本發(fā)明涉及分布式光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前中國(guó)分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電得到了充分的重視和飛速的發(fā)展，與之相配套的電池儲(chǔ)能技術(shù)也得到了相應(yīng)的重視和一定程度上的發(fā)展，且涌現(xiàn)了多種不同的儲(chǔ)能技術(shù)路線和應(yīng)用場(chǎng)景。儲(chǔ)能系統(tǒng)(ess)技術(shù)主要分為物理儲(chǔ)能(如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等)、電化學(xué)儲(chǔ)能(如鋰離子電池、燃料電池、鉛酸電池等)和電磁儲(chǔ)能(如超級(jí)電容器儲(chǔ)能等)三大類。

隨著儲(chǔ)能技術(shù)的多樣性發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展出現(xiàn)了一些難點(diǎn)，包括多種形態(tài)的能源轉(zhuǎn)換、能源轉(zhuǎn)換效率、儲(chǔ)能電池物理限制、系統(tǒng)復(fù)雜度、運(yùn)行環(huán)境差異、如何適應(yīng)不同的用戶用電需求等。因此建立一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)，包括基礎(chǔ)設(shè)施及信息安全、能源大數(shù)據(jù)收集以及提高整體效率的方法和工具，才可以有效地解決這些難點(diǎn)，做到統(tǒng)一的運(yùn)行管理整個(gè)分布式能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)能管理方法是利用綜合硬件控制器來(lái)控制和管理各儲(chǔ)能電池單元以及建立在電池管理系統(tǒng)(bms)之上的電源控制系統(tǒng)(pcs)，其系統(tǒng)復(fù)雜性隨著規(guī)模的擴(kuò)大而變得異常復(fù)雜和難以協(xié)調(diào)。因此不少?gòu)S商和技術(shù)方案(例如greensmith，geli等)均著眼于利用基于軟件的控制器，依靠網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議來(lái)直接與電池進(jìn)行交互式的控制，其好處包括：1)優(yōu)化電池使用效率和用電管理；2)適應(yīng)未來(lái)發(fā)展和可拓展性；3)便于電站集中管理等。

但是目前的儲(chǔ)能管理軟件技術(shù)主要應(yīng)用于大規(guī)模電站等集中式管理模式，而對(duì)于更為分散的小型分布式用戶以及有許多小型系統(tǒng)組成的微電網(wǎng)，如何充分提高軟件運(yùn)行效率，綜合管理微電網(wǎng)和多系統(tǒng)，依然是需要改善的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及用電設(shè)備進(jìn)行綜合管理，無(wú)需任何現(xiàn)場(chǎng)操作和繁瑣的物理模型，對(duì)電力的產(chǎn)生和使用進(jìn)行高效的管理和監(jiān)控。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)，用于分析和管理分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及用電設(shè)備，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及用電設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接，用于將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接，用于保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；能源管理模塊，與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和儲(chǔ)能設(shè)備連接，用于對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理，將分析結(jié)果推送給用戶，并形成能源控制信號(hào)發(fā)送給儲(chǔ)能設(shè)備。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及用電設(shè)備進(jìn)行綜合管理，無(wú)需任何現(xiàn)場(chǎng)操作和繁瑣的物理模型，對(duì)電力的產(chǎn)生和使用進(jìn)行高效的管理和監(jiān)控。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進(jìn)：

作為優(yōu)選的方案，還包括用戶登錄模塊，用戶根據(jù)自身的姓名、公司的名稱、代碼或用戶名等一種或多種方式進(jìn)行登錄，用戶登錄模塊根據(jù)用戶的不同屬性賦予該用戶對(duì)應(yīng)的權(quán)限，不同的權(quán)限具有查閱不同數(shù)據(jù)的資格。

采用上述優(yōu)選的方案，保證系統(tǒng)的安全性。

作為優(yōu)選的方案，用電設(shè)備包括：智能家具、節(jié)能電器、充電樁。

采用上述優(yōu)選的方案，覆蓋面廣。

作為優(yōu)選的方案，能源管理模塊進(jìn)行用電需求預(yù)測(cè)，根據(jù)新能源補(bǔ)貼、電價(jià)信息、歷史耗電數(shù)據(jù)和分布式發(fā)電設(shè)備的性能來(lái)綜合預(yù)測(cè)用戶設(shè)施的能源需求。

采用上述優(yōu)選的方案，實(shí)現(xiàn)用電需求預(yù)測(cè)。

作為優(yōu)選的方案，能源管理模塊進(jìn)行智能微電網(wǎng)管理，對(duì)具有多個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備的微電網(wǎng)進(jìn)行用電需求預(yù)測(cè)和管理。

