光伏微网系统的控制方法和装置与流程

本发明涉及电力电子中的光伏微网系统领域，尤其涉及一种光伏微网系统的控制方法和装置。

背景技术：

随着人口的增长和生活水平的提高，各种矿石能源迅速枯竭，而化石能源使用过程中造成的大气污染和生态环境危机也日益严重。为了减少大气污染、保护生态环境、保证能源的长期稳定供应,逐步改变现有的能源结构,大力发展绿色能源已成为各国的共识。而太阳能以其清洁、高效、永不枯竭等特点成为最具有发展前景的绿色能源，但太阳能也存在其缺陷，如发电能力受气候和环境影响巨大，不能保证输出稳定的功率。

为了优化电网结构，改善电网的运行条件，提高系统运行的经济性、可靠性，各种形式的储能电站也开始推广。由于受到场地和运行成本的限制，仅依靠大型光伏电站、储能电站根本无法满足日益增长的能源需求，而相对方便灵活的光伏微网系统更具有广阔的发展前景，因此，如何实现光伏微网系统的控制已经成为人们日益关注的问题。

相关技术中，例如，中国专利申请号“201110377739.0”、专利名称为“一种光伏发电微型电网系统及最大功率跟踪方法”，提出了一种由光伏电池和光伏逆变器组成的微网系统，主要通过能量监控中心根据预测结果来控制光伏逆变器进行最大功率追踪。又如，中国专利申请号“201410401738.9”、专利名称为“光伏微网系统的实时协调控制方法”，提出了一种光伏微网系统的实时协调控制方法，其主要通过中央实时优化控制层和本地控制层来对微网系统进行控制和调度。

但是存在的问题是：由于光伏电池受外部环境影响较大，当外部环境变化时，光伏微网系统中的光伏逆变器输出的功率将会随之变化，即光伏逆变器输出的功率受外部环境影响较大；上述专利名称为“光伏微网系统的实时协调控制方法”提出的系统的结构和控制方法相对复杂。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种光伏微网系统的控制方法。该方法通过光伏 微网系统中储能电池的充放电功能来克服光伏DC/AC输出的功率受外部环境影响较大的问题，并且系统结构和控制方式比较简单。

本发明的第二个目的在于提出一种光伏微网系统的控制装置。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的光伏微网系统的控制方法，所述光伏微网系统包括储能电池、光伏DC/DC和光伏DC/AC，所述方法包括：S1，检测所述光伏DC/DC的输出功率，并检测所述储能电池的荷电状态SOC；S2，当检测到所述光伏DC/DC的输出功率发生变化时，根据所述DC/AC的额定功率和预设的控制时间计算光伏DC/AC输出功率的变化速率，并以预设时间值为周期，根据所述DC/AC输出功率的变化速率、所述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，所述光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为所述光伏DC/AC输出功率的变化速率和所述周期的积与所述光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和；S3，控制所述光伏DC/AC以所述在下一个周期中的目标功率进行输出；以及S4，在控制所述光伏DC/AC以所述在下一个周期中的目标功率进行输出的过程中，根据所述储能电池的荷电状态SOC对所述光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率进行限定，并控制所述光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出。

