本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指一種并離網一體光伏儲能系統(tǒng)。

背景技術：

1、并離網一體光伏儲能系統(tǒng)是一種兼具并網和離網運行能力的新能源利用系統(tǒng)，在光伏發(fā)電和儲能領域具有重要的應用價值?，F(xiàn)有技術中，并離網光伏儲能系統(tǒng)通常通過將光伏電池組件與電能管理模塊相連，利用逆變器實現(xiàn)并網運行模式。在并網模式下，多余電能可輸送至公共電網，保障能源利用效率；在離網模式下，系統(tǒng)通過儲能模塊供電，為用戶提供穩(wěn)定電力輸出。然而，在現(xiàn)有技術實現(xiàn)中，系統(tǒng)的并離網切換主要依賴預設的閾值或人工干預，缺乏實時的智能判斷機制，容易導致切換過程中的電力中斷或電能浪費，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、例如在偏遠地區(qū)或海島供電系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要在電網不穩(wěn)定或完全斷電的情況下切換到離網模式，為關鍵負載供電。然而，由于現(xiàn)有系統(tǒng)的切換邏輯無法充分考慮實時負載需求與儲能模塊的剩余電量，可能導致切換后的儲能模塊因電量不足而無法持續(xù)供電，從而中斷關鍵設備的運行。這種技術缺陷限制了系統(tǒng)在實際應用中的可靠性和適用性，亟需一種改進方案來提升并離網切換的智能性和魯棒性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種并離網一體光伏儲能系統(tǒng)，旨在解決背景技術中所提到的問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種并離網一體光伏儲能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、光伏發(fā)電模塊，用于接收太陽能并將其轉換為直流電能，生成原生電能數(shù)據(jù)；

5、儲能模塊，用于接收原生電能數(shù)據(jù)，將其存儲為儲能電量數(shù)據(jù)，同時監(jiān)測當前儲能狀態(tài)并生成儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

6、負載模塊，用于實時獲取負載運行參數(shù)，生成負載需求數(shù)據(jù)；

7、控制模塊，包括數(shù)據(jù)采集模塊、狀態(tài)分析模塊和切換指令生成模塊；其中：

8、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時獲取儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)、負載需求數(shù)據(jù)以及外部電網狀態(tài)數(shù)據(jù)，并生成綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集；

9、狀態(tài)分析模塊，用于根據(jù)綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集進行計算，生成電網適配性結果和儲能能力評估結果，其中電網適配性結果用于表征外部電網是否滿足并網運行條件，儲能能力評估結果用于表征儲能模塊是否具備滿足負載需求的能力；

10、切換指令生成模塊，用于根據(jù)所述電網適配性結果和儲能能力評估結果生成切換指令，其中：

11、當電網適配性結果表明外部電網滿足并網條件時，生成并網指令；

12、當電網適配性結果表明外部電網未滿足并網條件，且儲能能力評估結果表明儲能模塊具備滿足負載需求的能力時，生成離網指令；

13、若儲能能力評估結果表明儲能模塊無法滿足負載需求，則生成負載調整指令，并控制負載模塊降低非關鍵負載的能量分配比例；

14、轉換模塊，包括并網轉換模塊和離網轉換模塊：其中：

15、并網轉換模塊，用于根據(jù)并網指令將原生電能數(shù)據(jù)轉換為并網電能數(shù)據(jù)；

16、離網轉換模塊，用于根據(jù)離網指令或負載調整指令，將儲能電量數(shù)據(jù)轉換為離網電能數(shù)據(jù)；

17、功率調整模塊，用于在離網模式下，根據(jù)離網電能數(shù)據(jù)動態(tài)調整儲能模塊的輸出功率比例，生成優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)；

18、所述負載模塊還用于根據(jù)優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)對電能進行分配。

19、優(yōu)選地，所述光伏發(fā)電模塊包括：

20、光伏組件模塊，用于接收太陽能并將其轉換為直流電能，生成原生電能數(shù)據(jù)；

21、光照強度監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測環(huán)境光照條件，并生成光照強度數(shù)據(jù)；