采用上述優(yōu)選的方案，實(shí)現(xiàn)智能微電網(wǎng)管理。

作為優(yōu)選的方案，能源管理模塊進(jìn)行錯(cuò)峰用電管理，根據(jù)用電需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，依照數(shù)據(jù)采集模塊采集的分布式發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行錯(cuò)峰用電調(diào)控，將用電高峰時(shí)段的部分用電設(shè)備轉(zhuǎn)移到用電低谷時(shí)段或適當(dāng)延遲。

采用上述優(yōu)選的方案，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰用電管理。

作為優(yōu)選的方案，能源管理模塊進(jìn)行削峰填谷管理，利用儲(chǔ)能設(shè)備將部分高峰用電設(shè)備挪到低谷期。

采用上述優(yōu)選的方案，實(shí)現(xiàn)削峰填谷管理。

作為優(yōu)選的方案，能源管理模塊進(jìn)行可再生能源平滑管理，利用儲(chǔ)能設(shè)備減少光伏功率輸出的變化。

采用上述優(yōu)選的方案，實(shí)現(xiàn)可再生能源平滑管理。

作為優(yōu)選的方案，該系統(tǒng)可設(shè)置于電腦、平板、手機(jī)中的一種或多種設(shè)備上。

采用上述優(yōu)選的方案，便于用戶使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)的架構(gòu)及通信協(xié)議框圖。

其中：1分布式發(fā)電設(shè)備、2儲(chǔ)能設(shè)備、3用電設(shè)備、4數(shù)據(jù)采集模塊、5數(shù)據(jù)傳輸模塊、6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、7監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、8能源管理模塊、9用戶登錄模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

為了達(dá)到本發(fā)明的目的，分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)的其中一些實(shí)施例中，

如圖1所示，分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)用于分析和管理多個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備1、儲(chǔ)能設(shè)備2以及用電設(shè)備3，以達(dá)到能源利用率和收益的最大化，該系統(tǒng)可設(shè)置于電腦、平板、手機(jī)中的一種或多種設(shè)備上。

分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集模塊4，用于采集分布式發(fā)電設(shè)備1、儲(chǔ)能設(shè)備2以及用電設(shè)備3的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)傳輸模塊5，與數(shù)據(jù)采集模塊4連接，用于將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器6；

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)7，與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器6連接，用于保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；

能源管理模塊8，與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)6和儲(chǔ)能設(shè)備2連接，用于對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理，將分析結(jié)果推送給用戶，并形成能源控制信號(hào)發(fā)送給儲(chǔ)能設(shè)備2。

本發(fā)明還包括用戶登錄模塊9，用戶根據(jù)自身的姓名、公司的名稱、代碼或用戶名等一種或多種方式進(jìn)行登錄，用戶登錄模塊根據(jù)用戶的不同屬性賦予該用戶對(duì)應(yīng)的權(quán)限，不同的權(quán)限具有查閱不同數(shù)據(jù)的資格。

分布式發(fā)電設(shè)備1包括：分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)供電系統(tǒng)以及其他分布式發(fā)電系統(tǒng)。

儲(chǔ)能設(shè)備2為儲(chǔ)能電池。

用電設(shè)備3包括：智能家具、節(jié)能電器、充電樁。

分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的能源和儲(chǔ)能管理功能，包括但不限于：

1)能源管理模塊8進(jìn)行用電需求預(yù)測(cè)，根據(jù)新能源補(bǔ)貼、電價(jià)信息、歷史耗電數(shù)據(jù)和分布式發(fā)電設(shè)備的性能來(lái)綜合預(yù)測(cè)用戶設(shè)施的能源需求并加以調(diào)配。

2)能源管理模塊8進(jìn)行智能微電網(wǎng)管理，對(duì)具有多個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備的微電網(wǎng)進(jìn)行用電需求預(yù)測(cè)和管理。

3)能源管理模塊8進(jìn)行錯(cuò)峰用電管理，根據(jù)用電需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，依照數(shù)據(jù)采集模塊4采集的分布式發(fā)電設(shè)備1和用電設(shè)備3的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行錯(cuò)峰用電調(diào)控，將用電高峰時(shí)段的部分用電設(shè)備3轉(zhuǎn)移到用電低谷時(shí)段或適當(dāng)延遲，從而優(yōu)化資源配置降低峰值用電需求。

4)能源管理模塊8進(jìn)行削峰填谷管理，利用儲(chǔ)能設(shè)備2將部分高峰用電設(shè)備3挪到低谷期，如：例如夜間給電動(dòng)汽車充電等，利用了夜間多余的電力，降低峰值用電需求和電費(fèi)支出。

