多能互补直流微网的功率能量控制方法与流程

1.本发明涉及电源领域，特别是涉及一种多能互补直流微网的功率能量控制方法。


背景技术：

2.直流微网的拓扑架构中dc/dc双向储能变换器和dc/dc光伏mppt充电器通过直流母线并联在一起。根据直流母线电压的变化量δudc，控制策略可分成不同的控制层，在每个控制层下对应调节各变换器的工作方式，确保网内功率平衡。其中每个dc/dc都通过下垂控制对母线电压进行调控，蓄电池起的作用是平衡直流微网内的功率能量流动，但缺乏对电网需求侧响应。
3.如何进一步在分布式发电系统中既能发挥储能单元对电网的错峰调节能力，又能平衡各种工况下直流微网内的功率能量流动，达到近零碳的排放是目前业内急需解决的问题之一。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多能互补直流微网的功率能量控制方法，用于解决现有技术中储能单元不能兼顾电网错峰调节和平衡直流微网功率能量流动的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多能互补直流微网的功率能量控制方法，所述多能互补直流微网包括交流转直流单元及至少一个新能源发电装置、储能电池、双向直流转直流单元，所述多能互补直流微网功率能量控制方法至少包括：
6.在用电的波谷时段，当新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；当所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元给储能电池充电；
7.在用电的波平时段，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；
8.在用电的波峰时段，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；
9.其中，k1为大于0的实数。
10.可选地，判断所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的方法包括：
11.若新能源当日累计发电量大于k1倍的负载当日累计消耗电量，则判断所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率；反之，判断所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率。
12.可选地，判断所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的方法包括：
13.在用电的波峰时段及波平时段，当新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，计时器自加；
14.若所述计时器的计时结果大于等于预设时间，则判断所述新能源日平均发电功率
大于k1倍的负载日平均消耗功率；反之，判断所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率；
15.其中，k2为大于0的实数。
16.更可选地，在用电的波谷时段：
17.当所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，若所述储能电池的剩余电量大于第一设定电量，则所述双向直流转直流单元给所述负载输出功率，且所述双向直流转直流单元的输出功率为所述储能电池的预设输出功率；
18.当所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，若所述储能电池的剩余电量小于电量上限，则所述双向直流转直流单元给所述储能电池充电。
19.更可选地，在用电的波平时段：
20.当新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元的输出功率为预设值；
21.当所述新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元的输出功率根据所述新能源实时发电功率变化；
22.当所述新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，所述双向直流转直流单元的输出功率根据所述负载实时消耗功率变化；
23.其中，k2为大于0的实数。
24.更可选地，在用电的波平时段：
25.当所述新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述储能电池通过所述双向直流转直流单元给负载输出功率；此时，若所述负载实时消耗功率大于所述储能电池的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为所述储能电池的预设输出功率；若所述负载实时消耗功率小于等于所述储能电池的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为零或者交替输出功率；
26.当所述新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述新能源发电装置通过所述双向直流转直流单元给所述负载输出功率，所述双向直流转直流单元的输出功率为k3倍的新能源实时发电功率；
27.当所述新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，所述双向直流转直流单元给所述负载输出功率，所述双向直流转直流单元的输出功率为k4倍负载实时消耗功率；
28.其中，k3及k4均为大于0的实数。
