微电网的功率控制方法和装置与流程

本公开涉及电力技术领域，特别是一种微电网的功率控制方法和装置。

背景技术：

近年来光伏发电系统在全世界范围内得到快速的发展，许多国家颁布相关法令允许光伏系统并网，但是依然有许多国家不允许光伏发电系统并入当地的市政电网。在光伏发电量大于本地微电网耗电量时电能会倒灌市政电网，出现逆功率。

技术实现要素：

本公开的一个目的在于在避免出现逆功率的基础上提高微电网和电网的稳定性。

根据本公开的一个方面，提出一种功率控制方法，包括：获取电网向微电网的输出功率；在电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，在预定工作状态的范围内增加微电网中用电器的耗电功率，直至电网的输出功率大于预定功率阈值。

在一些实施例中，功率控制方法还包括：在用电器的工作状态达到预定工作状态上限，且电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，降低微电网中光伏器件的输出功率。

在一些实施例中，功率控制方法还包括：在电网的输出功率大于预定功率阈值的情况下，判断是否存在输出功率被限制的光伏器件；增加输出功率被限制的光伏器件的输出功率，直至电网的输出功率不大于预定功率阈值，或不存在被限制输出功率的光伏器件。

在一些实施例中，增加微电网中用电器的耗电功率包括：在确定存在工作中的预定用电器的情况下，在预定工作状态范围内提高工作中的预定用电器的耗电功率；功率控制方法还包括：在不存在工作中且未达到预定工作状态上限的预定用电器的情况下，降低微电网中光伏器件的输出功率。

在一些实施例中，降低微电网中光伏器件的输出功率包括：确定输出功率最大的光伏器件；降低输出功率最大的光伏器件的输出功率，直至光伏器件的输出功率为0或电网的输出功率大于预定功率阈值；在确定的光伏器件的输出功率为0且电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，执行确定输出功率最大的光伏器件并降低光伏器件的输出功率的操作，直至电网的输出功率大于预定功率阈值。

在一些实施例中，预定用电器为包括光伏器件的用电器。

在一些实施例中，降低微电网中光伏器件的输出功率包括：确定光伏器件为工作状态且用电器为非工作状态的预定用电器；降低确定的预定用电器的输出功率，直至光伏器件的输出功率为0或电网的输出功率大于预定功率阈值；在不存在光伏器件为工作状态且用电器为非工作状态的预定用电器，且电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，按照光伏器件输出功率从大到小的顺序降低光伏器件的输出功率。

在一些实施例中，用电器为光伏空调，则预定工作状态范围为设定温度远离环境温度方向的预定第一温度范围。

在一些实施例中，功率控制方法还包括以下至少一项：根据微电网的配电容量确定预定功率阈值；或，根据用户需求调整预定工作状态的范围。

通过这样的方法，能够预测将发生逆功率，进而及时优先采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

根据本公开的另一些实施例的一个方面，提出一种功率控制装置，包括：电网功率获取单元，被配置为获取电网向微电网的输出功率；调节单元，被配置为在电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，在预定工作状态的范围内增加微电网中用电器的耗电功率，直至电网的输出功率大于预定功率阈值。

在一些实施例中，调节单元还被配置为在用电器的工作状态达到预定工作状态上限，且电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，降低微电网中光伏器件的输出功率。

在一些实施例中，调节单元还被配置为：在电网的输出功率大于预定功率阈值的情况下，判断是否存在输出功率被限制的光伏器件；增加输出功率被限制的光伏器件的输出功率，直至电网输出功率不大于预定功率阈值，或不存在被限制输出功率的光伏器件。

在一些实施例中，功率控制装置还包括：参数确定单元，被配置为执行以下至少一项：根据微电网的配电容量确定预定功率阈值；或，根据用户需求调整预定工作状态的范围。

根据本公开的又一些实施例的一个方面，提出一种功率控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中任意一种功率控制方法。

这样的功率控制装置能够预测将发生逆功率，进而及时优先采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

根据本公开的再一些实施例的一个方面，提出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上文中提到的任意一种微电网功率控制方法的步骤。

通过执行这样的计算机可读介质上的指令，能够预测将发生逆功率，进而及时优先采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

另外，根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种微电网，包括：上文中提到的任意一种功率控制装置；和，光伏器件，被配置为产生电能；用电器，被配置为消耗光伏器件产生的电能工作，在光伏器件产生的电能不足的情况下，消耗来自电网的电能工作。

