能源控制方法、装置以及能源管理系统和存储介质与流程

本发明涉及能源控制技术领域，尤其涉及一种能源控制方法、装置以及能源管理系统和存储介质。

背景技术：

现有的能源管理系统系统包括光伏发电系统、公共电网和负载电路，由光伏发电系统和公共电网并联后共同向负载电路供电。当光伏发电系统输出的电能小于负载电路的用电时，由公共电网向负载电路补充供电，而当光伏发电系统输出的电能大于负载电路的用电时，多余的电能可能会向公共电网逆向送电，造成逆流，会造成公共电网的不稳定以及产生谐波污染，同时光伏电能存在不可调度性。

目前，防止光伏发电系统向公共电网逆向送电时，采用以下的功率有级调节方式：当光伏发电系统输出的电能大于负载电路的用电能时，立即切断光伏发电系统和公共电网之间的连接，或者断开部分光伏发电系统的开关。如果立即切断光伏发电系统和公共电网之间的连接，则此时全部由公共电网向负载电路供电，如果断开部分光伏发电系统的开关，由于光伏发电系统的一个开关通常容量较大，因此只断开部分光伏发电系统的开关，也很有可能会造成公共电网需要向负载电路输出较大功率供电。因此，目前的两种功率有级调节方式都造成了光伏发电系统的发电电能的浪费，并且对能量的调度低下。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种能源控制方法、装置以及能源管理系统和存储介质，能够在并网时基于恒功率并网模式向公共电网进行并网输电、在不能并网时基于非并网供电策略为负载供电。

根据本发明的一个方面，提供一种能源控制方法，包括：基于预设的并网判决规则判断发电系统是否能够与公共电网并网；如果是，则控制发电系统基于预设的恒功率并网模式向所述公共电网进行并网输电，用以对所述公共电网进行恒定功率的电能输送；如果否，则控制所述发电系统不与所述公共电网并网，基于预设的非并网供电策略为负载供电。

可选地，所述控制所述发电系统基于预设的恒功率并网模式向所述公共电网进行并网输电包括：获得所述公共电网的电压，控制所述发电系统的并网电压为所述公共电网的电压；根据所述发电系统向所述公共电网输送电能的恒定功率与所述并网电压控制所述发电系统的并网电流。

可选地，在所述恒功率并网模式下，获得所述发电系统的实时负载供给功率、负载的第一实时需求功率、储能装置的储能供电功率；基于所述实时负载供给功率、所述第一实时需求功率和所述储能供电功率确定所述负载的供电电源。

可选地，所述基于所述实时负载供给功率、所述第一实时需求功率和所述储能供电功率确定所述负载的供电电源包括：如果确定所述实时负载供给功率大于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统为所述负载供电并控制所述发电系统为所述储能装置充电；或者，如果确定所述实时负载供给功率等于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统单独为所述负载供电；或者，如果确定所述实时负载供给功率小于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统和所述储能装置同时为所述负载供电；或者，如果确定所述实时负载供给功率为0，则控制所述储能装置为所述负载供电。

可选地，如果确定所述实时负载供给功率大于0并且所述负载未运行，则控制所述发电系统单独为所述储能装置充电。

可选地，所述基于预设的非并网供电策略为负载供电包括：检测所述发电系统的实时输出电压和实时输出电流，计算实时发电功率；判断所述实时发电功率是否大于所述负载的第二实时需求功率，如果是，则控制所述发电系统为所述负载供电并控制所述发电系统为所述储能装置充电。

可选地，如果确定所述实时发电功率等于所述负载的第二实时需求功率，则控制所述发电系统单独为所述负载供电；或者，如果确定所述实时发电功率小于所述负载的第二实时需求功率，则控制所述发电系统和储能装置同时为所述负载供电；或者，如果确定所述实时发电功率为0，则控制所述储能装置为所述负载供电。