29.更可选地，当新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，若所述储能电池的剩余电量大于第二设定电量，则所述储能电池通过所述双向直流转直流单元给负载输出功率；若所述储能电池的剩余电量小于等于第二设定电量，则所述双向直流转直流单元的输出功率为零。
30.可选地，在用电的波峰时段：
31.当新能源实时发电功率大于预设发电功率时，若负载实时消耗功率大于所述双向直流转直流单元的额定输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为储能电池的预设输出功率与新能源实时发电功率之和；若所述负载实时消耗功率小于所述双向直流转直流单元的最小输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为最小输出功率或输出功率为零；否则，所述双向直流转直流单元的输出功率为k5倍的负载实时消耗功率；
32.当所述新能源实时发电功率小于等于预设发电功率时，若所述负载实时消耗功率大于所述储能电池的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为所述储能电池的预设输出功率；若所述负载实时消耗功率小于等于所述储能电池的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元的输出功率为零或者交替输出功率；
33.其中，k5为实数。
34.更可选地，当新能源实时发电功率大于预设发电功率，或所述新能源实时发电功率小于等于预设发电功率且所述负载实时消耗功率大于所述储能电池的预设输出功率时，若任意一路储能电池的剩余电量小于第一预设电量，则对应路所述双向直流转直流单元的输出功率为零。
35.更可选地，所述双向直流转直流单元的输出功率为零或者交替输出功率包括：所述双向直流转直流单元设置为n组，若n＝1，则所述双向直流转直流单元的输出功率为零；若n为大于等于2的整数，则n组双向直流转直流单元分时交替给所述负载输出功率，此时，定时对各双向直流转直流单元对应的储能电池的剩余电量进行计算，并选择储能电池的剩余电量较大的m组双向直流转直流单元输出功率，且各双向直流转直流单元的输出功率为所述储能电池的预设输出功率的1/n，m为大于等于1且小于n的整数。
36.更可选地，所述多能互补直流微网中还设置有交流用电设备，当所述新能源日平均发电量小于k1倍的负载日平均消耗功率，且交流电网正常时，由所述交流电网给所述交流用电设备供电；否则由直流母线通过直流转交流单元给所述交流用电设备供电。
37.如上所述，本发明的多能互补直流微网的功率能量控制方法，具有以下有益效果：
38.1、本发明的多能互补直流微网的功率能量控制方法在新能源平均发电量小于负载平均消耗电量的情况下，根据峰谷电价控制dc/dc双向直流转直流单元充放电方向，并结合新能源发电的功率，向负载供电。既能维持直流微网内的功率能量平衡，又能响应电网调峰的需求，进一步降低用电成本。
39.2、本发明的多能互补直流微网的功率能量控制方法在新能源平均发电量大于负载平均消耗电量的情况下，通过控制dc/dc双向直流转直流单元充放电，在波峰时刻新能源dc/dc(即mppt)给储能电池充电和负载供电，而波平时刻新能源发电弱时，储能电池和ac/dc(交流转直流单元)一起给负载放电，使得从电网汲取消耗的总电量大大减小，而更多的利用自然能源，降低碳排放量。
40.3、本发明的多能互补直流微网的功率能量控制方法在新能源平均发电量大于负载平均消耗电量的情况下，通过直流母线为系统内空调供电，使得从电网汲取消耗的总电量大大减小，而更多的利用自然能源，降低碳排放量。
附图说明
41.图1显示为本发明的多能互补直流微网的一种结构示意图。
42.图2显示为本发明的多能互补直流微网的另一种结构示意图。
43.元件标号说明
44.1多能互补直流微网
45.11新能源发电装置
46.12储能电池
47.13双向直流转直流单元
48.14直流转交流单元
49.15第一交流接触器
50.16第二交流接触器
51.17交流用电设备
52.18交流转直流单元
53.19直流用电设备
具体实施方式
54.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
55.请参阅图1～图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实时实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实时实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
56.本发明提供一种多能互补直流微网的功率能量控制方法，基于多能互补直流微网1实现，所述多能互补直流微网1包括交流转直流单元18及至少一个新能源发电装置11、储能电池12、双向直流转直流单元13。