在一些实施例中，用电器为包含光伏器件的用电器。

这样的微电网能够预测将发生逆功率，进而及时优先采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的功率控制方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的功率控制方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的功率控制方法的又一些实施例的流程图。

图4为本公开的功率控制装置的一些实施例的示意图。

图5为本公开的功率控制装置的另一些实施例的示意图。

图6为本公开的功率控制装置的又一些实施例的示意图。

图7为本公开的微电网的一些实施例的示意图。

图8为本公开的微电网的另一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

针对逆功率控制，相关技术中主要是通过对逆变器的投切来实现。但频繁的逆变器投切会造成对电网造成冲击，影响电网的稳定；另外，通过降低逆变器的输出功率实现抑制逆功率的方式会造成采用光伏发电工作设备的能源利用率下降，影响用电器的正常使用，降低微电网的能源利用率和运行效率以及运行的稳定性。

本公开的功率控制方法的一些实施例的流程图如图1所示。

在步骤101中，获取电网向微电网的输出功率。在一些实施例中，电网可以为市电网络，是向微电网供电的电能提供网络。在一些实施例中，输出功率可以在电网与微电网并网处探测。

在步骤102中，判断电网的输出功率是否小于等于预定功率阈值。在一些实施例中，预定功率阈值可以根据微电网的配电容量确定。在一些实施例中，可以根据需求调节预定功率阈值。在一些实施例中，在不允许微电网向电网供电的情况下，预定功率阈值不小于0。

若确定电网的输出功率小于等于预定功率阈值，则执行步骤103。

在步骤103中，在预定工作状态的范围内增加微电网中用电器的耗电功率，直至电网的输出功率不小于预定功率阈值。以用电器为空调为例，预定工作状态为设定温度远离环境温度方向的预定第一温度范围，如在制冷状态下，设定温度26℃，则预定工作状态范围为不低于24℃(假设预定第一温度范围为2℃)，在制热状态下，设定温度为26℃，则预定工作状态范围为不高于28℃。

另外，以用电器为水泵为例，预定工作状态为抽水流量大于设定流量的值不大于预定范围的状态。

在一些实施例中，可以以预定力度增加用电器的耗电功率，进而执行步骤101继续进行功率探测，通过逐渐探测和调节达到稳定状态，避免对用电器的过量调节。

通过这样的方法，能够预测将发生逆功率，进而及时采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，同时该调解不会影响用户体验，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

本公开的功率控制方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，获取电网向微电网的输出功率。

在步骤202中，判断电网的输出功率是否小于等于预定功率阈值。若确定电网的输出功率小于等于预定功率阈值，则执行步骤203。

在步骤203中，判断用电器的工作状态是否已达到预定工作状态上限。在确定所有的预定用电器的工作状态已达到预定工作状态上限的情况下，则执行步骤204；否则，执行步骤205。

在步骤204中，降低微电网中光伏器件的输出功率。在一些实施例中，可以采取线性调节的方式，如光伏器件以每秒降最大功率的x(如10％～30％)的速率线性降低输出功率，同时实时监控电网的输出功率，直至电网向微电网的输出功率大于预定功率阈值时停止调节，从而提高调节速度。

在步骤205中，增加微电网中用电器的耗电功率。在一些实施例中，增加耗电功率的操作需要在调节后用电器的工作状态不会超出预定工作状态上限的情况下执行。在一些实施例中，可以以预定力度增加用电器的耗电功率，进而执行步骤201继续进行功率探测。

通过这样的方法，能够在仅通过调节用电器耗电功率无法保证不发生逆功率的情况下，通过调节光伏器件输出功率的方式补充调节，从而进一步降低逆功率发生的可能性，提高逆功率抑制的可靠性。

本公开的功率控制方法的又一些实施例的流程图如图3所示。

在步骤301中，获取电网向微电网的输出功率。

在步骤302中，判断电网的输出功率是否小于等于预定功率阈值。若确定电网的输出功率大于预定功率阈值，则执行步骤303。若确定电网的输出功率小于等于预定功率阈值，则执行步骤305。