可选地，如果所述实时发电功率大于所述第二实时需求功率并且所述储能装置的电量充足，则控制所述发电系统为其他系统供电。

可选地，所述发电系统和所述其他系统分别与母线连接；其中，所述其他系统包括：管理系统；所述母线包括：直流母线。

可选地，所述基于预设的并网判决规则判断发电系统是否能够与公共电网并网包括：获取预设的并网配置信息，基于所述并网配置信息确定是否能够与公共电网并网；或者，获得公共电网侧发送的并网指示指令，基于所述并网指示指令确定是否能够与所述公共电网并网。

可选地，所述发电系统包括：光伏发电系统；所述负载包括：机组设备。

根据本发明的另一方面，提供一种能源控制装置，包括：并网判决模块，用于基于预设的并网判决规则判断发电系统是否能够与公共电网并网；并网供电模块，用于如果是，则控制发电系统基于预设的恒功率并网模式向所述公共电网进行并网输电，用以对所述公共电网进行恒定功率的电能输送；非并网供电模块，用于如果否，则控制所述发电系统不与所述公共电网并网，基于预设的非并网供电策略为负载供电。

可选地，所述并网供电模块，包括：并网单元，用于获得所述公共电网的电压，控制所述发电系统的并网电压为所述公共电网的电压；根据所述发电系统向所述公共电网输送电能的恒定功率与所述并网电压控制所述发电系统的并网电流。

可选地，所述并网供电模块，还包括：第一供电单元，用于在所述恒功率并网模式下，获得所述发电系统的实时负载供给功率、负载的第一实时需求功率、储能装置的储能供电功率；基于所述实时负载供给功率、所述第一实时需求功率和所述储能供电功率确定所述负载的供电电源。

可选地，所述第一供电单元，还用于如果确定所述实时负载供给功率大于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统为所述负载供电并控制所述发电系统为所述储能装置充电；或者，如果确定所述实时负载供给功率等于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统单独为所述负载供电；或者，如果确定所述实时负载供给功率小于所述第一实时需求功率，则控制所述发电系统和所述储能装置同时为所述负载供电；或者，如果确定所述实时负载供给功率为0，则控制所述储能装置为所述负载供电。

可选地，所述第一供电单元，还用于如果确定所述实时负载供给功率大于0并且所述负载未运行，则控制所述发电系统单独为所述储能装置充电。

可选地，所述非并网供电模块，包括：检测单元，用于检测所述发电系统的实时输出电压和实时输出电流，计算实时发电功率；第二供电单元，用于判断所述实时发电功率是否大于所述负载的第二实时需求功率，如果是，则控制所述发电系统为所述负载供电并控制所述发电系统为所述储能装置充电。

可选地，所述第二供电单元，还用于如果确定所述实时发电功率等于所述负载的第二实时需求功率，则控制所述发电系统单独为所述负载供电；或者，如果确定所述实时发电功率小于所述负载的第二实时需求功率，则控制所述发电系统和储能装置同时为所述负载供电；或者，如果确定所述实时发电功率为0，则控制所述储能装置为所述负载供电。

可选地，所述第二供电单元，还用于如果所述实时发电功率大于所述第二实时需求功率并且所述储能装置的电量充足，则控制所述发电系统为其他系统供电。

可选地，所述发电系统和所述其他系统分别与母线连接；其中，所述其他系统包括：管理系统；所述母线包括：直流母线。

可选地，所述并网判决模块，用于获取预设的并网配置信息，基于所述并网配置信息确定是否能够与公共电网并网；或者，获得公共电网侧发送的并网指示指令，基于所述并网指示指令确定是否能够与所述公共电网并网。

可选地，所述发电系统包括：光伏发电系统；所述负载包括：机组设备。

根据本发明的又一方面，提供一种能源控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如上所述的方法。

根据本发明的又一方面，提供一种能源管理系统，包括：如上所述的能源控制装置。

根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本发明的能源控制方法、装置以及能源管理系统和存储介质，在并网时基于恒功率并网模式向公共电网进行并网输电，输入恒定功率的电能，在不能并网时基于非并网供电策略为负载供电；可实现非并网时的电能的高效利用，结合恒功率并网模式，能够在并网时实现能源的高效调度，可以实现逆功率控制及能源调度的高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的能源控制方法的一个实施例的流程示意图；

