[发明专利]通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法

权利要求书

1.一种通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统，其特征在于：它包括风力发电机(1)、光伏发电阵列(2)、蓄电池组(3)、柴油发电机组(4)、通信基站负荷(5)、微网监控系统(6)、数字信号处理器(13)、交流负载(11)和可控负载(15)，其中，风力发电机(1)的电能输出端连接第一AC/DC变流器(7)的交流电源输入端，第一AC/DC变流器(7)的直流电源输出端连接第一DC/DC转换器(8)的输入端，光伏发电阵列(2)的电能输出端连接第二DC/DC转换器(10)的输入端，柴油发电机组(4)的电能输出端连接第二AC/DC变流器(12)的交流电源输入端；

所述第一DC/DC转换器(8)的输出端、第二DC/DC转换器(10)的输出端、蓄电池组(3)的电能输出端、第二AC/DC变流器(12)的直流电源输出端、通信基站负荷(5)的电能输入端和微网监控系统(6)的直流母线电压检测端均接入直流母线(9)；

微网监控系统(6)的风力发电机输出功率测量端连接风力发电机(1)的输出功率测量端，微网监控系统(6)的光伏发电阵列输出功率测量端连接光伏发电阵列(2)的输出功率测量端，微网监控系统(6)的通信基站负载功率测量端连接通信基站负荷(5)的功率测量端，微网监控系统(6)的交流负载功率测量端连接交流负载(11)的功率测量端；

交流负载(11)的交流电源输入端连接DC/AC变流器(14)的交流电源输出端，DC/AC变流器(14)的直流电源输入端接入直流母线(9)；所述可控负载(15)的电源输入端接入直流母线(9)；

微网监控系统(6)的测量结果输出端连接数字信号处理器(13)的信号输入端，数字信号处理器(13)的第一控制信号输出端连接柴油发电机组(4)的工作状态控制端，数字信号处理器(13)的第二控制信号输出端连接可控负载(15)的控制端。

2.一种权利要求1所述系统的电源协调控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：利用微网监控系统(6)对直流母线(9)的电压进行检测，设蓄电池组(3)的充电电压上限值为Umax，蓄电池组(3)的放电电压下限值为Umin，如果母线输电网(9)的电压大于蓄电池组(3)的放电电压下限值Umin，则转到步骤2，否则转到步骤3；

步骤2：通过微网监控系统(6)监测风力发电机(1)的输出功率、光伏发电阵列(2)的输出功率、通信基站负荷(5)的负载功率以及交流负载(11)的负载功率，得到净负荷P_{net_L}，P_{net_L}＝P_L-P_w-P_V，其中，P_L为通信基站负荷(5)的负载功率与交流负载(11)的负载功率之和，P_w为风力发电机(1)的输出功率，P_v为光伏发电阵列(2)的输出功率；

当P_{net_L}<0时，说明风力发电机(1)和光伏发电阵列(2)的发电量满足通信基站负荷(5)和交流负载(11)的负荷需求，然后通过微网监控系统(6)检测直流母线(9)的电压Us，并判断直流母线(9)的电压Us是否达到蓄电池组(3)的过充电压Umax，如果Us<Umax，则不接上可控负载(15)，将剩余的电能储存到蓄电池组(3)中，若Us>Umax，则说明蓄电池组(3)充电以满，此时在直流母线(9)中接入可控负载(15)消耗多余的能量，维持直流母线(9)输入输出功率的平衡；

当P_{net_L}>0时，此时，风力发电机(1)和光伏发电阵列(2)的发电量不满足通信基站负荷(5)和交流负载(11)的负荷需求，蓄电池组(3)、风力发电机(1)和光伏发电阵列(2)共同为通信基站负荷(5)和交流负载(11)供电，同时通过微网监控系统(6)检测直流母线(9)的电压Us是否达到蓄电池组(3)的过放电压Umin，如果Umin<Us<Umax，蓄电池组(3)继续为通信基站负荷(5)和交流负载(11)供电，然后返回步骤1接着判断蓄电池组(3)状态是否达到充电状态，当直流母线(9)的电压小于蓄电池组(3)的放电电压下限值Umin时，蓄电池组(3)停止放电，下一时刻转入步骤3：

步骤3：启动柴油发电机组(4)，P_de＝P_{net_L}+P_bess,P_de为柴油发电机组(4)输出功率，P_{net_L}为净负荷，P_bess为蓄电池组(3)的输出功率，此时柴油发电机组(4)为通信基站负荷(5)和交流负载(11)供电，柴油发电机组(4)为蓄电池组(3)充电，然后检测直流母线(9)电压判断蓄电池组(3)状态是否充满，即直流母线(9)的电压Us是否达到蓄电池组(3)充电电压上限值Umax，若满足上述条件，则停止柴油发电机组(4)，下一时刻转入步骤2，否则柴油发电机组(4)继续为蓄电池组(3)充电。