5)當(dāng)saas系統(tǒng)管理多個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備1時(shí)，為了抑制光伏等間歇式可再生能源輸出波動(dòng)對(duì)微電網(wǎng)或用電負(fù)載的不利影響，能源管理模塊8進(jìn)行可再生能源平滑管理，利用儲(chǔ)能設(shè)備減少光伏功率輸出的變化。

當(dāng)然，能源管理模塊8還可以進(jìn)行節(jié)能減排管理，最大限度地降低能耗，降低電費(fèi)支出，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

利用上述各功能和應(yīng)用，本發(fā)明充分優(yōu)化并管理儲(chǔ)能系統(tǒng)和用電設(shè)備，調(diào)配能源消耗，監(jiān)控能源并智能預(yù)測(cè)能源使用。

本發(fā)明分布式光伏智能能源與儲(chǔ)能管理saas系統(tǒng)接入的硬件輸入和輸出設(shè)備復(fù)雜多樣，并擁有良好的擴(kuò)展性。saas系統(tǒng)主要接入分布式發(fā)電設(shè)備1，同時(shí)利用雙向電表接入電網(wǎng)，從而具備“余電上網(wǎng)”的可能性。對(duì)于微電網(wǎng)或者單純的分布式用戶，儲(chǔ)能電池是實(shí)現(xiàn)上述能源管理功能的核心硬件，saas系統(tǒng)配合能源管理模塊8的深度學(xué)習(xí)智能算法對(duì)其進(jìn)行控制。用電設(shè)備3為充電樁、智能家居、節(jié)能電器等，接入整個(gè)分布式微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)綜合能源管理和最優(yōu)化的用電方案。

如圖2所示，發(fā)明技術(shù)的一個(gè)架構(gòu)，針對(duì)不同的物理層和通信層，利用標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議(iec60870電氣通信協(xié)議，dnp3，iot協(xié)議等)實(shí)現(xiàn)良好的擴(kuò)展性和適配性，可以接入多種不同的發(fā)電和用電設(shè)備，以及擴(kuò)展到微電網(wǎng)的scada(監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)。在用戶界面和saas網(wǎng)絡(luò)端，主要利用tcp/ip協(xié)議，方便各種網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。在儲(chǔ)能電池內(nèi)部利用modbus等通信標(biāo)準(zhǔn)。分布式用戶可以接入saas系統(tǒng)臺(tái)，建立“虛擬控制中心”對(duì)微電網(wǎng)或獨(dú)立儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。

整個(gè)saas系統(tǒng)及各通信接口還充分考慮了信息安全等要素，提供多層加密保護(hù)及網(wǎng)絡(luò)安全措施，最大程度的保證數(shù)據(jù)安全及用戶信息機(jī)密。同時(shí)還具備較好的可拓展性，從而保障分布式光伏及儲(chǔ)能系統(tǒng)的全生命周期內(nèi)的能源管理管理。

本發(fā)明的有益效果如下：

第一，本發(fā)明把信息產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，與儲(chǔ)能和分布式電力系統(tǒng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的模塊化、采集數(shù)字化、硬件軟件化、數(shù)字可視化、軟件智能化等。

第二，通過(guò)saas(software-as-a-service軟件即服務(wù)，一種基于網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算的新型軟件服務(wù)模式)軟件平臺(tái)來(lái)對(duì)小型分布式光伏發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及用戶的用電設(shè)備進(jìn)行綜合管理，無(wú)需任何現(xiàn)場(chǎng)操作和繁瑣的物理模型，saas平臺(tái)配合深度學(xué)習(xí)智能算法實(shí)現(xiàn)綜合能源管理和最優(yōu)化的用電方案。同時(shí)本發(fā)明基于saas軟件平臺(tái)，用戶可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)設(shè)備接入使用，簡(jiǎn)單明了的可視化ui界面讓分布式光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)一目了然，對(duì)電力的產(chǎn)生和使用進(jìn)行高效的管理和監(jiān)控。

第三，saas系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)的用電數(shù)據(jù)、最優(yōu)規(guī)格和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和建模，用于管理系統(tǒng)的日常能源使用和儲(chǔ)能電池充電/放電模式，根據(jù)用電和系統(tǒng)條件確定最經(jīng)濟(jì)的操作，此外saas系統(tǒng)還可以最大限度地延長(zhǎng)儲(chǔ)能設(shè)備的使用壽命和可靠性。

第四，saas系統(tǒng)優(yōu)化了儲(chǔ)能設(shè)備的性能，提高了投資回報(bào)率，并降低了系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)。它使用戶可以管理位于廣泛地域的多個(gè)能源存儲(chǔ)系統(tǒng)以及微電網(wǎng)，并為用戶提供了將其儲(chǔ)能系統(tǒng)用于多種不同應(yīng)用所需的靈活性。

以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。