图2为根据本发明的能源控制方法的一个实施例中的非并网供电的流程示意图；

图3为根据本发明的能源控制方法的另一个实施例中的能源管理系统的示意图；

图4为根据本发明的能源控制装置的一个实施例的模块示意图；

图5为根据本发明的能源控制装置的一个实施例中的并网供电模块的模块示意图；

图6为根据本发明的能源控制装置的一个实施例中的非并网供电模块的模块示意图；

图7为根据本发明的能源控制装置的另一个实施例的模块示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等仅为描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

图1为根据本发明的能源控制方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：

步骤101，基于预设的并网判决规则判断发电系统是否能够与公共电网并网。

公共电网可以为市政电网等。并网判决规则可以有多种，例如，获取预设的并网配置信息，基于并网配置信息确定是否能够与公共电网并网；或者，获得公共电网侧发送的并网指示指令，基于并网指示指令确定是否能够与公共电网并网。

某些国家或地区不允许发用电一体化设备回馈电能到公共电网，例如美国的一些州在任何情况下都不允许并网。可以通过机组拨码进行控制，按照使用地的并网要求进行拨码配置，使用拨码配置不允许并网或允许并网。获取使用拨码配置的并网配置信息，基于并网配置信息确定是否能够与公共电网并网。发电系统可以设置与公共电网的通讯接口，可以与公共电网进行信息交互，如果获得公共电网侧发送的并网指示指令，并网指示指令为不允许并网，则发电系统不能够与公共电网并网。

步骤102，如果是，则控制发电系统基于预设的恒功率并网模式向公共电网进行并网输电，用以对公共电网进行恒定功率的电能输送。

步骤103，如果否，则控制发电系统不与公共电网并网，基于预设的非并网供电策略为负载供电。非并网供电策略可以为多种供电策略。

发电系统包括光伏发电系统等。负载包括机组设备等，机组设备可以为空调机组等。发电系统为光伏发电系统，光伏发电系统可以包括光伏阵列、逆变器等。光伏发电系统输出直流电，或者光伏发电系统经过逆变器输出交流电。

在一个实施例中，可以固定的周期判断发电系统是否能够与公共电网并网，如果是，发电系统采用恒功率并网模式向公共电网进行并网输电，对公用电网输入具有恒定功率的电能。如果否，发电系统为负载供电。可以通过预设的并网输电算法确定发电系统对公用电网输入电能的恒定功率，对负载进行供电并将恒定功率的电能输入公共电网。

控制发电系统基于恒功率并网模式向公共电网进行并网输电可以有多种方法。例如，获得公共电网的电压，控制发电系统的并网电压为公共电网的电压，根据发电系统向公共电网输送电能的恒定功率与并网电压控制发电系统的并网电流。发电系统并网运行时，向公共电网输送的功率可以等于公共电网电压与并网电流的乘积，由于公共电网电压通常固定不变，通过内部算法控制并网电流即可实现恒功率并网模式。

在恒功率并网模式下，对公共电网进行恒定功率的电能输送时，由于发电系统的实时发电功率有可能不稳定，并且负载的实时需求功率也可能发生变化。获得发电系统的实时负载供给功率、负载的第一实时需求功率、储能装置的储能供电功率，基于实时负载供给功率、第一实时需求功率和储能供电功率确定负载的供电电源，可以实现单一供能或者协同供能。可以根据发电系统的实时发电功率和发电系统输入公共电网的电能的恒定功率确定发电系统的实时负载供给功率，根据当前处于运行状态的负载确定第一实时需求功率。

