一种微电网能量管理的控制系统及控制方法与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。下面参照图4来描述根据本发明的这种实施例的电子设备500。图4显示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图4所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530、显示单元540。其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图1中所示的步骤s110至步骤s160。存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)5201和/或高速缓存存储单元5202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)5203。存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5205的程序/实用工具5204，这样的程序模块5205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备500也可以与一个或多个外部设备570(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器560通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。参考图5所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

背景技术：

1、为了解决能源与环境问题，世界各国都一直致力于推进新能源领域的发展，新能源电力的应用越来越广泛，逐渐形成新兴能源和电力市场。但新能源能量密度偏低，进行大功率电力发电需要适合的场地，电力不稳定，属间歇式电力源，所以新能源发电常出现电压和频率不稳定的情况，易对大电网造成严重冲击。而微网技术的提出，为高效利用新能源电力提供了重要的技术方向。微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要手段。

2、现有技术中，cn202210823412.x-一种微电网能源管理控制方法：本发明公开了一种微电网能源管理控制方法,属于多微电网能源管理技术领域,本发明通过多个微电网系统的数据采集计算模块获取每个微电网在未来预设时间内的负荷、输出及储能功率,并基于区块链云服务平台判断是否存在一个或二个供给微电网的供给功率大于需求微电网的需求功率,同时根据输送距离和电价因素,以需求微电网为利益基准进行排序,进而实现了对多个供给微电网的能源调度管理和控制问题,其相交于现有微电网系统而言,本发明以不同区域微电网的电价差以及电力传输距离所带来的调度影响为考虑因素,根据其对供给微电网或组合供给微电网进行筛选排序,进而有利于低成本、高效率的实现多个微电网之间能源管理控制。

3、cn202110085993.7-一种独立微电网储能变流器单机能量自治控制方法：本发明提出了一种独立微电网储能变流器单机能量自治控制方法和系统,包括：独立微电网能量管理系统失效情况下,当能量自治使能命令生效时,记录蓄电池的初始荷电状态区间和初始有功功率指令值；根据当前荷电状态区间、上一个荷电状态区间、初始荷电状态区间和初始有功功率指令值,调整独立微电网储能变流器的有功功率指令值。该方法和系统根据当前荷电状态区间、上一个荷电状态区间和初始荷电状态区间,调整独立微电网储能变流器的输出功率,能够在ems失效采集不到所有储能变流器及配套蓄电池信息情况下,对单台储能变流器及配套蓄电池进行控制从而避免单台变流器蓄电池满充或者放空现象。

4、然而，以上方法均不能通过状态机实现能量管理逻辑分层，有效实现了电池储能管理控制。

5、因此，需要一种或多种方法解决上述问题。

6、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种微电网能量管理的控制系统及控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

2、根据本公开的一个方面，提供一种微电网能量管理的控制系统，所述系统包括电源模块、can通信模块、rs485通信模块、显示模块、dido模块、以及存储模块，其中：

3、电源模块为12-60v的电源输入；

4、can通信模块连接外部储能电池和对外通信，用于上传运行数据及接受控制指令；

5、rs485通信模块连接储能逆变器和光伏控制器，用于发送控制指令及接收状态数据；

6、显示模块为预设尺寸的oled屏，用于显示能量管理系统的状态数据以及人机交互；

7、dido模块连接按键板；

8、存储模块对数据进行历史记录。

9、在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：

10、微电网能量管理的控制系统ems与光伏控制器、储能变流器pcs构成微网管理单元；

11、每个所述微网管理单元与2台电池单元连接。

12、在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：

13、通过微电网能量管理的控制系统ems调控储能变流器pcs和光伏控制器模块对电池进行合理的充放电管理，实现机动式移动电源功能。

14、在本公开的一个方面，提供一种微电网能量管理的控制方法，包括：

15、ems上电后进入上电默认状态，对关键数据进行数据默认值赋值，对状态位数据进行默认值赋值，然后进行跳转状态机至初始化状态；

16、在初始化状态对标志位、按键模块、pcs、bms以及光伏控制器进行状态或模式初始化，根据条件判断跳转至下电状态或待机检测状态；

17、若正常则跳转至待机检测状态，在待机检测状态下判断电池是否需要维护充电，检测开关按键状态是否进入下电状态；

18、若正常则跳转至启动运行状态，在启动运行状态下根据不同条件去启动光伏控制器和pcs，同时也判断是否进入故障待机状态和下电状态；

19、启动运行状态下各模块启动正常后，跳转至持续运行状态；

20、下电状态，在任何状态中，只要检测到上电按键弹起，则立即进入下电状态，在该状态中先关闭pcs和光伏控制器，最后关闭电池完成下电。

21、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的持续运行状态还包括，根据电网状态和按键状态进入并网待机、并网供电、离网待机和离网供电四个子状态：

22、若电网有电且供电按键按下则进入并网供电状态；

23、若电网有电且供电按键弹起则进入并网待机状态；

24、若是没有电网且供电按键按下则进入离网供电状态；

25、若没有电网且供电按键弹起则进入离网待机状态。

26、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：

27、系统在正常运行时在启动运行状态和持续运行状态之间循环，由供电按键和下电按键状态判断进入其他状态，在启动运行状态和持续运行状态之间循环状态中，对电池进行充放电，充电功率根据电池允许充电功率动态调控，pcs和光伏控制器为电池充电提供功率并进行动态平衡；

28、当并网待机时，用pcs和光伏控制器对电池进行充电，不对外供电；

29、并网供电时，用pcs和光伏控制器对电池充电同时对外进行供电，根据负载功率大小，动态调控对电池的充电功率的上限，当没有多余功率对电池充电时，负载功率越大，充电功率越小；

30、离网待机时，用光伏控制器对电池进行充电，限制充电功率为电池允许充电功率；

31、离网供电时，电池和光伏控制器提供功率通过pcs逆变后对负载进行供电。

32、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：

33、电池维护状态，在系统刚上电时根据电池上报信息判断是否需要维护充电，若电池需要维护且有电网的情况下跳转至维护充电状态；

34、维护充电时，通过pcs对电池进行维护充电，若按下供电或电网断开则中断维护充电状态进入正常待机启动状态。

35、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：

36、故障待机状态，在任意状态中，只要检测到任意设备发生不可逆故障，则立即进入故障待机状态，在该状态中关闭pcs以及光伏控制器，上报故障并显示，可手动进行故障恢复或重启。

37、在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：

38、处理器；以及

39、存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

40、在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

41、本公开的示例性实施例中的一种微电网能量管理的控制系统及控制方法。其中，该系统包括电源模块、can通信模块、rs485通信模块、显示模块、dido模块、以及存储模块，其中：电源模块为12-60v的电源输入；can通信模块连接外部储能电池和对外通信，用于上传运行数据及接受控制指令；rs485通信模块连接储能逆变器和光伏控制器，用于发送控制指令及接收状态数据；显示模块为预设尺寸的oled屏，用于显示能量管理系统的状态数据以及人机交互；dido模块连接按键板；存储模块对数据进行历史记录。本公开通过状态机实现能量管理逻辑分层，有效实现了电池储能管理控制，且在硬件通信资源上合理分配，硬件平台适应性较好。

42、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。