22、發(fā)電優(yōu)化控制模塊，用于根據(jù)光照強度數(shù)據(jù)動態(tài)調整光伏組件模塊的能量轉換參數(shù)；

23、故障檢測模塊，用于檢測光伏組件模塊的工作狀態(tài)，當組件出現(xiàn)異常時生成故障警報信號。

24、優(yōu)選地，所述儲能模塊包括：

25、儲能單元，用于接收原生電能數(shù)據(jù)，將其存儲為儲能電量數(shù)據(jù)，同時監(jiān)測當前儲能狀態(tài)并生成儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)；

26、動態(tài)功率分配模塊，用于根據(jù)儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)生成充放電功率比例調整參數(shù)。

27、優(yōu)選地，所述負載模塊包括：

28、負載采集模塊，用于實時獲取負載運行參數(shù)，生成初步需求數(shù)據(jù)；

29、負載需求分類模塊，用于對初步需求數(shù)據(jù)分配負載優(yōu)先級，并將其劃分為關鍵負載需求數(shù)據(jù)和非關鍵負載需求數(shù)據(jù)，形成負載需求數(shù)據(jù)。

30、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：

31、實時數(shù)據(jù)篩選模塊，用于對儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)和外部電網狀態(tài)數(shù)據(jù)進行篩選，剔除可能干擾決策的異常數(shù)據(jù)，得到實時狀態(tài)數(shù)據(jù)；

32、數(shù)據(jù)合并模塊，用于將實時狀態(tài)數(shù)據(jù)和負載需求數(shù)據(jù)合并為一個集合，得到綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集。

33、優(yōu)選地，所述狀態(tài)分析模塊包括：

34、電網適配性分析模塊，用于根據(jù)外部電網狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析電網的電壓波動、頻率一致性和功率穩(wěn)定性，生成電網適配性結果；電網適配性結果通過以下公式評估：

35、，其中，為電網適配性評分，用于評估外部電網的運行適配性，和分別為時間積分的起始時間和結束時間，為時間變量，、、為權重系數(shù)，為實時電壓偏差，，為實時測量的電壓，為額定電壓，為實時頻率偏差，，為實時測量的頻率，為額定頻率，為電網功率穩(wěn)定性評分，，為實時功率波動的標準差，為電網最大額定功率，為時間常數(shù)；

36、儲能能力動態(tài)評估模塊，用于根據(jù)儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)和負載需求數(shù)據(jù)，計算儲能模塊在當前運行條件下的剩余供電時長和負載滿足率，生成儲能能力評估結果；剩余供電時長和負載滿足率通過以下公式計算：

37、，其中，為剩余供電時長，為儲能模塊的充放電效率，的取值范圍為0-1之間，為儲能模塊的最大容量，為儲能模塊的當前容量，，為實時充電功率，為實時放電功率，、為充放電效率，為總時間范圍，為當前負載的平均功率需求；

38、，其中，為負載滿足率，為第個儲能模塊給第個負載分配的功率，為儲能模塊的性能權重系數(shù)，的取值范圍為0-1之間，為第個負載需求的總功率，為儲能模塊的數(shù)量，為負載的數(shù)量。

39、優(yōu)選地，所述切換指令生成模塊包括：

40、并網判定模塊，用于根據(jù)電網適配性結果判定外部電網的并網條件是否滿足，若滿足，則生成并網指令；

41、離網判定模塊，用于在電網適配性結果表明外部電網未滿足并網條件時，結合儲能能力評估結果判定儲能模塊是否具備獨立供電能力，若具備，則生成離網指令；

42、負載調整判定模塊，用于在儲能能力評估結果表明儲能模塊無法滿足當前負載需求時，優(yōu)先對關鍵負載分配電能，并動態(tài)調整非關鍵負載的供電比例，生成負載調整指令；

