一种基于移动储能装置的电力系统及其控制方法与流程

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1.本发明涉及电力保障技术领域，具体涉及一种基于移动储能装置的电力系统及其控制方法。

背景技术：

2.随着用电需求的迅猛增长，用电负荷多样性趋势更加明显，对发电、输电、配电各个环节提出了较高要求，重要负荷的连续供电成为必须。目前应急电源主要有传统的柴油发电机和移动储能装置，两者均有各自的优缺点，但移动储能装置较柴油发电机在低碳环保方面有着更大的优势。
3.目前的ups移动储能装置在电力保障中一般是通过与市电串联来进行不间断供电的，但此种方法存在以下缺点：第一，移动储能装置在极端工况条件下会退出运行，导致市电无法为负荷供电；第二，当移动储能装置退出运行后，与负荷连接的母线对应的其他移动储能装置向两段母线的负荷同时供电，移动储能装置的承载容量要同时考虑两段母线负荷容量，若增大移动储能装置的容量，需要增加投资成本。

技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种基于移动储能装置的电力系统及其控制方法。
5.根据本技术实施例的第一方面，提供一种基于移动储能装置的电力系统，所述系统包括：至少一个供电单元；所述供电单元包括：主供电模块、移动储能装置、发电机和母线；
6.所述主供电模块、所述移动储能装置和所述发电机依次连接；所述主供电模块和所述移动储能装置间的连接点连接于所述母线上，所述母线与负荷连接；
7.所述主供电模块，用于为负荷供电；
8.所述移动储能装置，用于当主供电模块无法为负荷供电时，为负荷供电；
9.所述发电机，用于当主供电模块和所述移动储能装置均无法为负荷供电时，为负荷供电。
10.优选的，所述移动储能装置，具体用于：
11.当主供电模块无法为负荷供电时，为负荷供电，直至其soc达到soc预设值时，停止为负荷供电。
12.优选的，所述发电机，具体用于：
13.当主供电模块无法为负荷供电，且所述移动储能装置的soc达到soc预设值时，为负荷供电。
14.优选的，所述供电单元，还包括：依次连接的第二市电、断路器和第三开关；所述第三开关和所述移动储能装置连接；
15.所述第二市电，用于为所述移动储能装置充电。
16.优选的，所述主供电模块，包括：依次连接的第一市电、变压器和第一开关；所述第一开关与所述移动储能装置连接；
17.所述第一市电，用于为负荷供电。
18.优选的，所述供电单元，还包括：第二开关；
19.所述第二开关设置于所述主供电模块和所述移动储能装置间的连接点与所述移动储能装置之间。
20.优选的，所述供电单元，还包括：第四开关；
21.所述第四开关的一端与所述母线连接，所述第四开关的另一端与其他供电单元中的母线连接。
22.根据本技术实施例的第二方面，提供一种基于移动储能装置的电力系统的控制方法，应用于上述的基于移动储能装置的电力系统，所述方法包括：
23.利用主供电模块为负荷供电；
24.当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电。
25.优选的，所述利用主供电模块为负荷供电，包括：
26.闭合第一开关和第三开关，断开第二开关和第四开关，利用所述主供电模块中的第一市电为负荷供电，并令所述移动储能装置采用v/f控制方式以进入热备用状态，令所述发电机进入冷备用状态。
27.优选的，所述当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电，包括：
28.当主供电模块无法为负荷供电时，断开第一开关、第三开关和第四开关，闭合第二开关，利用所述移动储能装置为负荷供电，直至所述移动储能装置的 soc达到soc预设值时，令所述移动储能装置停止为负荷供电，利用所述发电机为负荷供电。
29.优选的，所述方法还包括：
30.当所述主供电模块、所述移动储能装置和所述发电机均无法为负荷供电，且与第四开关连接的其他供电单元中的母线对应的其他供电单元中的主供电模块正常运行时，断开第一开关、第二开关和第三开关，闭合第四开关，利用其他供电单元中的主供电模块、移动储能装置或发电机为负荷供电。
31.本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
32.本发明的基于移动储能装置的电力系统包括至少一个供电单元，供电单元包括：主供电模块、移动储能装置、发电机和母线，主供电模块、移动储能装置和发电机依次连接，主供电模块和移动储能装置间的连接点连接于母线上，母线与负荷连接，通过主供电模块与串联后的发电机和移动储能装置进行并联，避免了当移动储能装置发生故障时，主供电模块无法为负荷供电的情况发生；通过主供电模块为负荷供电，通过移动储能装置当主供电模块无法为负荷供电时为负荷供电，通过发电机当主供电模块和移动储能装置均无法为负荷供电时为负荷供电，不仅实现了利用移动储能装置延缓发电机启动，减少发电机造成的环境污染，而且可以避免因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电；同时，由于发电机的利用，移动储能装置只需要根据各自负荷容量配置，减少投资成本。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是根据一示例性实施例示出的一种基于移动储能装置的电力系统的主要结构框图；