根据本发明实施例的光伏微网系统的控制方法，通过光伏DC/DC输出功率的变化和储能电池的SOC来控制光伏DC/AC的输出功率，以确保在外部环境变化下，光伏电池输出功率突变导致光伏DC/DC输出功率突变时，光伏DC/AC的输出功率能够以一定的斜率变化，即通过光伏微网系统中储能电池的充放电功能来克服光伏DC/AC输出的功率受外部环境影响较大的问题，并确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出，并且系统结构和控制方式比较简单。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的光伏微网系统的控制装置，所述光伏微网系统包括储能电池、光伏DC/DC和光伏DC/AC，所述装置包括：检测模块，用于检测所述光伏DC/DC的输出功率，并检测所述储能电池的荷电状态SOC；第一控制模块，用于在所述检测模块检测到所述光伏DC/DC的输出功率发生变化时，根据所述DC/AC的额定功率和预设的控制时间计算光伏DC/AC输出功率的变化速率，并以预设时间值为周期，根据所述DC/AC输出功率的变化速率、所述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，所述光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为所述光伏DC/AC输出功率的变化速率和所述周期的积与所述光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和；输出模块，用于控制所述光伏DC/AC以所述在下一个周期中的目标功率进行输出；第二控制模块，用于在所述输出模块控制所述光伏DC/AC以所述在下一个周期中的目标功率进行输出的过程中，根据所述储能电池的荷电状态SOC对所述光伏DC/AC在下 一个周期中的目标功率进行限定，并控制所述光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出。

根据本发明实施例的光伏微网系统的控制装置，通过光伏DC/DC输出功率的变化和储能电池的SOC来控制光伏DC/AC的输出功率，以确保在外部环境变化下，光伏电池输出功率突变导致光伏DC/DC输出功率突变时，光伏DC/AC的输出功率能够以一定的斜率变化，即通过光伏微网系统中储能电池的充放电功能来克服光伏DC/AC输出的功率受外部环境影响较大的问题，并确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出，并且系统结构和控制方式比较简单。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的控制方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的控制方法的示例图；以及

图4是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的光伏微网系统的控制方法和装置。

需要说明的是，在本发明中，光伏微网系统可包括储能电池、光伏直流斩波器DC/DC和光伏直流/交流逆变器DC/AC。其中，如图1所示，储能电池的输出母线可作为光伏微网系统的直流母线，光伏DC/DC的输入端与光伏电池连接，光伏DC/DC的输出端与直流母线连接，光伏DC/AC的直流输入端与直流母线连接，光伏DC/AC的交流输出端与电网连接。可以理解，储能电池可以单独为电池，也可以包括是由电池和DC/DC共同组成的模块，在对电池电压幅值有要求时，可以通过升压DC/DC抬升电池电压满足光伏DC/AC逆变所需的直流电压。

其中，光伏DC/DC可采用BUCK/BOOST拓扑结构，当工作在最大功率追踪模式时，光伏 DC/DC可对光伏电池进行最大功率追踪，光伏DC/DC的输出功率对储能电池充电，超出电池蓄电能力的功率将被光伏DC/AC回馈至电网。

图2是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的控制方法的流程图。如图2所示，该光伏微网系统的控制方法可以包括：

S201，检测光伏DC/DC的输出功率，并检测储能电池的荷电状态SOC。

S202，当检测到光伏DC/DC的输出功率发生变化时，根据光伏DC/AC的额定功率和预设的控制时间计算光伏DC/AC输出功率的变化速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的变化速率、上述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率可为光伏DC/AC输出功率的变化速率和周期的积与光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和或差值。

此外，在本发明的实施例中，光伏DC/DC的输出功率发生变化可包括：光伏DC/DC的输出功率上升和光伏DC/DC的输出功率下降。在本发明的实施例中，当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率上升时，光伏DC/AC输出功率的变化速率为光伏DC/AC输出功率的上升速率，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率；当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率下降时，光伏DC/AC输出功率的变化速率为光伏DC/AC输出功率的下降速率，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/AC在下一个周期中的下降目标功率。