在步骤303中，判断是否存在输出功率被限制的光伏器件。在一些实施例中，如上述实施例中步骤204中，部分光伏器件的功率可能会在调节过程中被限制。若确定存在输出功率被限制的光伏器件，则执行步骤304；若不存在输出功率被限制的光伏器件，则返回执行步骤301继续监测微电网的输出功率。

在步骤304中，增加输出功率被限制的光伏器件的输出功率。在一些实施例中，可以以预定力度增加光伏器件的输出功率，进而执行步骤301继续进行功率探测。

在步骤305中，判断是否存在工作状态的预定用电器。预定用电器指的是可以通过调节耗电功率来抑制逆功率发生的用电器。由于部分用电器的耗电功率对用户体验的影响较大，因此不适合用于抑制逆功率发生。在一些实施例中，可以预先指定预定用电器和每个预定用电器对应的预定工作状态范围。

若确定存在处于工作状态的预定用电器，则执行步骤306；若确定不存在处于工作状态的预定用电器，则执行步骤307。

在步骤306中，判断预定用电器的工作状态是否达到预定工作状态上限。若预定用电器的工作状态已达到预定工作状态上限，则执行步骤307；若预定用电器的工作状态未达到预定工作状态上限，则执行步骤308。

在步骤307中，降低微电网中光伏器件的输出功率。在一些实施例中，可以以预定力度降低光伏器件的数据功率，进而返回执行步骤301继续监测微电网的输出功率。

在一些实施例中，可以将多个光伏器件的输出功率排序，优先降低输出功率最大的光伏器件的输出功率，如：先确定输出功率最大的光伏器件，降低输出功率最大的光伏器件的输出功率，直至该光伏器件的输出功率为0或电网的输出功率大于预定功率阈值；若该光伏器件的输出功率为0时依旧无法使电网的输出功率大于预定功率阈值，则可以确定当前输出功率最大的光伏器件，通过对该光伏器件的调节提高电网向微电网的输出功率，循环以上过程，直至电网的输出功率大于预定功率阈值。通过这样的方法，能够减少被调节的光伏器件的数量，有利于在后续调节中各个光伏器件的状态恢复，且降低了电流调配控制的难度。

在步骤308中，增加微电网中用电器的耗电功率。在一些实施例中，可以以预定力度增加用电器的耗电功率，进而返回执行步骤301继续监测微电网的输出功率。

通过这样的方法，能够在预测不存在逆功率风险的情况下，逐步恢复被抑制的光伏器件的工作状态，提高光伏器件的输出效率，在确保电网、微电网和用电器工作稳定的情况下，降低能耗。

在一些实施例中，预定用电器可以为具备光伏器件的用电器，用电器优先采用自身光伏器件产生的电能工作，在光伏器件产生的电能不足以支持自身工作的情况下，消耗来自电网的电能工作。在一些实施例中，具备光伏器件的用电器可以为光伏空调。光伏空调可以利用光伏器件输出的直流电工作。通过调节光伏空调暖通系统的耗能实现电网向微电网的输出功率的调节。

通过这样的方法，能够避免直流、交流转换过程，降低能源损耗，提高传输效率；另外，使得对空调能耗的调节能够尽快作用与电网向微电网的输出功率，提高逆功率抑制的效率。

在一些实施例中，针对具备光伏器件的用电器，在光伏器件调节过程中，可以先确定光伏器件为工作状态且用电器为非工作状态的预定用电器；优先降低光伏器件为工作状态且其位于的用电器为非工作状态的光伏器件的输出功率。在不存在光伏器件为工作状态，且用电器为非工作状态的，具备光伏器件的用电器的情况下，按照光伏器件输出功率从大到小的顺序降低光伏器件的输出功率，直至电网的输出功率不小于预定功率阈值。

通过这样的方法，能够优先降低输出电能不会被用电器直接使用的光伏器件的输出功率，提高输出电能的利用率，提高用电效率；另外，降低光伏器件输出功率的调节对用电器用电的影响，尽可能的提高用电器工作的稳定性。

本公开的功率控制装置的一些实施例的示意图如图4所示。

电网功率获取单元401能够获取电网向微电网的输出功率。在一些实施例中，电网可以为市电网络，是向微电网供电的电能提供网络。在一些实施例中，输出功率可以在电网与微电网并网处探测。

调节单元402能够在确定电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，在预定工作状态的范围内增加微电网中用电器的耗电功率，直至电网的输出功率大于预定功率阈值。在一些实施例中，可以以预定力度增加用电器的耗电功率，进而进行功率探测，通过逐渐探测和调节达到稳定状态，避免对用电器的过量调节。