基于实时负载供给功率、第一实时需求功率和储能供电功率确定负载的供电电源可以有多种方法，例如，可以根据能量的供需平衡关系确定负载的供电电源，如果确定实时负载供给功率大于第一实时需求功率，则控制发电系统为负载供电并控制发电系统为储能装置充电；或者，如果确定实时负载供给功率等于第一实时需求功率，则控制发电系统单独为负载供电；或者，如果确定实时负载供给功率小于第一实时需求功率，则控制发电系统和储能装置同时为负载供电；或者，如果确定实时负载供给功率为0，则控制储能装置为负载供电。如果确定实时负载供给功率大于0并且负载未运行，则控制发电系统单独为储能装置充电。

在一个实施例中，非并网供电策略可以有多种，例如为多能互补的非并网供电策略等。图2为根据本发明的能源控制方法的一个实施例中的非并网供电的流程示意图，如图2所示：

步骤201，判断实时发电功率是否大于负载的第二实时需求功率。

通过检测发电系统的实时输出电压和实时输出电流，计算实时发电功率。

步骤202，如果是，则控制发电系统为负载供电并控制发电系统为储能装置充电。

如果确定实时发电功率等于负载的第二实时需求功率，则控制发电系统单独为负载供电；或者，如果确定实时发电功率小于负载的第二实时需求功率，则控制发电系统和储能装置同时为负载供电；或者，如果确定实时发电功率为0，则控制储能装置为负载供电。

步骤203，如果实时发电功率大于第二实时需求功率并且储能装置的电量充足，则控制发电系统为其他系统供电。

其他系统包括：管理系统等。管理系统可以为多种管理系统，例如为能量管理系统等。发电系统和其他系统分别与母线连接，其他系统可以采用多种方式与母线连接，例如，其他系统采用并行方式接入母线，母线包括：直流母线等。

例如，发电系统为光伏发电系统，检测光伏发电系统的实时电压及实时电流，计算出光伏发电系统的实时发电功率大小。判断光伏发电系统的实时发电功率是否大于负载的实时功率需求，如果大于，则光伏发电系统的发电有盈余，如果小于，则光伏发电系统的发电没有盈余。

如果不具备并网条件，则光伏发电系统为负载供电。如果光伏发电系统的实时发电功率有盈余，则多余的发电电能为储能装置充电，实现电能的存储。如果光伏发电系统的实时发电功率仍有盈余，则将多余的发电电能并入直流母线，可以为并行的管理系统提供能量供应。

在一个实施例中，如图3所示，在依托光伏发电系统31的能源管理系统中，对负载37、38可通过直流母线开放技术实现开源供能，直流母线33也可以实现与并行的能源管理系统的能连连接，通过并网模块32实现与公共电网的能量交互。

负载主要为直流设备，包括直流空调、直流冰箱等直流电器。能源管理系统内部存在能量的实时流动，在满足自身负载37、38需求的情况下，根据并网允许情况实行并网运行或者逆功率控制，以防止光伏发电系统31对公共电网产生影响。按照固定周期对能量进行监控，根据不同的用能需求并采取相应的控制策略控制能量的流动方向。

使用多能互补运行策略及恒功率运行策略，可以实现能源管理系统内部能源的高效协同调度。在并网条件下，通过恒功率并网策略起到对电网的支撑作用，利用电网的协调调度，在不允许并网场合可以在不浪费光伏电能的前提下实现逆功率控制。

能量需求的平衡主要是通过控制直流母线33的电压实现的，保证为负载37、38供电的电源稳定(即直流母线33电压稳定)，可以满足负载37、38的供电需求。储能装置36的充、放电也可以根据直流母线33电压的波动进行控制，充放电控制模块35为储能装置36充电时需要实时监测直流母线33电压的变化，直流母线33电压稳定或者稍微升高时，则需要启动充电，当直流母线33母线电压降低时，就要控制储能装置36释放能量。当整体能量盈余时，可以通过并行的其他系统的直流母线34提供能量供应。