需要说明的是，在本发明的实施例中，预设的控制时间为预先设定的，可理解为设定在光伏DC/DC的输出功率发生变化时对光伏DC/AC的输出功率进行平滑控制时的时间。预设的控制时间可包括预设的上升控制时间和预设的下降控制时间：当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率上升时，预设的控制时间为预设的上升控制时间；当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率下降时，预设的控制时间为预设的下降控制时间。预设的上升控制时间和预设的下降控制时间可根据实际需求和电池充放电能力进行设置的。此外，本发明实施例提到的预设时间值(即周期)可为预设的控制时间的最小单位，该周期可为控制光伏DC/AC输出功率变化的周期。可以理解，由于功率的变化速率是以秒为单位的，所以可选择最小单位1秒作为周期，还可以选择1秒的整数倍为周期，周期的值可根据具体实际情况来设定。如当光伏DC/DC的输出功率上升时，可以预设的上升控制时间的最小单位(如1秒)为周期来增加光伏DC/AC的输出功率。又如，当光伏DC/DC的输出功率下降时，可以预设的下降控制时间的最小单位(如1秒)为周期来减少光伏DC/AC的输出功率。

具体而言，在本发明的实施例中，当检测到光伏DC/DC的输出功率上升时，根据光伏 DC/AC的额定功率和预设的上升控制时间计算光伏DC/DC输出功率的上升速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的上升速率、上述周期(如1秒)和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/DC输出功率的上升速率和周期的积与光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和，即：在下一个周期中的目标功率＝上升速率*周期+在上一个周期的输出功率；当检测到光伏DC/DC的输出功率下降时，根据光伏DC/AC的额定功率和预设的下降控制时间计算光伏DC/DC输出功率的下降速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的下降速率、上述周期(如1秒)和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率可为光伏DC/AC在上一个周期的输出功率与光伏DC/DC输出功率的下降速率和周期的积的差值，即：在下一个周期中的目标功率＝在上一个周期的输出功率-下降速率*周期。

S203，控制光伏DC/AC以在下一个周期中的目标功率进行输出。

具体地，当检测到光伏DC/DC的输出功率上升时，可先获取光伏DC/AC输出功率的上升速率S1，即可根据光伏DC/AC的额定功率和设定的光伏DC/AC输出功率上升的时间(即预设的上升控制时间)计算得到该上升速率S1，如P/t2(其单位为W/S)，之后可以预设时间值(如1秒)为周期、上升速率S1(即P/t2)为步长，定时向光伏DC/AC发送功率目标，即光伏DC/AC的功率目标每秒增加P/t2*1S(其单位为W)，此时由于光伏DC/DC的输出功率超出光伏DC/AC的输出功率，所以超出的功率可由储能电池吸收，即此时储能电池处于充电状态。其中，P为光伏DC/AC的额定输出功率，t2为设定的光伏DC/AC输出功率上升的时间(即预设的上升控制时间)，且t2是根据实际需求和电池充放电能力进行设置的。

当检测到光伏DC/DC的输出功率下降时，可先获取光伏DC/DC输出功率的下降速率S2，即可根据光伏DC/AC的额定功率和设定的光伏DC/AC输出功率下降的时间(即预设的下降控制时间)计算得到该下降速率S2，如P/t1(其单位为W/S)，之后可以预设时间值(如1秒)为周期、下降速率S2(即P/t1)为步长，定时向光伏DC/AC发送功率目标，即光伏DC/AC的功率目标每秒减少P/t1*1S(其单位为W)，此时由于光伏DC/AC的输出功率大于光伏DC/DC输出的功率，所以光伏DC/AC输出不足的部分可由储能电池提供，即此时储能电池处于放电状态。其中，t1为设定的光伏DC/AC输出功率下降的时间(即预设的下降控制时间)，且t1是根据实际需求和电池充放电能力进行设置的。

由此，当光伏电池输出功率增加(即光伏DC/DC的输出功率增加)时，可以通过储能电池吸收增加的功率；当光伏电池输出功率减少(即光伏DC/DC的输出功率减小)时，可以通过储能电池放电补充减小的功率，并保证DCAC输出功率以一定的斜率下降。

S204，在控制光伏DC/AC以在下一个周期中的目标功率进行输出的过程中，根据储能电池的荷电状态SOC对光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率进行限定，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出。

具体而言，在本发明的实施例中，根据储能电池的荷电状态SOC对光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率进行限定，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出的具体实现过程可如下：