35.图2是根据一示例性实施例示出的一种基于移动储能装置的电力系统的主要结构框图；
36.图3是根据一示例性实施例示出的一种基于移动储能装置的电力系统的控制方法的流程图；
37.图中，1-供电单元，2-负荷，11-主供电模块，12-移动储能装置，13-发电机，14-母线，15-第二市电，16-断路器，17-第三开关，18-第二开关，19-第四开关，111-第一市电，112-变压器，113-第一开关，24-其他供电单元中的母线。
具体实施方式
38.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.如背景技术中所公开的，随着我国社会经济的不断发展，用电需求的迅猛增长，用电负荷多样性趋势更加明显，对发电、输电、配电各个环节提出了较高要求，重要负荷的连续供电成为必须。目前应急电源主要有传统的柴油发电机和移动储能装置，两者均有各自的优缺点，但在双碳目标的背景下，移动储能装置较柴油发电机在低碳环保方面有着更大的优势。
41.目前的ups移动储能装置在电力保障中一般是通过与市电串联来进行不间断供电的，但此种方法存在以下缺点：第一，移动储能装置在极端工况条件下会退出运行，导致市电无法为负荷供电；第二，当移动储能装置退出运行后，与负荷连接的母线对应的其他移动储能装置向两段母线的负荷同时供电，移动储能装置的承载容量要同时考虑两段母线负荷容量，若增大移动储能装置的容量，需要增加投资成本。
42.为了改善上述问题，避免因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电，以及移动储能装置只需要根据各自负荷容量配置，减少投资成本。
43.下面对上述方案进行详细阐述。
44.实施例一
45.图1是根据一示例性实施例示出的一种基于移动储能装置12的电力系统的主要结构框图，如图1所示，该系统包括：至少一个供电单元1；供电单元1包括：主供电模块11、移动储能装置12、发电机13和母线14；
46.主供电模块11、移动储能装置12和发电机13依次连接；主供电模块11和移动储能
装置12间的连接点连接于母线14上，母线14与负荷2连接；
47.主供电模块11，用于为负荷2供电；
48.移动储能装置12，用于当主供电模块11无法为负荷2供电时，为负荷2供电；
49.发电机13，用于当主供电模块11和移动储能装置12均无法为负荷2供电时，为负荷2供电。
50.可以理解的是，如图1所示，主供电模块11与串联后的发电机13和移动储能装置12进行并联，由此可以避免当移动储能装置12发生故障时，主供电模块11无法为负荷2供电的情况发生。
51.本发明实施例提供的一种基于移动储能装置12的电力系统，通过主供电模块11为负荷2供电，通过移动储能装置12当主供电模块11无法为负荷2供电时为负荷2供电，通过发电机13当主供电模块11和移动储能装置12均无法为负荷2供电时为负荷2供电，不仅实现了利用移动储能装置12延缓发电机13 启动，减少发电机13造成的环境污染，而且可以避免因移动储能装置12的故障造成主回路的负荷失电；同时，由于发电机13的利用，移动储能装置12只需要根据各自负荷容量配置，减少投资成本。
52.进一步的，移动储能装置12，具体用于：
53.当主供电模块11无法为负荷2供电时，为负荷2供电，直至其soc达到soc 预设值时，停止为负荷2供电。
54.进一步的，发电机13，具体用于：
55.当主供电模块11无法为负荷2供电，且移动储能装置12的soc达到soc 预设值时，为负荷2供电。
56.需要说明的是，本发明实施例对“soc预设值”不做限定，本领域技术人员可以根据实验数据或专家经验等进行设定，一些实施例中，soc预设值可以但不限于为soc的40％。
57.可以理解的是，通过利用移动储能装置12，不仅可以延缓发电机13启动，减少发电机13造成的环境污染，而且当移动储能装置12的故障时，也不影响主供电模块11为负荷供电，为负荷的正常运行提供了电力保障。
58.进一步的，供电单元1，还包括：依次连接的第二市电15、断路器16和第三开关17；第三开关17和移动储能装置12连接；
59.第二市电15，用于为移动储能装置12充电。
60.需要说明的是，断路器16除了用于保证系统的安全运行，另外，由于断路器16的容量要远远小于负荷容量，所以第二市电15作为辅助电源，只能用来为移动储能装置12充电，无法为负荷充电。
61.进一步的，主供电模块11，包括：依次连接的第一市电111、变压器112 和第一开关113；第一开关113与移动储能装置12连接；
62.第一市电111，用于为负荷2供电。