在一个实施例中，如图4所示，本发明提供一种能源控制装置40，包括：并网判决模块41、并网供电模块42和非并网供电模块43。并网判决模块41基于预设的并网判决规则判断发电系统是否能够与公共电网并网。如果是，则并网供电模块42控制发电系统基于预设的恒功率并网模式向公共电网进行并网输电，用以对公共电网进行恒定功率的电能输送。如果否，则非并网供电模块43控制发电系统不与公共电网并网，基于预设的非并网供电策略为负载供电。

并网判决模块41获取预设的并网配置信息，基于并网配置信息确定是否能够与公共电网并网；或者，并网判决模块41获得公共电网侧发送的并网指示指令，基于并网指示指令确定是否能够与公共电网并网。发电系统包括光伏发电系统等，负载包括机组设备等。

在一个实施例中，如图5所示，并网供电模块42包括：并网单元421和第一供电单元421。并网单元421获得公共电网的电压，控制发电系统的并网电压为公共电网的电压。并网单元421根据发电系统向公共电网输送电能的恒定功率与并网电压控制发电系统的并网电流。

第一供电单元422在恒功率并网模式下，获得发电系统的实时负载供给功率、负载的第一实时需求功率、储能装置的储能供电功率。第一供电单元422基于实时负载供给功率、第一实时需求功率和储能供电功率确定负载的供电电源。

如果确定实时负载供给功率大于第一实时需求功率，则第一供电单元422控制发电系统为负载供电并控制发电系统为储能装置充电；或者，如果确定实时负载供给功率等于第一实时需求功率，则第一供电单元422控制发电系统单独为负载供电；或者，如果确定实时负载供给功率小于第一实时需求功率，则第一供电单元422控制发电系统和储能装置同时为负载供电；或者，如果确定实时负载供给功率为0，则第一供电单元422控制储能装置为负载供电。

如果确定实时负载供给功率大于0并且负载未运行，则第一供电单元422控制发电系统单独为储能装置充电。

在一个实施例中，如图6所示，非并网供电模块43包括：检测单元431和第二供电单元432。检测单元431检测发电系统的实时输出电压和实时输出电流，计算实时发电功率。第二供电单元432判断实时发电功率是否大于负载的第二实时需求功率，如果是，则控制发电系统为负载供电并控制发电系统为储能装置充电。

如果确定实时发电功率等于负载的第二实时需求功率，则第二供电单元432控制发电系统单独为负载供电；或者，如果确定实时发电功率小于负载的第二实时需求功率，则第二供电单元432控制发电系统和储能装置同时为负载供电；或者，如果确定实时发电功率为0，则第二供电单元432控制储能装置为负载供电。

如果实时发电功率大于第二实时需求功率并且储能装置的电量充足，则第二供电单元432控制发电系统为其他系统供电。

图7为根据本发明的能源控制装置的另一个实施例的模块示意图。如图7所示，该装置可包括存储器71、处理器72、通信接口73以及总线74。存储器71用于存储指令，处理器72耦合到存储器71，处理器72被配置为基于存储器71存储的指令执行实现上述的能源控制方法。

存储器71可以为高速ram存储器、非易失性存储器(non-volatilememory)等，存储器71也可以是存储器阵列。存储器71还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器72可以为中央处理器cpu，或专用集成电路asic(applicationspecificintegratedcircuit)，或者是被配置成实施本公开的能源控制方法的一个或多个集成电路。

在一个实施例中，提供一种能源管理系统，包括如上任一实施例中的能源控制装置。

在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的能源控制方法。

上述实施例中的能源控制方法、装置以及能源管理系统和存储介质，在并网时控制发电系统基于恒功率并网模式向公共电网进行并网输电，对公共电网输入恒定功率的电能，如果不具备并网条件，则控制发电系统基于非并网供电策略为负载供电；通过多能互补的非并网供电策略可实现非并网模式下的光伏电能的高效利用，结合恒功率并网模式，能够在并网时实现能量的高效调度，可以实现逆功率控制及能量调度的高效运行。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所发明的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。