如图3所示，当储能电池的荷电状态SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值(S1)时，判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率是否小于光伏DC/DC的输出功率(S2)。如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率小于光伏DC/DC的输出功率，则根据光伏DC/AC的额定功率和预设的上升控制时间计算光伏DC/AC输出功率的上升速率S1(S3)，并以预设时间值(如1秒)为周期，根据光伏DC/AC输出功率的上升速率、上述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率(S4)，并判断光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率是否小于光伏DC/AC的额定功率(S5)；如果是，则控制光伏DC/AC在下一个周期中以上升目标功率输出(S6)；如果否，则控制光伏DC/AC以光伏DC/AC的额定功率进行输出(S7)。也就是说，在储能电池的SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值(即在一定范围内)时，若光伏DC/AC的当前输出功率小于光伏DC/DC的输出功率(即此时光伏DC/DC的输出功率在增加)，则可控制光伏DC/AC平滑至满功率(即额定功率)运行。

在本发明的实施例中，如图3所示，如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率大于光伏DC/DC的输出功率(S8)，则根据光伏DC/AC的额定功率和预设的下降控制时间计算光伏DC/AC输出功率的下降速率(S9)，并以预设时间值(如1秒)为周期，根据光伏DC/AC输出功率的下降速率、上述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的下降目标功率，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以下降目标功率进行输出。也就是说，当储能电池的荷电状态SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值，且在光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率大于光伏DC/DC的输出功率(即此时光伏DC/DC的输出功率在下降)时，可先根据光伏DC/AC的额定功率和预设的下降控制时间计算光伏DC/AC输出功率的下降速率，然后以预设时间值为周期(如1秒)、下降速率S2为步长，减小光伏DC/AC的输出功率(S10)，即控制光伏DC/AC的输出功率平滑减小。从而可实现在储能电池的SOC在一定范围时，可控制光伏DC/AC根据预设时间进行光伏平滑输出。

在本发明的实施例中，如图3所示，当储能电池的荷电状态SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值的情况下，如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率等于光伏 DC/DC的输出功率，则确定光伏DC/DC的输出功率为光伏DC/AC的最终输出功率，并控制光伏DC/AC保持以光伏DC/DC的输出功率进行输出(S11)。

在本发明的实施例中，如图3所示，当储能电池的荷电状态SOC大于预设上限值(S12)时，以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的上升速率为步长，增加光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以光伏DC/AC的额定功率进行输出。具体地，当储能电池的SOC大于预设上限值时，可先判断光伏DC/AC的当前输出功率是否小于额定功率(S13)，如果否，则控制光伏DC/AC保持以额定功率进行输出(S14)；如果是，则以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的上升速率为步长，增加光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以光伏DC/AC的额定功率进行输出(S15)。也就是说，在储能电池的SOC高于预设上限值时，可控制光伏DC/AC平滑至满功率(即额定功率)运行。

在本发明的实施例中，当储能电池的荷电状态SOC小于预设下限值时，以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的下降速率为步长，减少光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以零功率进行输出。具体地，如图3所示，在储能电池的SOC小于预设下限值时，可先判断光伏DC/AC的当前输出功率是否大于0，如果否，则控制光伏DC/AC保持以零功率进行输出(17)；如果是，则以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的下降速率为步长，减少光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以零功率进行输出(S18)。也就是说，在储能电池的SOC低于预设下限值时，可控制光伏DC/AC平滑至零功率。

其中，在本发明的实施例中，由于光伏DC/DC、光伏电池额定功率与电池额定充放电功率之间具有两种大小关系(即大于或者等于)，所以储能电池的预设上限值和预设下限值的设定也需针对这两种不同的工况分别进行了设置，其设置如下：