43、指令優(yōu)先級設定模塊，用于根據(jù)并網指令、離網指令和負載調整指令，動態(tài)調整執(zhí)行優(yōu)先級，生成切換指令。

44、優(yōu)選地，所述并網轉換模塊包括：

45、并網指令執(zhí)行模塊，用于根據(jù)并網指令，將原生電能數(shù)據(jù)轉換為并網電能數(shù)據(jù)，并輸出至外部電網；

46、電壓調節(jié)模塊，用于根據(jù)外部電網的電壓波動情況，動態(tài)調整并網電能數(shù)據(jù)的輸出電壓；

47、頻率同步模塊，用于根據(jù)并網指令實時調整并網電能數(shù)據(jù)的頻率，使其與外部電網的頻率保持一致；

48、轉化控制模塊，用于根據(jù)負載需求數(shù)據(jù)和儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)調節(jié)原生電能數(shù)據(jù)的轉化比例。

49、優(yōu)選地，所述功率調整模塊包括：

50、動態(tài)功率分配模塊，用于根據(jù)儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)和負載需求數(shù)據(jù)，對離網電能數(shù)據(jù)進行分配，生成供電分配數(shù)據(jù)；供電分配數(shù)據(jù)通過以下公式進行分配：

51、其中，為供電分配指數(shù)，、、為調整系數(shù)，，為周期性波動函數(shù)，為第個負載的優(yōu)先級權重，，為第個負載的波動頻率，為第個負載的運行時間，為時間衰減因子，，為時間常數(shù)。

52、優(yōu)選地，所述負載模塊還包括：

53、電能動態(tài)分配模塊，用于根據(jù)優(yōu)化供電分配數(shù)據(jù)，動態(tài)調整關鍵負載和非關鍵負載的供電比例，得到第一供電分配策略；

54、負載狀態(tài)監(jiān)測模塊，用于實時檢測各負載的運行狀態(tài)，并生成負載運行反饋數(shù)據(jù)；

55、反饋優(yōu)化模塊，用于根據(jù)負載運行反饋數(shù)據(jù)對第一供電分配策略進行調整，得到第二供電分配策略；

56、電能輸出模塊，用于根據(jù)第一供電分配策略或第二供電分配策略向各負載供電。

57、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

58、本系統(tǒng)通過光伏發(fā)電模塊、儲能模塊、負載模塊、控制模塊和轉換模塊的協(xié)調工作，能夠在復雜電力環(huán)境下實現(xiàn)并網和離網模式的智能切換，并動態(tài)調整負載分配，提升系統(tǒng)的適應性和運行效率。光伏發(fā)電模塊負責接收太陽能并生成原生電能數(shù)據(jù)，儲能模塊將原生電能數(shù)據(jù)存儲為儲能電量數(shù)據(jù)，生成儲能狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的負載供電提供可靠保障。負載模塊實時監(jiān)測運行參數(shù)生成負載需求數(shù)據(jù)，確保負載電能分配的實時性和準確性?？刂颇K通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取儲能狀態(tài)、負載需求及外部電網狀態(tài)數(shù)據(jù)，形成綜合狀態(tài)數(shù)據(jù)集，狀態(tài)分析模塊據(jù)此生成電網適配性結果和儲能能力評估結果，為切換指令生成模塊提供數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)并網與離網模式的智能切換。功率調整模塊根據(jù)離網電能數(shù)據(jù)動態(tài)調整儲能模塊的輸出功率比例，進一步優(yōu)化負載的電能分配，確保系統(tǒng)在離網模式下的高效運行。

59、首先，系統(tǒng)能夠通過控制模塊對電網適配性和儲能能力進行實時分析，實現(xiàn)更精準的并網和離網判斷。在外部電網出現(xiàn)波動或中斷時，系統(tǒng)可快速切換至離網模式，優(yōu)先保障關鍵負載的穩(wěn)定供電，減少非關鍵負載的能量分配比例，從而延長儲能模塊的運行時間。其次，系統(tǒng)通過功率調整模塊和負載模塊的協(xié)同工作，動態(tài)調整電能分配比例，充分利用儲能資源。例如，在高峰負載場景中，系統(tǒng)能夠實時削減非關鍵負載，如照明或空調的供電比例，確保關鍵設備，如醫(yī)療器械的連續(xù)運行。最后，該系統(tǒng)通過模塊化設計實現(xiàn)了并網和離網模式的無縫切換，并動態(tài)適應負載需求和儲能狀態(tài)的變化，特別適用于復雜電力環(huán)境下對能源利用效率和系統(tǒng)可靠性要求較高的場景。