标减少电力时,可充分进行供电时向该电力用户进行供电,不能进行充分供电时,事先告知该电力用户,或者使系统自我缩减使用电力,或者传送可提供供给电力的信息。另外,供电控制单元1430在所述发电量大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,利用由太阳能发电模块110生产的电力向所述电力用户进行供电,在所述发电量小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值,且所述发电量和储存在储能系统120的电量之和大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,能够利用由太阳能发电模块110生产的电力和储存在储能系统120的电力向所述电力用户进行供电。一方面,供电控制系统1400还可包括供电计算单元1440,在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,所述供电计算单元1440计算出可提供给所述电力用户供给电力。由此,供电控制单元1430能够向所述电力用户供给通过供电计算单元1440计算出的供给电力。在本发明的一实施例中,所述电力用户是由多个电力用户构成的电力用户群,使用电量预测单元1420根据所述多个电力用户的过去用电数据,能够预测所述多个电力用户各自的实时使用电量。另外,在同一例子中,供电控制单元1430根据由太阳能发电量预测单元1410预测的发电量的信息、通过使用电量预测单元1420预测的所述多个电力用户各自的实时使用电量的信息以及储存在储能系统120的电量的信息,能够向实时使用电量大于目标需求电量的电力用户进行供电。另外,在同一例子中,在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,供电计算单元1440计算出可分别提供给所述多个电力用户的供给电力,供电控制单元1430能够分别向所述多个电力用户供给通过供电计算单元1440计算出的供给电力。另外,在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,供电计算单元1440可通过以下数学式(1)计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值即可分别提供给所述多个电力用户的供电量x。x=(an/y)*(k+s)数学式(1)在所述数学式(1)中,an表示对所述多个电力用户各自的已设定目标减少电量,y表示对所述多个电力用户各自的已设定目标供电量之和,k表示储存在储能系统120的电量,s表示所述发电量。例如,多个电力用户为电力用户1(a1)、电力用户2(a2)以及电力用户3(a3),在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从a1至a3电力用户的实时使用电量之和减去a1至a3电力用户的目标需求电量之和的值时,可提供给a1的供给电力p1成为{a1/(a1+a2+a3)}*(k+s)的结果值,可提供给a2的供给电力p2成为{a2/(a1+a2+a3)}*(k+s)的结果值,可提供给a3的供给电力p3成为{a3/(a1+a2+a3)}*(k+s)的结果值。图17是用于表示根据本发明的一实施例计算出供给电力的一过程的图。参照图17,在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,供电计算单元1440与上述的通过数学式(1)计算出可提供给电力用户的供给电力不同,计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费,能够计算出使所述各自的电费之和最小的可分别提供给所述多个电力用户的供给电力。通过供电控制单元1430能够将所计算出的供给电力供给至电力用户。换言之,供电控制系统1400在向各a1至a3的各电力用户已设定的用电量的基本费用为a、b、c时,为了使损失额最少,可向基本费用最高的电力用户优先进行供电。例如,基于从多个电力用户的实时使用电力减去目标需求电力的值即目标减少电力的电费的损失量z可以以如下的数学式(2)计算。z=a(a-a')+b(b-b')+c(c-c')数学式(2)其中,a、b、c是分别向a1至a3的各电力用户已设定的用电量的基本费用,a、b、c是最初分别向a1至a3已设定的目标减少电量,a'、b'以及c'是分别向a1至a3的调整的目标减少电量。另外,向a1至a3供给的电量分别为p1、p2、p3。供电控制系统1400为了使基于目标减少电力的电费最少,需要将各数值设定为所述z值最小。a>b>c时,可以示为图17所示的顺序。供电控制系统1400先对储存在储能系统120的电量k和太阳能发电模块110的发电量s之和与a进行比较(s1701)。接着,供电控制系统1400在s1701步骤中,在s和k之和小于等于a时,向a1提供s和k之和p1,并且不向a2和a3进行供电。其中,p1相当于a'。接着,供电控制系统1400在s1701步骤中,在s和k之和大于a时,判断从s和k之和减去提供给a1的电力p1的值是否大于b(s1702)。接着,供电控制系统1400在s1702步骤中,在从s和k之和减去提供给a1的电力p1的值小于等于b时,向a1提供a相应量的电力,向a2提供从s和k之和减去a相应量后的电力剩余的电力,并且不向a3进行供电。其中,从s和k之和减去a相应量的电力后剩余的电量相当于b'。另外,供电控制系统1400在s1702步骤中,在从s和k之和减去提供给a1的电力p1的值大于b时,向a1提供a相应量的电力,向a2提供b相应量的电力,向a3提供s和k之和减去p1和p2后剩余的电量。其中,从s和k之和减去p1和p2的电量相当于c'。