对于光伏DC/DC、光伏电池额定功率等于电池额定充放电功率的工况：假设光伏DC/DC满功率向储能电池充电，光伏DC/AC因外部原因停机后重新输出功率时，光伏DC/AC可根据设置时间平滑至额定功率。在光伏DC/AC最长功率上升时间内，光光伏DC/DC理论上向储能电池充电(Pb*t2/3600s)KWh，光伏DC/AC理论为储能电池放电(Pb*t2/3600s/2)KWh，即光伏DC/AC平滑至满功率过程中，光伏DC/DC实际将为电池充电(Pb*t2/3600s)-(Pb*t2/3600s/2)＝(Pb*t2/3600s/2)KWh。其中，Pb为储能电池的额定充放电功率，t2为设定的最长光伏DC/AC输出功率上升时间，3600s为1小时，由于光伏DC/AC输出功率是线性增加，所以计算光伏DC/AC电能时要除以2。

上述过程中，充电电能可换算为电池SOC＝((Pb*t2/3600s/2)/Eb)％，其中Eb为储能电池的额定电能。为了确保上述情况下，储能电池的SOC允许电池吸收光伏DC/DC输出功率 超出光伏DC/AC输出功率的部分，因此，理论上在对光伏微网系统进行光伏平滑控制时，储能电池的SOC上限(即预设上限值)应设置为：100％-((Pb*t2/3600s/2)/Eb)％-5％，其中，5％为确保光伏功率不被浪费而增加的容差。

与此同时，在光伏平滑控制过程中，光伏DC/DC可能会因故障停机。此时可控制光伏DC/AC输出功率平滑至0KW。例如，可控制光伏DC/AC输出功率的下降速率不大于P/t1(其单位为W/S)，并定时1S向光伏DC/AC发送功率目标，功率目标每秒减少P/t1*1S(其单位为W)。为了保证在用户设定的最长功率下降时间t1内，光伏DC/AC在功率减小过程中不会因为储能电池的SOC低停机而影响光伏平滑效果，需要设置在光伏平滑控制时储能电池SOC的下限，设置如下：

若光伏DC/AC为储能电池放电，在最长功率下降时间t1内，光伏DC/AC为储能电池放电(Pb*t1/3600s/2)KWh。其中，Pb为储能电池的额定充放电功率，t1为设定的最长光伏DC/AC输出功率下降时间，3600s为1小时，由于光伏DC/AC输出功率是线性减少，所以计算光伏DC/AC电能时要除以2。

上述过程中，放电电能可换算为电池SOC：((Pb*t1/3600s/2)/Eb)％，其中Eb为储能电池的额定电能。上述情况下，若确保光伏DC/AC在功率减小过程中不会因为SOC低停机而影响光伏平滑效果，理论上，光伏平滑时储能电池的SOC下限(即预设下限值)应设置为：10％+((Pb*t1/3600S/2)/Eb)％+5％，其中10％为光伏DC/AC停机时的SOC下限，储能电池SOC低于该值后，光伏微网系统将停止光伏DC/AC。

对于光伏DC/DC、光伏电池额定功率大于电池额定充放电功率的工况：当光伏DC/DC接入面板的功率大于电池额定充放电功率时，当光伏DC/DC满功率运行时，若储能电池的SOC较高，则会限制光伏DC/DC的功率，这会导致光伏功率的浪费。为了保证储能电池有足够的余量吸收光伏DC/DC输出的功率，尽可能多的将光伏能量回馈至电网，同时满足光伏平滑控制的要求，需要设置储能电池的SOC高限值(即预设上限值)和SOC的低限值(即预设下限值)，其中：

SOC低限值(即预设下限值)：用于确保光伏满功率运行出现异常时，保证光伏DC/AC从满功率平滑至0功率所需要的储能电池SOC限值。基于这一目标，储能电池的SOC低限值同光伏DC/DC功率等于电池额定充放电功率的工况一致，即储能电池的SOC低限值(即预设下限值)应设置为10％+((Pb*t1/3600S/2)/Eb)％+5％。

