具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。本申请决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本申请的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本申请造成不必要的模糊。

随着对能源需求量的增加，电力建设一直在逐渐发展。但由于电网布设要求较高，且电网布设成本也较高，电网电力供应还无法覆盖一些人口稀少地区、偏远地区或特殊用电场合。例如，偏远地区中用于通讯的基站会选址空旷的山顶，电网布设难以覆盖该基站。本申请实施例提供一种离网型混合供电控制系统、方法及装置，可在离网状态即非电网覆盖状态下对利用柴油发电机、储能设备对负载进行混合供电。在本申请实施例中离网型供电控制系统中，柴油发电机可以以较为稳定的状态运行，供电稳定性更高。

图1为本申请一实施例提供的离网型混合供电控制系统的结构示意图。如图1所示，该离网型混合供电控制系统可包括柴油发电机11、储能设备12及控制器13。

其中，柴油发电机11通过第一开关K1与交流母线15连接。储能设备12通过第二开关K2与交流母线15连接。交流母线15与负载14连接。

其中，柴油发电机11可用于为负载14供电，也可用于为储能设备12充电。储能设备12能够存储电能，可用于为负载14供电。具体地，储能设备12可为模块化的储能一体机。需要供电的负载14可能会发生变化，比如，在某一时间段内，负载14包括需要用电的用电设备E1和用电设备E2。在另一时间段内，负载14包括需要用电的用电设备E1、用电设备E2和用电设备E3。

第一开关K1与第二开关K2可为触点开关等开关器件，在此并不限定第一开关K1和第二开关K2的类型。例如，第一开关K1与第二开关K2可为接触器或继电器等触点开关。

控制器13可为独立于储能设备12和柴油机的装置，也可为安装于储能设备12中的装置，在此并不限定。例如，控制器13具体可为安装于储能设备12中的能量管理单元(Energy Management Unit，EMU)。控制器13用于获取负载14的功率，根据负载14的功率与至少一个预设负载14功率范围，控制第一开关K1和第二开关K2闭合或断开，以控制柴油发电机11和/或储能设备12与交流母线15连通，为负载14供电。具体地，控制器13可实时采集负载14的功率，或者，实时采集负载14的用电电压和用电电流，根据用电电压和用电电流计算得到负载14的功率，或者，采用其他方式获取负载14的功率，在此并不限定。

当第一开关K1闭合，柴油发电机11与交流母线15连通，柴油发电机11可将电能输出至交流母线15，通过交流母线15传输。当第一开关K1断开，柴油发电机11与交流母线15关断。当第二开关K2闭合，储能设备12与交流母线15连通。在一些情况下，储能设备12可将电能输出至交流母线15，通过交流母线15传输。在另一些情况下，储能设备12也可从交流母线15获取电能，为自身充电。

需要供电的负载14发生变化，则负载14的功率也会发生变化。不同的预设负载14功率范围对应不同的控制第一开关K1和第二开关K2闭合或断开的控制策略。控制器13可根据获取的负载14的功率落入的预设负载14功率范围，控制第一开关K1和第二开关K2的通断状态，以选择采用柴油发电机11为负载14供电；或，选择采用储能设备12为负载14供电；或，选择采用柴油发电机11一边为负载14供电，一边为储能设备12充电；或，选择采用柴油发电机11和储能设备12共同为负载14供电，在此并不限定。

在本申请实施例中，柴油发电机11通过第一开关K1与交流母线15连接。储能设备12通过第二开关K2与交流母线15连接。交流母线15与负载14连接。控制器13可根据获取的负载14的功率和预设负载14功率范围，控制第一开关K1和第二开关K2的通断状态，以控制柴油发电机11和/或储能设备12与交流母线15连通，为负载14供电。在负载14的功率不同的情况下，可引入储能设备12为负载14供电，避免柴油发电机11在运行过程中输出频繁变动，在储能设备12可为负载14供电的情况下，柴油发电机11可保持较稳定的输出，提高柴油发电机11的供电稳定性。

而且，柴油发电机11供电稳定性提高，改善了柴油发电机11的发电质量，也能够降低柴油发电机11的老化速度，延长柴油发电机11的寿命。在储能设备12能够为负载14供电的情况下，还可降低柴油机的油耗。

图2为本申请另一实施例提供的离网型混合供电控制系统的结构示意图。如图2所示，控制器13设置于储能设备12中。该控制器13可分别与第一线圈D1、第二线圈D2连接。控制器13可用于控制第一线圈D1和/或第二线圈D2得电或失电。离网型供电控制系统还可包括负载14。负载14可通过第三开关K3与交流母线15连接。当第三开关K3闭合时，负载14与交流母线15连通。需要说明的是，在柴油发电机11和/或储能设备12为负载14供电时，默认第三开关K3闭合，下面将不再重复说明。