57.如图1所示，作为本发明的一种实现方式，所述多能互补直流微网1包括交流转直流单元18、n个新能源发电装置11、n个储能电池12及n个双向直流转直流单元13，n为大于等于1的整数；所述交流转直流单元18的输入端连接交流电网ac，输出端连接直流母线bus，将所述交流电网ac中的交流电转换为直流电，并提供给所述直流母线；一个新能源发电装置11、一个储能电池12和一个双向直流转直流单元13为一组，当n大于等于2时，n组并联在直流母线bus上。每一组中，所述新能源发电装置11基于新能源产生电能，所述新能源发电装置11包括但不限于太阳能电池和/或风力发电装置；所述新能源发电装置11包括发电装置及控制单元，作为示例，所述控制单元为最大功率点跟踪器(mppt，maximumpowerpointtracking)。所述储能电池12连接所述新能源发电装置11的输出端，用于储存电能；作为示例，所述储能电池12的正极连接所述新能源发电装置11的电池输出端正极，负极连接所述新能源发电装置11的电池输出端负极。所述双向直流转直流单元13的一端连接所述新能源发电装置11输出端，另一端连接所述直流母线bus，用于实现所述储能电池12与所述直流母线bus之间的双向能量转化；作为示例，所述双向直流转直流单元13的电池输入输出端正极连接所述储能电池12的正极，电池输入输出端负极连接所述储能电池12的负极，母线输入
输出端正极连接所述直流母线bus的正极，母线输入输出端负极连接所述直流母线bus的负极。
58.如图2所示，作为本发明的另一种实现方式，所述多能互补直流微网1包括n1个新能源发电装置11、n2个储能电池12及n2个双向直流转直流单元13，n1及n2均为大于等于1的整数；各新能源发电装置11的输出端直接连接至所述直流母线bus，一个储能电池12和一个双向直流转直流单元13为一组，当n2大于等于2时，n2组并联在所述直流母线bus上。其中，所述双向直流转直流单元13的一端连接所述储能电池12，另一端连接所述直流母线bus，用于实现所述储能电池12与所述直流母线bus之间的双向能量转化。
59.需要说明的是，在实际使用中，所述新能源发电装置11、所述储能电池12及所述双向直流转直流单元13的数量可根据具体拓扑结构设定，在此不一一赘述。所述直流母线bus上还连接有负载，所述负载包括直流负载和/或交流负载，在本示例中，所述负载为直流用电设备19，在此不一一赘述。
60.本发明基于不同用电时段的新能源发电功率和负载消耗功率之间的关系对直流微网的功率能量进行控制，同时考虑不同时段电价的差别对充放电的过程进行优化。作为示例，用电波峰时段包括：尖峰时段:20:00-22:00(共2小时)及高峰时段:9:00-15:00(共6小时)，用电波平时段包括:7:00-9:00、15:00-20:00、22:00-23:00(共8小时)，用电波谷时段包括:23:00-次日7:00(共8小时)；不同时段的电价也是不同的，尖峰时段电价＝基础电价
×
180％+政府性基金及附加，高峰时段电价＝基础电价
×
149％+政府性基金及附加，波平时段电价＝基础电价+政府性基金及附加，波谷时段电价＝基础电价
×
48％+政府性基金及附加。
61.本发明的多能互补直流微网功率能量控制方法包括：
62.在用电的波谷时段，当新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元13给负载输出功率；当所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元13给储能电池12充电；
63.在用电的波平时段，所述双向直流转直流单元13给负载输出功率；
64.在用电的波峰时段，所述双向直流转直流单元13给负载输出功率。
65.需要说明的是，k1为大于0的实数，其取值范围可根据需要设定；在本实施例中，k1的取值范围为0.5～2，优选为0.9。
66.具体地，作为一示例，判断所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的方法包括：
67.11)在用电的波峰时段及波平时段，当新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，计时器自加。
68.更具体地，在本实施例中，所述计时器的计时范围为0～h小时，即所述计时器自加的上限是h小时，自减的下限是0小时。h的取值根据k2及步骤112)中的预设时间设定，作为示例，h设定为5小时，即所述计时器每天在用电的波峰时段及波平时段对新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率的时间进行计时，且所述计时器最多累加到5小时，当达到5小时后不再计时。在实际使用中，所述计时器也可不设置计时范围，不以本实施例为限。
69.更具体地，k2为大于0的实数，其取值根据需要设定，在本实施例中，k2的取值范围设定为0.5～1.5，优选为0.9。
70.更具体地，本示例中，为了实现对新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的判断，所述计时器每天在预设时间点进行清零，所述预设时间点介于当日波峰时段和波平时段结束后且次日波平时段开始前，作为示例，所述预设时间点为波谷时段到波平时段的过渡时刻，即早上7:00，计时器清零。
71.12)若所述计时器的计时结果大于等于预设时间，则判断所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率；反之，判断所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率。
72.更具体地，在当天的用电波峰时段和波平时段结束后，对所述计时器的计时结果进行统计；在本实施例中，计时结果的统计时刻设定为当天:23:00-24:00之间。在实际使用中，一天的定义并不严格限于0:00～24:00，具体时间点可略有偏差，能保证一天是24小时即可，因此，计数结果的统计时刻可略晚于24:00或略早于24:00，在此不一一赘述。
73.更具体地，所述预设时间基于实际需要设定，作为示例，所述预设时间设定为3.5小时。