SOC高限值(即预设上限值)：由于储能电池SOC高于该限值时，光伏DC/AC平滑至满功率输出；储能电池SOC低于该限值时，光伏DC/AC平滑至光伏输出功率。因此，在光伏DC/DC额定功率大于光伏DC/AC功率的工况下，多出的功率为储能电池充电，储能电池的SOC会升高。为了使储能电池尽可能多的吸收光伏多出的功率，需要将SOC高限值尽可能 设置接近SOC低限值。具体地，考虑最极限的情况，假设当储能电池SOC高于限值时光伏输出功率为0，光伏DC/AC从满功率平滑至0功率需要SOC百分比为((Pb*t1/3600s/2)/Eb)％，其中，Pb为储能电池的额定充放电功率，Eb为储能电池的额定电能，t1为设定的最长光伏DC/AC输出功率下降时间，3600s为1小时，由于光伏DC/AC输出功率是线性减少，所以计算光伏DC/AC电能时要除以2。

在确认储能电池SOC低限值(即预设下限值)后，可将储能电池的SOC高限值(即预设上限值)设置为：SOC低限值(即储能电池SOC的预设下限值)+((Pb*t1/3600s/2)/Eb)％+5％。

可以理解，为了保证光伏平滑SOC限值不会被错误设置，需要对光伏平滑SOC的范围进行限定：即确保设置的SOC限值不高于上限，不低于下限，同时SOC上限限值应比下限限值大5％。

需要说明的是，为了进一步确保储能电池的SOC在合适的范围内以保护储能电池能够正常运行，可对光伏DC/DC和光伏DC/AC这两个的输出功率分别设置限制，其设置如下：

光伏DC/DC的输出功率限值PpvDCLimit与当前储能电池允许充电功率Pcharge、当前电池DC/DC允许充电功率PbDCch、当前光伏DC/AC的输出功率PDCAC相关：PpvDCLimit＝Min(Pcharge，PbDCch)+PDCAC，即光伏DC/DC的输出功率限值PpvDCLimit等于当前储能电池允许充电功率限值Pcharge、当前电池DC/DC允许充电功率限值PbDCch二者中的最小值与当前光伏DC/AC的输出功率PDCAC的和，且得到的和不能超过光伏DC/DC的额定功率。

光伏DC/AC的输出功率限值PDCACLimt与当前储能电池允许放电功率Pdischarge、当前电池DC/DC允许放电功率PbDCdisch和当前光伏DC/DC的输出功率Ppv相关：PDCACLimt＝Min(Pdischarge，PbDCdisch)+Ppv，即光伏DC/AC的输出功率限值PDCACLimit等于当前储能电池允许放电功率限值Pdischarge、当前电池DC/DC允许放电功率限值PbDCdisch二者中的最小值与当前光伏DC/DC的输出功率Ppv的和，且得到的和不能超过光伏DC/AC的额定功率。

综上所述，本发明通过在光伏微网系统中增加了储能电池，当光伏电池输出功率增加，即光伏DC/DC的输出功率增加时，可通过储能电池吸收增加的功率，当光伏电池输出功率减少，即光伏DC/DC的输出功率减少时，可通过储能电池放电以补充减小的功率，保证光伏DC/AC输出功率以一定的斜率下降，同时通过对光伏微网系统进行管理调度，确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出。

根据本发明实施例的光伏微网系统的控制方法，通过光伏DC/DC输出功率的变化和储能电池的SOC来控制光伏DC/AC的输出功率，以确保在外部环境变化下，光伏电池输出功 率突变导致光伏DC/DC输出功率突变时，光伏DC/AC的输出功率能够以一定的斜率变化，即通过光伏微网系统中储能电池的充放电功能来克服光伏DC/AC输出的功率受外部环境影响较大的问题，并确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出，并且系统结构和控制方式比较简单。