其中，控制器13可通过控制第一线圈D1得电或失电，控制第一开关K1闭合或断开。具体地，当第一线圈D1得电时，第一开关K1闭合。当第一线圈D1失电时，第一开关K1断开。控制器13可通过控制第二线圈D2得到或失电，控制第二开关K2闭合或断开。具体地，当第二线圈D2得电时，第二开关K2闭合。当第二线圈D2失电时，第二开关K2断开。

例如，第一开关K1和第二开关K2均为触点开关。当第一线圈D1得电时，第一开关K1的触点相互吸合，即第一开关K1闭合。当第一线圈D1失电时，第一开关K1的触点相互分离，即第一开关K1断开。同理，当第二线圈D2得电时，第二开关K2的触点相互吸合，即第二开关K2闭合。当第二线圈D2失电时，第二开关K2的触点相互分离，即第二开关K2断开。

在一些示例中，预设负载14功率范围可包括第一预设负载14功率范围、第二预设负载14功率范围和第三预设负载14功率范围。其中，所述第二预设负载14功率范围的下限值大于所述第一预设负载14功率范围的上限值。所述第三预设负载14功率范围的下限值大于所述第二预设负载14功率范围的上限值。

当获取的负载14的功率处于第一预设负载14功率范围时，控制器13控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合，以使储能设备12与交流母线15连通，通过交流母线15为负载14供电。具体的，控制器13还可监测储能设备12存储的电能，在获取的负载14的功率处于第一预设负载14功率范围，且储能设备12存储的电能大于预设电能阈值时，控制器13控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合。第一开关K1断开，第二开关K2闭合，储能设备12输出的电能通过第二开关K2、交流母线15和第三开关K3到达负载14。

在第一预设负载14功率范围、第二预设负载14功率范围和第三预设负载14功率范围中，第一预设负载14功率范围内的功率值均小于第二预设负载14功率范围内的功率值和第三预设负载14功率范围的功率值。柴油发电机11的输出功率与储能设备12的输出功率相比更大。负载14的功率在第一预设负载14功率范围内，表示负载14的功率小于等于储能设备12所能提供的输出功率。即第一预设负载14功率范围为表示负载14的功率小于等于储能设备12所能提供的输出功率的预设负载14功率范围。负载14的功率在第一预设负载14功率范围内，可控制储能设备12为负载14供电，不投入柴油发电机11为负载14供电，以避免柴油发电机11以自身相对较低的功率输出加快柴油发电机11老化的情况。预设电能阈值为足够为负载14供电的电能门限值。储能设备12存储的电能大于预设电能阈值，表示储能设备12具有足够的电能为负载14供电。

当负载14的功率处于第二预设负载14功率范围时，控制第一开关K1闭合，第二开关K2闭合，以使柴油发电机11通过交流母线15为负载14供电，并通过交流母线15为储能设备12充电。第一开关K1闭合，第二开关K2闭合，柴油发电机11输出的一部分电能通过第一开关K1、交流母线15和第二开关K2到达储能设备12，为储能设备12充电。柴油发电机11输出的另一部分电能通过第一开关K1、交流母线15和第三开关K3到达负载14。

在第一预设负载14功率范围、第二预设负载14功率范围和第三预设负载14功率范围中，第二预设负载14功率范围中的功率值大于第一预设负载14功率范围中的功率值，小于第三预设负载14功率范围中的功率值。柴油发电机11的输出功率与储能设备12的输出功率相比更大。负载14的功率在第二预设负载14功率范围内，表示负载14的功率大于储能设备12所能够提供的输出功率，且小于柴油发电机11所能提供的稳定输出功率。即第二预设负载14功率范围为表示负载14的功率大于储能设备12所能够提供的输出功率，且小于柴油发电机11所能提供的稳定输出功率的预设负载14功率范围。负载14的功率在第二预设负载14功率范围内，为了保证柴油发电机11能够保持稳定输出功率，柴油发电机11可一边为负载14供电，一边为储能设备12充电，充分利用柴油发电机11，提高柴油发电机11的使用效率，还能够保证柴油发电机11的稳定运行，降低柴油发电机11的老化速度，延长柴油发电机11的使用寿命，提高柴油发电机11的供电稳定性。

当负载14的功率处于第三预设负载14功率范围时，控制第一开关K1闭合，第二开关K2断开，使柴油发电机11通过交流母线15为负载14供电。第一开关K1闭合，第二开关K2断开，柴油发电机11输出的电能通过第一开关K1、交流母线15和第三开关K3到达负载14。

