[发明专利]一种光储充换电站及其云储能系统优化控制方法

权利要求书

1.一种光储充换电站，其特征在于，包括：光伏阵列及其变换器、储能装置及其变换器、换电电池组及其变换器、能量管理系统、充电桩以及可控开关；其中：

所述换电电池组余量和所述储能装置余量均为闲置电池资源；

所述光伏阵列、所述储能装置及所述换电电池组分别通过各自的变换器与母线相连；

所述充电桩与所述母线相连，用于提供电动汽车充换电量；

所述可控开关的输入输出端口分别与电网及所述母线相连；

所述能量管理系统分别与所述可控开关的控制端及各个变换器相连；

所述能量管理系统用于：根据所述光储充换电站的历史采集数据，通过响应曲面法进行多参数工况优化设计，再利用Design Expert软件进行优化，拟合所述换电电池组余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型，结合所述光储充换电站的实时采集数据，得到提供云储能服务的实时电池容量；以在接收到云储能用户的容量需求时，能够根据所述实时电池容量做出优化决策，进行快速响应。

2.根据权利要求1所述的光储充换电站，其特征在于，所述能量管理系统还用于：根据所述光储充换电站的历史采集数据，通过响应曲面法进行多参数工况优化设计，再利用Design Expert软件进行优化，拟合所述储能装置余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型。

3.根据权利要求2所述的光储充换电站，其特征在于，所述能量管理系统拟合得到所述换电电池组余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型及所述储能装置余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型的过程为：

根据所述光储充换电站的历史采集数据，以所述光伏发电量及所述电动汽车充换电量为两个自变量，以所述换电电池组余量及所述储能装置余量为两个目标函数，利用响应曲面法进行多参数工况优化设计；

利用Design Expert软件进行数据分析，确定所述换电电池组余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型及对应的响应曲面图，和，所述储能装置余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型及对应的响应曲面图。

4.根据权利要求1-3任一所述的光储充换电站，其特征在于，所述母线包括：直流母线和交流母线；

所述光伏阵列的变换器包括：与所述交流母线相连的光伏逆变器，以及，与所述直流母线相连的DC/DC变换器；

所述储能装置的变换器包括：与所述交流母线相连的储能变流器，以及，与所述直流母线相连的DC/DC变换器；

所述换电电池组的变换器包括：与所述交流母线相连的AC/DC变换器，以及，与所述直流母线相连的DC/DC变换器；

所述充电桩包括：与所述交流母线相连的交流充电桩，以及，与所述直流母线相连的直流充电桩。

5.根据权利要求4所述的光储充换电站，其特征在于，所述能量管理系统包括：微网控制器、工程师站及实时服务器；其中：

所述微网控制器用于完成离网检测、自动并网功能，实现系统内不同工况的稳定运行，以及对各个变换器及所述充电桩的监测和协调控制；

所述工程师站及实时服务器用于实现对于所述光储充换电站内数据的收集、分析、统计、存储，以及报表制作、动能监视和运维管理。

6.根据权利要求5所述的光储充换电站，其特征在于，所述能量管理系统还包括：分别与所述交流母线、所述直流母线以及所述能量管理系统相连的双向变流器；所述双向变流器用于：

在并网运行时，采用P/Q控制，将直流侧的光伏发电功率、储能电池输出功率、换电电池组输出功率通过所述交流母线和所述可控开关并入电网；

在离网运行时，采用V/f控制，支撑所述交流母线和所述直流母线的电压和频率的稳定，实现交流侧和直流侧之间功率的平衡；

根据所述可控开关的状态，在P/Q控制和V/f控制之间切换运行，实现并网、离网模式的平稳切换。