与上面的示例不同,在所述发电量和储存在储能系统120的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,供电计算单元1440能够计算出可分别提供给所述多个电力用户使得从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费相同的供给电力,此时,可利用如下的数学式(3)。z=a(a-a')+b(b-b')a(a-a')=b(b-b')s+k=a'+b'数学式(3)在所述数学式(3)中,a和b是分别向各电力用户a1和a2的各电力用户已设定的用电量的基本费用,a和b是最初分别向各电力用户a1和a2已设定的目标减少电量,a'以及b'是分别向各电力用户a1和a2调整的目标减少电量。z是指电力用户a1以及a2的实时使用电力之和和大于电力用户a1以及a2的目标需求电力之和而导致的损失量(电费)之和。供电控制单元1430通过控制器能够分别向电力用户a1以及a2提供供电计算单元1440通过所述数学式(3)所计算出的供给电力a'和b'。图18是示出利用本发明又一实施例的太阳能发电的供电控制方法的顺序的流程图,利用本实施例的太阳能发电的供电控制方法是利用之前参照图13至图17说明的供电控制系统1400的方法。因此,以下对利用本实施例的太阳能发电的供电控制方法进行说明时,对与上述的内容重复的说明进行省略。本实施例的供电控制方法使用利用太阳能应用系统的供电控制系统,所述用太阳能应用系统包括:太阳能发电模块,利用太阳能生产电能;储能系统(energystoragesystem,ess),储存由太阳能发电模块生产的电能;以及控制器,对由太阳能发电模块生产的电能的流动和储存在储能系统的电能的流动进行控制,所述供电控制方法包括:预测步骤s1810,所述供电控制系统根据日照量数据,预测所述太阳能发电模块的发电量,根据供电对象电力用户的过去用电数据,预测电力用户的实时使用电量;供给与否判断步骤s1820,所述供电控制系统判断所述电力用户的实时使用电量是否大于所述电力用户的目标需求电量;以及,供电步骤s1830,在供给与否判断步骤s1820中判断为所述电力用户的实时使用电量大于所述电力用户的目标需求电量时,所述供电控制系统根据所预测的发电量的信息、所述电力用户的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,通过所述控制器向所述电力用户进行供电。供电步骤s1830可为如下步骤:在所述发电量大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,所述供电控制系统利用由所述太阳能发电模块生产的电力向所述电力用户进行供电,在所述发电量小于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值,且所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和大于等于从所述实时使用电量减去所述目标需求电量的值时,所述供电控制系统利用由所述太阳能发电模块生产的电力和储存在所述储能系统的电力向所述电力用户进行供电。另外,供电步骤s1830还可包括供电计算过程,在所述供电计算过程中,所述供电控制系统对所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和与从所述实时使用电量到所述目标需求电量进行比较,来计算可提供给所述电力用户的供给电力。另外,所述电力用户可以为由多个电力用户构成的电力用户群,该情况下,预测步骤s1810可为如下步骤:所述供电控制系统根据日照量数据,预测所述太阳能发电模块的发电量,根据所述多个电力用户的过去用电数据,预测所述多个电力用户各自的实时使用电量。而且,在该情况下,供电步骤s1830可为如下步骤:所述供电控制系统根据所预测的发电量的信息、所述多个电力用户各自的实时使用电量的信息以及储存在所述储能系统的电量的信息,向实时使用电量大于目标需求电量的电力用户进行供电。另外,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可以为所述供电控制系统通过上述的数学式(1)计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值即可分别提供给所述多个电力用户的供电量x的过程。另外,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可为如下过程:所述供电控制系统计算出从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费,计算出使所述各自的电费之和最小的可分别提供给所述多个电力用户的供给电力。另外,在所述发电量和储存在所述储能系统的电量之和小于从所述多个电力用户的实时使用电量之和减去所述多个电力用户的目标需求电量之和的值时,所述供电计算过程可为如下过程:所述供电控制系统计算出可分别提供给所述多个电力用户以使从所述多个电力用户各自的实时使用电量减去目标需求电量的值的电量相应的各自的电费相同的供给电力。上述的本发明的说明用于示例,应理解本发明所属
技术领域
:的普通技术人员不变更本发明的技术思想或必需的特征就可以容易地变形为其他具体方式。因此,以上所叙述的实施例应理解为对所有方面的示例而非限定。本发明的范围由权利要求书来确定,权利要求书的意义和范围也应解释为从其等同概念导出的所有变更或变形的方式均包含在本发明的范围。用于实施发明的实施方式已与具体实施方式一同进行叙述。工业应用性本发明涉及一种利用储能装置和太阳能发电的供电控制,可利用到太阳能发电以及供电控制技术,具有重复实施可能性,因此具有工业应用性。当前第1页12当前第1页12
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