在第一预设负载14功率范围、第二预设负载14功率范围和第三预设负载14功率范围中，第三预设负载14功率范围中的功率值均大于第一预设负载14功率范围中的功率值和第二预设负载14功率范围中的功率值。柴油发电机11的输出功率与储能设备12的输出功率相比更大。负载14的功率在第三预设负载14功率范围内，表示负载14的功率小于柴油发电机11所能提供的最大输出功率和/或与柴油发电机11所能给提供的稳定输出功率。即第三预设负载14功率范围为表示负载14的功率小于柴油发电机11所能提供的最大输出功率和/或与柴油发电机11所能给提供的稳定输出功率的预设负载14功率范围。负载14的功率在第三预设负载14功率范围内，可控制柴油发电机11为负载14供电，并不投入储能设备12为负载14供电，灵活调整为负载14供电的设备，保证柴油发电机11的充分使用。

需要说明的是，在上述实施例中，柴油发电机11、储能设备12的运行均为离网运行。在一些示例中，可能存在柴油发电机11不能运行或者储能设备12不能运行的情况。在柴油发电机11不能运行时，如柴油发电机11发送故障无法运行等，控制器13可控制第一开关K1断开，第二开关K2闭合，以使储能设备12为负载14供电。在储能设备12不能运行时，如储能设备12发生故障无法运行等，控制器13可控制第一开关K1闭合，第二开关K2断开，以使柴油发电机11为负载14供电。

在离网型混合供电系统运行过程中，负载14的功率发生变化，控制器13需要从控制柴油发电机11为负载14供电切换至控制储能设备12为负载14供电，或者，控制器13需要从控制储能设备12为负载14供电切换至控制柴油发电机11为负载14供电。为了保证供电切换不产生突变，能够平滑、无缝地实现切换，在控制器13从控制所述柴油发电机11为所述负载14供电切换至控制所述储能设备12为所述负载14供电，或，从控制所述储能设备12为所述负载14供电切换至控制所述柴油发电机11为所述负载14供电之前，控制器13可分别从柴油发电机11、储能设备12采集输电参数，并将储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数同步。

具体地，可在柴油发电机11与第一开关K1之间设置第一输电参数采集点，控制器13从第一输电参数采集点采集柴油发电机11的输电参数。可在储能设备12与第二开关K2之间设置第二输电参数采集点，控制器13从第二输电参数采集点采集储能设备12的输电参数。第一输电参数采集点的数目可根据柴油发电机11与第一开关K1之间的输电线路设定，第二输电参数采集点的数目可根据储能设备12与第二开关K2之间的输电线路设定，在此并不限定。

例如，如图2所示，可在柴油发电机11与第一开关K1之间设置第一输电参数采集点A1、B1、C1和N1，在储能设备12与第二开关K2之间设置第二输电参数采集点A2、B2、C2和N2。控制器13从第一输电参数采集点A1、B1、C1和N1分别采集输出信号UA1、UB1、UC1和UN1，从第二输电参数采集点A2、B2、C2和N2分别采集输出信号UA2、UB2、UC2和UN2。控制器13根据采集到的输出信号UA1、UB1、UC1和UN1可得到柴油发电机11的输电参数，控制器13根据采集到的输出信号UA2、UB2、UC2和UN2，可得到储能设备12的输电参数。

需要说明的是，在此并不限定储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数的同步运算方法，例如，可采用锁相环运算方法，计算得到储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数的差值，根据该差值，调节储能设备12的输电参数，直至储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数的差值为0或趋于0，完成储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数的同步。

在一些示例中，输电参数包括电压幅值和相位。电压幅值具体可为电压的有效值。也就是说，控制器13将储能设备12的电压幅值与柴油发电机11的电压幅值同步，将储能设备12的相位与柴油发电机11的相位同步。可通过如锁相环运算方法等差值运算方法，计算得到储能设备12与柴油发电机11的电压幅值差值，以及储能设备12与柴油发电机11的相位差值。控制器13利用该电压幅值差值和该相位差值，调整储能设备12的输出，以使储能设备12的与柴油发电机11的电压幅值差值为0或趋于0，储能设备12的与柴油发电机11的相位差值为0或趋于0，完成储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数的同步。

在储能设备12的输电参数与柴油发电机11的输电参数同步后，控制器13可通过控制第一线圈D1和第二线圈D2得到或失电，来控制第一开关K1和第二开关K2闭合或断开，以实现柴油发电机11供电和储能设备12供电之间的无缝平滑切换。

图3为本申请一实施例提供的离网型混合供电控制系统的控制方法的流程图。该离网型混合供电控制系统的控制方法可应用于上述实施例中的离网型混合供电控制系统，由控制装置执行。如图3所示，该离网型混合供电控制系统的控制方法可包括步骤S201和步骤S202。