与上述几种实施例提供的光伏微网系统的控制方法相对应，本发明的一种实施例还提供一种光伏微网系统的控制装置，由于本发明实施例提供的光伏微网系统的控制装置与上述几种实施例提供的光伏微网系统的控制方法相对应，因此在前述光伏微网系统的控制方法的实施方式也适用于本实施例提供的光伏微网系统的控制装置，在本实施例中不再详细描述。图4是根据本发明一个实施例的光伏微网系统的控制装置的结构示意图。

需要说明的是，在本发明的实施例中，光伏微网系统可包括储能电池、光伏DC/DC和光伏DC/AC。其中，图1中所示的控制装置即为本发明实施例的光伏微网系统的控制装置，如图1所示，光伏微网系统的控制装置可通过通信线分别与光伏DC/DC、储能电池和光伏DC/AC连接。如图4所示，该光伏微网系统的控制装置可以包括：检测模块10、第一控制模块20输出模块30和第二控制模块30。

具体地，第一检测模块10可用于检测光伏DC/DC的输出功率，并检测储能电池的荷电状态SOC。

第一控制模块20可用于在检测模块10检测到光伏DC/DC的输出功率发生变化时，根据光伏DC/AC的额定功率和预设的控制时间计算光伏DC/AC输出功率的变化速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的变化速率、上述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为可光伏DC/AC输出功率的变化速率和周期(如1秒)的积与光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和或差值。

此外，在本发明的实施例中，光伏DC/DC的输出功率发生变化可包括：光伏DC/DC的输出功率上升和光伏DC/DC的输出功率下降。在本发明的实施例中，当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率上升时，光伏DC/AC输出功率的变化速率为光伏DC/AC输出功率的上升速率，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率；当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率下降时，光伏DC/AC输出功率的变化速率为光伏DC/AC输出功率的下降速率，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/AC在下一个周期中的下降目标功率。

需要说明的是，在本发明的实施例中，预设的控制时间为预先设定的，可理解为设定在光伏DC/DC的输出功率发生变化时对光伏DC/AC的输出功率进行平滑控制时的时间。预 设的控制时间可包括预设的上升控制时间和预设的下降控制时间：当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率上升时，预设的控制时间为预设的上升控制时间；当光伏DC/DC的输出功率发生变化为光伏DC/DC的输出功率下降时，预设的控制时间为预设的下降控制时间。预设的上升控制时间和预设的下降控制时间可根据实际需求和电池充放电能力进行设置的。此外，本发明实施例提到的预设时间值(即周期)可为预设的控制时间的最小单位，该周期可为控制光伏DC/AC输出功率变化的周期。可以理解，由于功率的变化速率是以秒为单位的，所以可选择最小单位1秒作为周期，还可以选择1秒的整数倍为周期，周期的值可根据具体实际情况来设定。如当光伏DC/DC的输出功率上升时，可以预设的上升控制时间的最小单位(如1秒)为周期来增加光伏DC/AC的输出功率。又如，当光伏DC/DC的输出功率下降时，可以预设的下降控制时间的最小单位(如1秒)为周期来减少光伏DC/AC的输出功率。

具体而言，在本发明的实施例中，第一控制模块20具体用于：在检测模块10检测到光伏DC/DC的输出功率上升时，根据光伏DC/AC的额定功率和预设的上升控制时间计算光伏DC/DC输出功率的上升速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的上升速率、上述周期(如1秒)和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率为光伏DC/DC输出功率的上升速率和周期的积与光伏DC/AC在上一个周期的输出功率的之和，即：在下一个周期中的目标功率＝上升速率*周期+在上一个周期的输出功率；在检测模块10检测到光伏DC/DC的输出功率下降时，根据光伏DC/AC的额定功率和预设的下降控制时间计算光伏DC/DC输出功率的下降速率，并以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的下降速率、上述周期(如1秒)和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率，其中，光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率可为光伏DC/AC在上一个周期的输出功率与光伏DC/DC输出功率的下降速率和周期的积的差值，即：在下一个周期中的目标功率＝在上一个周期的输出功率-下降速率*周期。