74.需要说明的是，作为本示例的另一种实现方式，步骤111)中在用电的波峰时段，当所述新能源实时发电功率小于等于所述负载实时消耗功率，且大于预设发电功率时，所述计时器自减。所述预设发电功率可根据需要设定，在本实施例中，所述预设发电功率设定为500w；在实际使用中，所述预设发电功率包括但不限于450w、470w、480w、510w及530w。作为示例，以新能源发电装置11为光伏为例，光伏的实时发电功率大于等于500w时判断有光照，能实现光伏发电；以新能源发电装置11为风机为例，当时风机的实时发电功率大于500w时判断风力大于3级，能实现风力发电。
75.具体地，作为另一示例，判断所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的方法包括：
76.若新能源当日累计发电量大于k1倍的负载当日累计消耗电量，则判断所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率；反之，判断所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率。
77.需要说明的是，判断所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系的方法不限于本实施例所列举的方式，任意能实现所述新能源日平均发电功率与k1倍的负载日平均消耗功率的大小关系判断的方法均适用于本发明，包括但不限于分别计算新能源日平均发电功率与负载日平均消耗功率后进行比较，在此不一一赘述。此外，本发明中新能源日平均发电功率大于或小于k1倍的负载日平均消耗功率仅为两个自定义的判定条件，并不是实际工况。
78.以下分别对不同用电时段的功率能量控制方法进行说明。
79.在用电的波谷时段：
80.21)当所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，若所述储能电池12的剩余电量大于第一设定电量，则所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率，且所述双向直流转直流单元13的输出功率为所述储能电池12的预设输出功率。
81.具体地，作为示例，所述第一设定电量设定为所述储能电池12容量的65％；在实际使用中，所述第一设定电量可根据需要设定，不以本实施例为限。若所述储能电池12的剩余电量大于65％，则所述储能电池12放电，并基于所述双向直流转直流单元13给所述负载输
出功率；放电至所述储能电池12的剩余电量为65％时，所述储能电池12停止放电。在此过程中，即使所述储能电池12的剩余电量小于65％，所述双向直流转直流单元13也不再给所述储能电池12充电。
82.22)当所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，若所述储能电池12的剩余电量小于电量上限，则所述双向直流转直流单元13给所述储能电池12充电。
83.具体地，作为示例，所述电量上限设定为所述储能电池12容量的95％～100％，优选为100％；在实际使用中，所述电量上限可根据需要设定，不以本实施例为限。若所述储能电池12的剩余电量未达到100％，则所述交流转直流单元18为所述直流母线bus供电，所述直流母线bus上的电压经由所述双向直流转直流单元13给所述储能电池12充电(即所述储能电池12从交流电网ac获取电能)；充电至所述储能电池12的剩余电量达到100％时停止充电。
84.需要说明的是，所述储能电池12的剩余电量可基于包括但不限于所述储能电池12的soc或所述储能电池12的电压得到，在此不一一赘述。
85.在用电的波平时段：
86.31)当新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元13的输出功率为预设值。
87.具体地，在本实施例中，当新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述储能电池12通过所述双向直流转直流单元13给负载输出功率。此时，所述双向直流转直流单元13的输出功率基于所述储能电池12的预设输出功率与所述负载实时消耗功率的关系确定；若所述负载实时消耗功率大于所述储能电池12的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为所述储能电池12的预设输出功率(此时，所述预设值为所述储能电池12的预设输出功率)；若所述负载实时消耗功率小于等于所述储能电池12的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为零或者交替输出功率。
88.更具体地，作为示例，在此过程中，若所述储能电池12的剩余电量大于第二设定电量，则所述储能电池12通过所述双向直流转直流单元13给负载输出功率；若所述储能电池12的剩余电量小于等于第二设定电量，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为零。所述第二设定电量大于所述第一设定电量，可根据实际需要设定，作为示例，所述第二设定电量设定为所述储能电池12容量的75％。若所述储能电池12的剩余电量大于75％，则所述储能电池12放电，并基于所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率；放电至所述储能电池12的剩余电量为75％时，所述储能电池12停止放电。在此过程中，即使所述储能电池12的剩余电量小于75％，所述双向直流转直流单元13也不再给所述储能电池12充电。