这样的功率控制装置能够及时预测将发生逆功率，进而采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，同时该调解不会影响用户体验，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

在一些实施例中，调节单元还能够在用电器的工作状态达到预定工作状态上限，且电网的输出功率小于等于预定功率阈值的情况下，降低微电网中光伏器件的输出功率。

这样的装置能够在仅通过调节用电器耗电功率无法保证不发生逆功率的情况下，通过调节光伏器件输出功率的方式补充调节，从而进一步降低逆功率发生的可能性，提高逆功率抑制的可靠性。

在一些实施例中，调节单元还能够在电网的输出功率大于预定功率阈值的情况下，判断是否存在输出功率被限制的光伏器件；增加输出功率被限制的光伏器件的输出功率，直至电网输出功率不大于预定功率阈值，或不存在被限制输出功率的光伏器件。

这样的装置在预测不存在逆功率风险的情况下，逐步恢复被抑制的光伏器件的工作状态，提高光伏器件的输出效率，在确保电网、微电网和用电器工作稳定的情况下，降低能耗。

在一些实施例中，如图4所示，功率控制装置还可以包括参数确定单元403，能够根据微电网的配电容量确定预定功率阈值。在一些实施例中，在不允许微电网向电网供电的情况下，预定功率阈值不小于0。在一些实施例中，为避免调节延迟造成逆功率发生，可以适当增大预定功率阈值，如设定为1000w。在允许微电网向电网以额定功率供电的情况下，预定功率阈值可以为负(如该额定功率的相反数)。

这样的功率控制装置能够根据微电网的实际情况和需求设置预定功率阈值，在能够实现对逆功率的预测的前提下，使预测情况满足微电网的实际需求，提高自适应能力。

在一些实施例中，参数确定单元403能够根据用户需求调整预定工作状态的范围，以用电器为空调为例，预定工作状态为设定温度远离环境温度方向的预定第一温度范围，如在制冷状态下，设定温度26℃，则预定工作状态范围为不低于24℃(假设设置预定第一温度范围为不大于2℃)，在制热状态下，设定温度为26℃，则预定工作状态范围为不高于28℃。以用电器为水泵为例，预定工作状态为抽水流量大于设定流量的值不大于预定范围的状态。

这样的功率控制装置能够允许设置预定工作状态范围，从而使对用电器用电能耗的调节范围满足用户个人的需求，避免对用户使用造成用户影响，提高个性化需求，提高用户体验。

本公开功率控制装置的一个实施例的结构示意图如图5所示。功率控制装置包括存储器501和处理器502。其中：存储器501可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中功率控制方法的对应实施例中的指令。处理器502耦接至存储器501，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器502用于执行存储器中存储的指令，能够提高电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

在一个实施例中，还可以如图6所示，功率控制装置600包括存储器601和处理器602。处理器602通过bus总线603耦合至存储器601。该功率控制装置600还可以通过存储接口604连接至外部存储装置605以便调用外部数据，还可以通过网络接口606连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

在另一个实施例中，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功率控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开的微电网的一些实施例的示意图如图7所示。功率控制装置71可以为上文中提到的任意一种。光伏器件72能够利用电能产生直流电，输出给用电器73使用。用电器73能够依靠光伏器件72输出的电能和外部电网输出的电能工作。

这样的微电网能够预测将发生逆功率，进而及时优先采用调节微电网中用电器耗电功率的方式抑制发生逆功率，使得调节平缓，提高了电网、微电网以及用电器运行的稳定性。

在一些实施例中，用电器为包含光伏器件的用电器，如光伏空调、光伏水泵等，用电器能够利用自身的光伏器件产生的电能工作。以光伏空调为例，电网的一些实施例的示意图如图8所示。利用电能检测装置检测在微电网与市政电网的并网点的功率，由功率控制装置的控制器根据并网点功率、光伏空调发用电功率进行智能控制，在不影响用户使用体验的情况下，通过适当增大光伏空调制冷(热)负荷消耗多余功率，及优先对暖通系统没有开启、且馈网发电功率较大的机组进行限功率输出，达到防止使用光伏空调的微电网出现逆功率的情况，同时也大大提高系统的能源利用率。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。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公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开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，还可将本公开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公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。