输出模块30可用于控制光伏DC/AC以在下一个周期中的目标功率进行输出。

第二控制模块40可用于在输出模块30控制光伏DC/AC以在下一个周期中的目标功率进行输出的过程中，根据储能电池的荷电状态SOC对光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率进行限定，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出。

在本发明的一个实施例中，第二控制模块40根据储能电池的荷电状态SOC对光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率进行限定，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以限定之后的目标功率进行输出的具体实现过程可为：当储能电池的荷电状态SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值时，判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率是否小于光伏 DC/DC的输出功率；如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率小于光伏DC/DC的输出功率，则根据光伏DC/AC的额定功率和预设的上升控制时间计算光伏DC/AC输出功率的上升速率；以预设时间值(如1秒)为周期，根据光伏DC/AC输出功率的上升速率、上述周期和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率，并判断光伏DC/AC在下一个周期中的上升目标功率是否小于光伏DC/AC的额定功率；如果是，则控制光伏DC/AC在下一个周期中以上升目标功率输出；如果否，则控制光伏DC/AC以光伏DC/AC的额定功率进行输出。

在本发明的实施例中，第二控制模块40还可用于：如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率大于光伏DC/DC的输出功率，则根据光伏DC/AC的额定功率和预设的下降控制时间计算光伏DC/AC输出功率的下降速率；以预设时间值为周期，根据光伏DC/AC输出功率的下降速率、上述周期(如1秒)和光伏DC/AC在上一个周期的输出功率确定光伏DC/AC在下一个周期中的下降目标功率，并控制光伏DC/AC在下一个周期中以下降目标功率进行输出。

在本发明的实施例中，第二控制模块40还可用于在储能电池的荷电状态SOC大于预设下限值且小于或等于预设上限值的情况下，如果判断光伏DC/AC在下一个周期中的目标功率等于光伏DC/DC的输出功率，则确定光伏DC/DC的输出功率为光伏DC/AC的最终输出功率，并控制光伏DC/AC保持以光伏DC/DC的输出功率进行输出。

在本发明的实施例中，第二控制模块40还可用于当储能电池的荷电状态SOC大于预设上限值时，以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的上升速率为步长，增加光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以光伏DC/AC的额定功率进行输出。

在本发明的实施例中，第二控制模块40还可用于当储能电池的荷电状态SOC小于预设下限值时，以预设时间值(如1秒)为周期、光伏DC/AC输出功率的下降速率为步长，减少光伏DC/AC的输出功率直至控制光伏DC/AC保持以零功率进行输出。

综上所述，本发明通过在光伏微网系统中增加了储能电池，当光伏电池输出功率增加，即光伏DC/DC的输出功率增加时，可通过储能电池吸收增加的功率，当光伏电池输出功率减少，即光伏DC/DC的输出功率减少时，可通过储能电池放电以补充减小的功率，保证光伏DC/AC输出功率以一定的斜率下降，同时通过对光伏微网系统进行管理调度，确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出。

根据本发明实施例的光伏微网系统的控制装置，通过光伏DC/DC输出功率的变化和储能电池的SOC来控制光伏DC/AC的输出功率，以确保在外部环境变化下，光伏电池输出功率突变导致光伏DC/DC输出功率突变时，光伏DC/AC的输出功率能够以一定的斜率变化， 即通过光伏微网系统中储能电池的充放电功能来克服光伏DC/AC输出的功率受外部环境影响较大的问题，并确保储能电池的SOC在合适的范围内，保证光伏DC/AC输出功率的波动不超过设定的参数，进而使其以平滑的功率输出，并且系统结构和控制方式比较简单。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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，并且本发明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，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读 存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明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。

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。

此外，在本发明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。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。