一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光伏发电与市电互补技术领域，尤其是一种光电互补供电系统的功率 优化自动分配方法及系统。
【背景技术】
[0002] 光电互补供电系统将会成为很多家庭通用的供电模式，而功率优化自动分配方法 是保证系统高效运行的核屯、技术，功率优化自动分配方法的优劣决定着相同投资下所获得 收益的高低。虽然，光伏市电互补供电系统目前已有应用，但是尚无合理完备的功率优化自 动分配方法。
[000引 申请号为201310484445. 7,发明创造名称为"家用太阳能供电系统及其与市电切 换方法"的专利申请，公开了一种基于光伏电能质量"合格"或"不合格"的光伏或市电供电 的电源切换控制器，该控制器只是根据光伏供电质量"合格"或"不合格"来决定是使用光 伏发电还是市电。因此，无法进行光电与市电的混合使用，也无法最大限度地发挥系统的投 入与产出比。
[0004] 在电工技术学报2012年10月第27卷第10期249-254页"太阳能光伏/市电联 合供电系统"一文中将系统工作模式分为；光伏系统最大输出功率大于负载所需功率、光伏 系统最大输出功率小于负载所需功率、光伏系统无法工作=种工作模式，并采用脉宽调制 技术利用市电对系统进行能量补充，该系统虽然能够在任何情况下保证系统的正常供电， 但是，没有考虑多负载系统用电优先级问题；没有考虑利用蓄电池储能而延长光伏供电问 题；没有考虑利用市电峰谷电价降低用电成本问题。因此，也无法最大限度地发挥系统的投 入与产出比。
【发明内容】
[0005] 本发明的首要目的在于提供一种能够最大限度地发挥光电互补供电系统的投入 与产出比的光电互补供电系统的功率优化自动分配方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了 W下技术方案；一种光电互补供电系统的功率优 化自动分配方法，该方法包括下列顺序的步骤： (1) 提取设定的负载用电优先级矩阵 & = [P,W，~苗W，…，，其中，= 1义…，W代表相应负载的优先级，局优先级定义 为1，低优先级定义为0 ; (2) 检测光伏功率，刷新供电能力矩阵馬=[2%，％_1，..... AA]，其中，Sij =1表示光伏电 池有供电能力，= 〇表示光伏电池无供电能力，S = 1，2，...，耻； (3) 检测蓄电池电量，若蓄电池电量未达下限或已经充满电，则断开光伏充电开关^1、 市电充电开关若蓄电池电量已达下限，而光伏发电量正常且能够满足负载所需，则闭 合光伏充电开关若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足负载所需，且处于市电 最低电价时间内，则闭合市电充电开关马；若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足 负载所需，且并非处于市电最低电价时间内，则断开光伏充电开关&、市电充电开关-句； (4) 分别计算光伏供电总开关-t'w、蓄电池供电总开关、市电供电总开关、第 |个负载的光伏或蓄电池供电开关/苗、第1个负载的市电供电开关馬)《的状态，并输出各个 开关的状态； (5) 返回步骤（2)。
[0007] 设光伏电池的设计功率马r大于等于F个负载的功率之和，即
【主权项】
1. 一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，其特征在于该方法包括下列顺序 的步骤： (1 ) 提取设定的负载用电优先级矩阵 Pjs =[巧》?，其中，= H··，'代表相应负载的优先级，尚优先级定义 为1，低优先级定义为〇 ; (2) 检测光伏功率，刷新供电能力矩阵％ =[2%，％r_i，.....，a2?al]，其中，％ = 1表不光伏电 池有供电能力，％ = 〇表不光伏电池无供电能力，i = 1,2,"·,Ar ; (3) 检测蓄电池电量，若蓄电池电量未达下限或已经充满电，则断开光伏充电开关4、 市电充电开关尤2 ;若蓄电池电量已达下限，而光伏发电量正常且能够满足负载所需，则闭 合光伏充电开关A ;若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足负载所需，且处于市电 最低电价时间内，则闭合市电充电开关A ;若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足 负载所需，且并非处于市电最低电价时间内，则断开光伏充电开关I1、市电充电开关Z 2; (4) 分别计算光伏供电总开关仏r、蓄电池供电总开关、市电供电总开关、第 i个负载的光伏或蓄电池供电开关、第I个负载的市电供电开关的状态，并输出各个 开关的状态； (5) 返回步骤（2)。
2. 根据权利要求1所述的一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，其特征在 于：设光伏电池的设计功率大于等于JV个负载的功率之和，即
设*= 广均已知，或可测量，令
即根据Ar的大小，Ue的变化范围可定义为Uc = [0,…AO]至[V··丄1]，Uc的数值越 大表明光伏电池供电能力越强，反之越弱，其中，fw是光伏电池的实际功率，通常小于设 计功率，&是第i负载的功率。
3. 根据权利要求1所述的一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，其特征在 于：所述光伏充电开关A = 1表示闭合，A = 〇表示断开；所述蓄电池充电开关，吳=1表示 闭合，Z2 = 〇表示断开。
4. 根据权利要求1所述的一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，其特征 在于：所述光伏供电总开关aI= 1表不闭合，= 〇表不断开；所 述蓄电池供电总开关= ^ · Z2 _ Zpr，= 1表示闭合，Tmf = 0表示断开；所述市 电供电总开关fjx? = ·[MT+11，^ = ，尤!TC =I表示闭合，Zue = O表示断 开；" + "表示"或"运算，"· "表示"与"运算。
5. 根据权利要求1所述的一种光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，其特征 在于：所述第?个负载的光伏或蓄电池供电开关+^，^ = I表示闭合， A = 〇表示断开；所述第i个负载的市电供电开关^ = Ac ·&，A = 1表示闭合， = 〇表示断开；" + "表示"或"运算，"，"表示"与"运算。
6. 实现权利要求1至5中任一项所述的功率优化自动分配方法的系统，其特征在于： 包括光伏电池，其一端依次通过光伏充电开关A、充电模块对蓄电池充电，其另一端依次 通过光伏供电总开关仏7、第1个负载的光伏或蓄电池供电开关^向负载供电，市电依次 通过整流模块、市电充电开关I 2、充电模块对蓄电池充电，整流模块依次通过市电供电总 开关、第^个负载的市电供电开关向负载供电，蓄电池通过蓄电池供电总开关Z mj 、第i个负载的光伏或蓄电池供电开关向负载供电。
【专利摘要】本发明涉及光电互补供电系统的功率优化自动分配方法，包括提取设定的负载用电优先级矩阵；检测光伏功率，刷新供电能力矩阵；若蓄电池电量未达下限或已经充满电，则断开、；若蓄电池电量已达下限，而光伏发电量正常且能够满足负载所需，则闭合；若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足负载所需，且处于市电最低电价时间内，则闭合；若蓄电池电量已达下限、光伏发电量无法满足负载所需，且并非处于市电最低电价时间内，则断开、；分别计算各个开关的状态并输出；返回步骤二。本发明还公开了实现所述功率优化自动分配方法的系统。本发明制定了各开关控制规则，实现了功率的优化自动分配，最大限度地发挥光电互补供电系统的投入与产出比。
【IPC分类】H02J7-35
【公开号】CN104638747
【申请号】CN201510040176
【发明人】鲁照权, 向伟伟, 鲁博翰, 华绘, 文茹, 吴金竹
【申请人】合肥工业大学, 合肥翰谱节能控制设备有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月27日