[发明专利]一种融合“光、储、充、检”技术的分布式直流供能系统及控制方法

权利要求书

1.一种融合“光、储、充、检”技术的分布式直流供能系统，其特征在于：包括发电设备、储能设备和能量管理系统；发电设备和储能设备之间连接有DC-DC变换器A和DC-DC变换器B；发电设备包括光伏组件和汇流箱，DC-DC变换器A一侧通过汇流箱与光伏组件连接，另一侧连接高压直流母线；储能设备包括可移动式储能电池集装箱和储能电池，可移动式储能电池集装箱一端与高压直流母线连接，另一端与充电桩群连接；储能电池一端与低压直流母线连接，低压直流母线通过DC-DC变换器B与高压直流母线连接；5G基站通信设备与储能电池并联至低压直流母线；能量管理系统通过CAN通讯与DC-DC变换器A、DC-DC变换器B、发电设备和储能设备连接；能量管理系统包括数据采集系统、监控后台和远程控制系统；所述可移动式储能电池集装箱包括储能电池簇单元、状态监控报警单元、散热单元和外部集装箱单元；高压直流母线电压范围为110V~360V；低压直流母线电压范围为 5V~48V；状态监控报警单元与储能电池簇单元配合，实时监测储能电池簇单元中单个电池的电压、电流、SOC和温度数据；状态监控报警单元通过CAN通讯与能量管理系统相连，当有电池出现异常状况时发出报警信息；储能电池包括储能电池A和储能电池B，储能电池A和储能电池B互为备用；储能电池簇单元包括运行状态与停运状态两种状态；当储能电池处于充电模式或放电模式时，储能电池簇处于运行状态，否则，储能电池簇处于停运状态；散热单元采用水冷内循环散热，外部集装箱单元用于整合并保护储能电池簇、状态监控与报警单元以及散热单元，同时便于运送；可移动式储能电池集装箱通常情况下用于为所述充电桩群进行供电，特殊情况下也会用于为所述5G基站通信设备进行供电；

上述分布式直流供能系统由EMS智能控制提供多种具体工作模式，具体工作模式的控制策略如下：

EMS的数据采集系统可以实时采集系统中的各种数据，包括各支路电压、电流，各储能单元的电压、电流、温度、SOC；由公式P=U*I，可以知道各支路功率大小；

工作模式一：当光伏组件发电功率PV大于基站负荷功率Pload，且储能电池B的SOC小于90%时，光伏组件为基站负荷供电，同时为储能电池B供电；

工作模式二：当光伏组件发电功率PV大于基站负荷功率Pload，且储能电池B的SOC大于95%，储能电池A的SOC小于95%时，光伏组件为基站负荷供电，同时为储能电池A供电；

工作模式三：当光伏组件发电功率PV大于基站负荷功率Pload，且储能电池B的SOC大于95%，储能电池A的SOC大于95%，可移动式储能电池集装箱的SOC小于95%时，光伏组件为基站负荷供电，同时为可移动式储能电池集装箱供电；

工作模式四：当光伏组件发电功率PV大于基站负荷功率Pload，且储能电池B的SOC大于95%，储能电池A的SOC大于95%，可移动式储能电池集装箱的SOC大于95%时，EMS远程控制带有MPPT功能的所述DC-DC变换器A，调节其输出功率为基站负荷功率，此时光伏组件只为基站负荷供电；

工作模式五：当光伏组件发电功率PV小于基站负荷功率Pload，且储能电池A的SOC大于10%时，光伏组件与储能电池A共同为基站负荷供电；

工作模式六：当光伏组件发电功率PV小于基站负荷功率Pload，且储能电池A的SOC小于10%，储能电池B的SOC大于10%时，光伏组件与储能电池B共同为基站负荷供电；

工作模式七：当光伏组件发电功率PV小于基站负荷功率Pload，储能电池A的SOC小于10%，储能电池B的SOC小于10%时，光伏组件与可移动式储能电池集装箱共同为基站负荷供电。

2.根据权利要求1所述的一种融合“光、储、充、检”技术的分布式直流供能系统，其特征在于：所述DC-DC变换器A为带有MPPT控制器的单向Buck变换器，DC-DC变换器A与汇流箱连接，将高压直流电转化为稳定电压的高压直流电，同时可控制输出侧的功率大小。

3.根据权利要求2所述的一种融合“光、储、充、检”技术的分布式直流供能系统，其特征在于：所述MPPT控制器导入的算法为改进的变步长扰动观察法，具体方法如下：

a.根据电压、电流情况智能改变步长，快速跟踪到MPPT；

b. 在追踪到MPPT后停止扰动，稳定持续输出最大功率；

c. 通过检测电压、电流的突变检测环境变化，从而重新追踪新环境下的MPPT。