89.更具体地，作为示例，新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率的情况下，当所述负载实时消耗功率小于所述储能电池12的预设输出功率时，若n＝1，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为零(此时，所述预设值为零)。若n为大于等于2的整数，则n组双向直流转直流单元13分时交替给所述负载输出功率，在本实施例中，定时对各双向直流转直流单元13对应
的储能电池12的剩余电量进行计算，并选择储能电池12的剩余电量较大的m组双向直流转直流单元13输出功率，其余双向直流转直流单元13输出功率为零，且各双向直流转直流单元13的输出功率为所述储能电池12的预设输出功率的1/n，m为大于等于1且小于n的整数。在实际使用中，也可依次将各储能电池12放电至第一设定值，以实现所述双向直流转直流单元13交替输出功率；或对储能电池12的剩余电量进行计算，将剩余电量大于第二设定值的储能电池12依次放电至第一设定值，以实现所述双向直流转直流单元13交替输出功率；不以本实施例为限。
90.更具体地，以n等于4为例；作为示例，当所述负载实时消耗功率大于0.5倍的所述储能电池12的预设输出功率时，由2台所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率，各双向直流转直流单元13的输出功率为所述储能电池12的预设输出功率的1/4，2台所述双向直流转直流单元13的总输出功率为所述储能电池12的预设输出功率的1/2(此时，所述预设值为所述储能电池12的预设输出功率的1/2)，且在4台所述双向直流转直流单元13内分时切换输出，此时m等于2；当所述负载实时消耗功率大于0.25倍的所述储能电池12的预设输出功率时，由1台所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率，输出功率为所述储能电池12的预设输出功率的1/4(总输出功率也为所述储能电池12的预设输出功率的1/4，此时，所述预设值为所述储能电池12的预设输出功率的1/4)，且在4台所述双向直流转直流单元13内分时切换输出，此时m等于1。依次类推，优选储能电池12的剩余电量较大的双向直流转直流单元13输出功率，以此保证新能源输出功率最大程度提供给负载。
91.需要说明的是，在实际使用中，所述双向直流转直流单元13输出的固定功率可根据需要设定，不以本实施例为限。
92.32)当所述新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元13的输出功率根据新能源实时发电功率变化。
93.需要说明的是，所述双向直流转直流单元13的输出功率与新能源实时发电功率正相关或负相关，根据实际多能互补直流微网1的拓扑结构确定。在本实施例中，在图1的拓扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述新能源实时发电功率正相关；在图2的拓扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述新能源实时发电功率负相关；在此不一一赘述。
94.具体地，作为示例，在图1的拓扑结构基础上，当所述新能源实时发电功率小于等于k2倍的负载实时消耗功率，且所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述新能源发电装置11通过所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率，所述双向直流转直流单元13的输出功率为k3倍的新能源实时发电功率。
95.更具体地，k3为大于0的实数，其取值范围可根据需要设定；在本实施例中，k3为略大于1的实数，包括但不限于1.2、1.3，优选为1.1。
96.33)当所述新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，所述双向直流转直流单元13的输出功率根据负载实时消耗功率变化。
97.需要说明的是，所述双向直流转直流单元13的输出功率与负载实时消耗功率正相关或负相关，根据实际多能互补直流微网1的拓扑结构确定。在本实施例中，在图1的拓扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述负载实时消耗功率正相关；在图2的拓
扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述负载实时消耗功率负相关；在此不一一赘述。
98.具体地，在本实施例中，当所述新能源实时发电功率大于k2倍的负载实时消耗功率时，所述双向直流转直流单元13给所述负载输出功率，所述双向直流转直流单元13的输出功率为k4倍负载实时消耗功率。
99.更具体地，作为示例，在图1的拓扑结构基础上，k4为大于0的实数，其取值范围可根据需要设定；在本实施例中，k4为略小于1的实数，包括但不限于0.8、0.7，优选为0.9。
100.在用电的波峰时段：
101.41)当新能源实时发电功率大于预设发电功率时，若负载实时消耗功率大于所述双向直流转直流单元13的额定输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为储能电池12的预设输出功率与新能源实时发电功率之和；若所述负载实时消耗功率小于所述双向直流转直流单元13的最小输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为最小输出功率或输出功率为零；否则，所述双向直流转直流单元13的输出功率为k5倍的负载实时消耗功率。