63.进一步的，供电单元1，还包括：第二开关18；
64.第二开关18设置于主供电模块11和移动储能装置12间的连接点与移动储能装置12之间。
65.进一步的，供电单元1，还包括：第四开关19；
66.第四开关19的一端与母线14连接，第四开关19的另一端与其他供电单元中的母线
24连接。
67.可以理解的是，当系统存在多个供电单元1时，需要通过第四开关19将相邻两个供电单元1间的母线14进行连通。这样，当主供电模块11、移动储能装置12和发电机13均无法为负荷供电时，通过闭合第四开关19，利用其他供电单元的主供电模块11、移动储能装置12或发电机13为本供电单元1对应的负荷2供电，以保证负荷的正常运行。
68.例如，如图2所示的包括两个供电单元1的一种基于移动储能装置12的电力系统，当其中一个供电单元1中主供电模块11正常运行时，利用该供电单元 1中的主供电模块11为负荷2供电；当该供电单元1中的主供电模块11无法为负荷2供电时，利用该供电单元1中的移动储能装置12或发电机13为负荷2 供电；当该供电单元1中的主供电模块11、移动储能装置12和发电机13均无法为负荷2供电时，利用另一个供电单元1中的主供电模块11、移动储能装置 12或发电机13为负荷2供电。
69.本发明实施例提供的一种基于移动储能装置12的电力系统，包括至少一个供电单元1，供电单元1包括：主供电模块11、移动储能装置12、发电机13和母线14，主供电模块11、移动储能装置12和发电机13依次连接，主供电模块 11和移动储能装置12间的连接点连接于母线14上，母线14与负荷2连接，通过主供电模块11与串联后的发电机13和移动储能装置12进行并联，避免了当移动储能装置12发生故障时，主供电模块11无法为负荷供电的情况发生；通过主供电模块11为负荷2供电，通过移动储能装置12当主供电模块11无法为负荷2供电时为负荷2供电，通过发电机13当主供电模块11和移动储能装置 12均无法为负荷2供电时为负荷2供电，不仅实现了利用移动储能装置12延缓发电机13启动，减少发电机13造成的环境污染，而且可以避免因移动储能装置12的故障造成主回路的负荷失电；同时，由于发电机13的利用，移动储能装置12只需要根据各自负荷容量配置，减少投资成本。
70.实施例二
71.本发明实施例还提供一种基于移动储能装置的电力系统的控制方法，应用于上述实施例提供的基于移动储能装置的电力系统，如图3所示，该方法可以但不限于用于终端中，包括以下步骤：
72.步骤101：利用主供电模块为负荷供电；
73.步骤102：当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电。
74.进一步的，步骤101，包括：
75.闭合第一开关和第三开关，断开第二开关和第四开关，利用主供电模块中的第一市电为负荷供电，并令移动储能装置采用v/f控制方式以进入热备用状态，令发电机进入冷备用状态。
76.可以理解的是，热备用状态是指该设备已具备运行条件，经一次合闸操作即可转为运行状态的状态。冷备用状态是指该设备本身无异常，但所有隔离开关和断路器都在断开位置等待命令合闸。
77.进一步的，步骤102，包括：
78.当主供电模块无法为负荷供电时，断开第一开关、第三开关和第四开关，闭合第二开关，利用移动储能装置为负荷供电，直至移动储能装置的soc达到soc预设值时，令移动储能装置停止为负荷供电，利用发电机为负荷供电。
79.进一步的，该方法还包括：
80.当主供电模块、移动储能装置和发电机均无法为负荷供电，且与第四开关连接的其他供电单元中的母线对应的其他供电单元中的主供电模块正常运行时，断开第一开关、第二开关和第三开关，闭合第四开关，利用其他供电单元中的主供电模块、移动储能装置或发电机为负荷供电。
81.可以理解的是，主供电模块、移动储能装置和发电机均无法为负荷供电的情况很少发生，但为了避免此情况发生造成负荷失电，通过第四开关将母线和其他供电单元的母线连接，以保证负荷正常运行。
82.本发明实施例提供的一种基于移动储能装置的电力系统的控制方法，通过利用主供电模块为负荷供电，以及当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电，不仅实现了利用移动储能装置延缓发电机启动，减少发电机造成的环境污染，而且可以避免因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电；同时，由于发电机的利用，移动储能装置只需要根据各自负荷容量配置，减少投资成本。
83.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
84.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
85.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/ 或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