在步骤S201中，获取负载的功率。

执行该控制方法的控制装置具体可为上述实施例中的控制器。该控制装置可为独立于柴油发电机和储能设备的装置，也可安装于储能设备中，在此并不限定。

在步骤S202中，根据负载的功率与至少一个预设负载功率范围，控制第一开关和第二开关闭合或断开，以控制柴油发电机和/或交流母线与交流母线连通。

其中，步骤S201和步骤S202的具体说明可参见上述实施例中的相关内容，在此不再赘述。

在本申请实施例中，控制装置可根据获取的负载的功率和预设负载功率范围，控制第一开关和第二开关的通断状态，以控制柴油发电机和/或储能设备与交流母线连通，为负载供电。在负载的功率不同的情况下，可引入储能设备为负载供电，避免柴油发电机在运行过程中输出频繁变动，在储能设备可为负载供电的情况下，柴油发电机可保持较稳定的输出，提高柴油发电机的供电稳定性。

而且，柴油发电机供电稳定性提高，改善了柴油发电机的发电质量，也能够降低柴油发电机的老化速度，延长柴油发电机的寿命。在储能设备能够为负载供电的情况下，还可降低柴油机的油耗。

在一些示例中，预设负载功率范围可包括第一预设负载功率范围、第二预设负载功率范围和第三预设负载功率范围。其中，第二预设负载功率范围的下限值大于第一预设负载功率范围的上限值。第三预设负载功率范围的下限值大于第二预设负载功率范围的上限值。

图4为本申请另一实施例提供的离网型混合供电控制系统的控制方法的流程图。图4与图3的不同之处在于，图3所示的步骤S202可细化为步骤S2021、步骤S2022或步骤S2023。

在步骤S2021中，当负载的功率位于第一预设负载功率范围时，控制第一开关断开，第二开关闭合，以使储能设备通过交流母线为负载供电。

在步骤S2022中，当负载的功率位于第二预设负载功率范围时，控制第一开关闭合，第二开关闭合，以使柴油发电机通过交流母线为负载供电，并通过交流母线为储能设备充电。

在步骤S2023中，当负载的功率位于第三预设负载功率范围时，控制第一开关闭合，第二开关断开，以使柴油发电机通过交流母线为负载供电。

其中，步骤S021、步骤S2022和步骤S2023的具体说明可参见上述实施例中的相关内容，在此不再赘述。

图5为本申请又一实施例提供的离网型混合供电控制系统的控制方法的流程图。该离网型混合供电控制系统的控制方法可包括步骤S301至步骤S30

在步骤S301中，获取负载的功率。

在步骤S302中，根据负载的功率和至少一个预设负载功率范围，确定第一开关需调节的通断状态和第二开关需调节的通断状态。

在步骤S303中，若确定的第一开关需调节的通断状态和第二开关需调节的通断状态，表征从控制柴油发电机为负载供电切换至控制储能设备为负载供电，或，表征从控制储能设备为负载供电切换至控制柴油发电机为负载供电，分别从柴油发电机、储能设备采集输电参数，并将储能设备的输电参数与柴油发电机的输电参数同步。

也就是说，在从控制柴油发电机为负载供电切换至控制储能设备为负载供电，或，从控制储能设备为负载供电切换至控制柴油发电机为负载供电之前，分别从柴油发电机、储能设备采集输电参数，并将储能设备的输电参数与柴油发电机的输电参数同步。

在一些示例中，输电参数包括电压幅值和相位。

在步骤S304中，控制第一开关调节至确定的需调节的通断状态，第二开关调节至确定的需调节的通断状态。

在储能设备的输电参数与柴油发电机的输电参数同步后，控制器可控制第一开关和第二开关闭合或断开，以实现柴油发电机供电和储能设备供电之间的无缝平滑切换。

本申请实施例还提供一种离网型混合供电控制系统的控制装置。图6为本申请一实施例提供的离网型混合供电控制系统的控制装置的结构示意图。如图6所示，控制装置400包括存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的程序或指令。

在一个示例中，上述处理器402可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器401可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器401可包括HDD、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器401可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器401可在终端热点开启控制装置400的内部或外部。在特定实施例中，存储器401是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器401包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器402通过读取存储器401中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序或指令，以用于实现上述实施例中的离网型混合供电控制系统的控制方法。

在一个示例中，控制装置400还可包括通信接口403和总线404。其中，如图6所示，存储器401、处理器402、通信接口403通过总线404连接并完成相互间的通信。

通信接口403，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。也可通过通信接口403接入输入设备和/或输出设备。

总线404包括硬件、软件或两者，将控制装置400的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线404可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线404可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于控制方法实施例、控制装置实施例而言，相关之处可以参见离网型混合供电控制系统实施例的说明部分。本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本申请的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；量词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。