102.需要说明的是，所述双向直流转直流单元13的输出功率与负载实时消耗功率正相关或负相关，根据实际多能互补直流微网1的拓扑结构确定。在本实施例中，在图1的拓扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述负载实时消耗功率正相关，即k5为大于0的实数，作为示例，k5为略小于1的实数，包括但不限于0.8、0.7，优选为0.9；在图2的拓扑结构上，所述双向直流转直流单元13的输出功率与所述负载实时消耗功率负相关；在此不一一赘述。
103.具体地，在负载实时消耗功率大于所述双向直流转直流单元13的额定输出功率时，所述新能源发电装置11的发电功率全部输出，所述储能电池12的输出功率被限制在预设输出功率，以此实现对所述双向直流转直流单元13的最大输出功率的限制。
104.具体地，在所述负载实时消耗功率介于所述双向直流转直流单元13的最小输出功率与所述双向直流转直流单元13的额定输出功率之间时，所述双向直流转直流单元13的输出功率为k5倍的负载实时消耗功率。
105.具体地，在本实施例中，当新能源实时发电功率大于预设发电功率时，若任意一路储能电池12的剩余电量小于第一预设电量，则对应路所述双向直流转直流单元13的输出功率为零。此时，新能源发电装置11产生的功率用于给储能电池12充电，以避免所述储能电池12深度放电，进而提高所述储能电池12的使用寿命。
106.具体地，作为一示例，对于图1的拓扑结构，当新能源实时发电功率大于预设发电功率时，若所述储能电池12的电压达到预设电压，则所述新能源发电装置11中的控制单元给所述储能电池12充电的模式从最大功率跟踪模式或均充模式切换为浮充模式。
107.42)当所述新能源实时发电功率小于等于预设发电功率时，若所述负载实时消耗功率大于所述储能电池12的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为所述储能电池12的预设输出功率；若所述负载实时消耗功率小于等于所述储能电池12的预设输出功率，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为零或者交替输出功率。
108.具体地，当所述新能源实时发电功率小于等于预设发电功率且所述负载实时消耗功率大于所述储能电池12的预设输出功率时，若任意一路储能电池12的剩余电量小于第一
预设电量，则对应路所述双向直流转直流单元13的输出功率为零，以避免所述储能电池12深度放电，进而提高所述储能电池12的使用寿命。
109.具体地，作为示例，在所述新能源实时发电功率小于等于预设发电功率的情况下，当所述负载实时消耗功率小于所述储能电池12的预设输出功率时，若n＝1，则所述双向直流转直流单元13的输出功率为零。若n为大于等于2的整数，则n组双向直流转直流单元13分时交替给所述负载输出功率。定时交替工作的原理与用电波平时段相同，在此不一一赘述。
110.如图1及图2所示，本发明的多能互补直流微网1还包括直流转交流单元14、第一交流接触器15、第二交流接触器16及交流用电设备17。所述直流转交流单元14的输入端连接所述直流母线bus，用于将母线电压转换成交流电压；所述第一交流接触器15连接于所述直流转交流单元14的输出端与所述交流用电设备17的电源输入端之间；所述第二交流接触器16连接于交流电网ac与所述交流用电设备17的电源输入端之间。当所述新能源日平均发电量小于k1倍的负载日平均消耗功率，且交流电网ac正常时，由所述交流电网ac给所述交流用电设备17供电；否则由直流母线bus通过直流转交流单元14给所述交流用电设备17供电。所述交流用电设备包括但不限于空调，进一步地，所述空调用于控制基站电源机柜内的温度。
111.具体地，当交流电网ac正常时，若所述新能源日平均发电量大于k1倍的负载日平均消耗功率，则控制所述第一交流接触器15合上，所述第二交流接触器16断开，此时，直流母线bus通过直流转交流单元14转换成交流电压，并给所述交流用电设备17供电。其中，直流母线bus通过所述交流转直流单元18、新能源发电装置11、储能电池12以及双向直流转直流单元13供电。若所述新能源日平均发电量小于k1倍的负载日平均消耗功率，则控制所述第一交流接触器15断开，所述第二交流接触器16合上，此时，交流电网ac为所述交流用电设备17供电。
112.具体地，当交流电网ac不正常时，控制所述第一交流接触器15合上，所述第二交流接触器16断开，此时，直流母线bus通过直流转交流单元14转换成交流电压，并给所述交流用电设备17供电。其中，直流母线bus通过新能源发电装置11、储能电池12以及双向直流转直流单元13供电。
113.综上所述，本发明提供一种多能互补直流微网的功率能量控制方法，包括：在用电的波谷时段，当新能源日平均发电功率大于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；当所述新能源日平均发电功率小于k1倍的负载日平均消耗功率时，所述双向直流转直流单元给储能电池充电；在用电的波平时段，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；在用电的波峰时段，所述双向直流转直流单元给负载输出功率；其中，k1为大于0的实数。本发明的多能互补直流微网的功率能量控制方法既能维持直流微网内的功率能量平衡，又能响应电网调峰的需求，进一步降低用电成本；同时最大化利用新能源，使得从电网汲取消耗的总电量大大减小，降低碳排放量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
114.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。