86.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
87.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
88.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于移动储能装置的电力系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个供电单元；所述供电单元包括：主供电模块、移动储能装置、发电机和母线；所述主供电模块、所述移动储能装置和所述发电机依次连接；所述主供电模块和所述移动储能装置间的连接点连接于所述母线上，所述母线与负荷连接；所述主供电模块，用于为负荷供电；所述移动储能装置，用于当主供电模块无法为负荷供电时，为负荷供电；所述发电机，用于当主供电模块和所述移动储能装置均无法为负荷供电时，为负荷供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动储能装置，具体用于：当主供电模块无法为负荷供电时，为负荷供电，直至其soc达到soc预设值时，停止为负荷供电。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电机，具体用于：当主供电模块无法为负荷供电，且所述移动储能装置的soc达到soc预设值时，为负荷供电。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电单元，还包括：依次连接的第二市电、断路器和第三开关；所述第三开关和所述移动储能装置连接；所述第二市电，用于为所述移动储能装置充电。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主供电模块，包括：依次连接的第一市电、变压器和第一开关；所述第一开关与所述移动储能装置连接；所述第一市电，用于为负荷供电。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电单元，还包括：第二开关；所述第二开关设置于所述主供电模块和所述移动储能装置间的连接点与所述移动储能装置之间。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电单元，还包括：第四开关；所述第四开关的一端与所述母线连接，所述第四开关的另一端与其他供电单元中的母线连接。8.一种基于移动储能装置的电力系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的基于移动储能装置的电力系统，所述方法包括：利用主供电模块为负荷供电；当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用主供电模块为负荷供电，包括：闭合第一开关和第三开关，断开第二开关和第四开关，利用所述主供电模块中的第一市电为负荷供电，并令所述移动储能装置采用v/f控制方式以进入热备用状态，令所述发电机进入冷备用状态。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当主供电模块无法为负荷供电时，利用移动储能装置或发电机为负荷供电，包括：当主供电模块无法为负荷供电时，断开第一开关、第三开关和第四开关，闭合第二开关，利用所述移动储能装置为负荷供电，直至所述移动储能装置的soc达到soc预设值时，令所述移动储能装置停止为负荷供电，利用所述发电机为负荷供电。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述主供电模块、所述移动储能装置和所述发电机均无法为负荷供电，且与第四开关连接的其他供电单元中的母线对应的其他供电单元中的主供电模块正常运行时，断开第一开关、第二开关和第三开关，闭合第四开关，利用其他供电单元中的主供电模块、移动储能装置或发电机为负荷供电。

技术总结

本发明涉及电力保障技术领域，具体提供了一种基于移动储能装置的电力系统及其控制方法，其特征在于，该系统包括：至少一个供电单元；供电单元包括：主供电模块、移动储能装置、发电机和母线；主供电模块、移动储能装置和发电机依次连接；主供电模块和移动储能装置间的连接点连接于母线上，母线与负荷连接；主供电模块，用于为负荷供电；移动储能装置，用于当主供电模块无法为负荷供电时，为负荷供电；发电机，用于当主供电模块和移动储能装置均无法为负荷供电时，为负荷供电。本申请提供的技术方案，不仅实现了利用移动储能装置延缓发电机启动，减少发电机造成的环境污染，而且可以避免因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电。因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电。因移动储能装置的故障造成主回路的负荷失电。