夜雨聆风1、问题描述：在现有光伏发电—用电—储电联合系统的仿真搭建中普遍采用如下逻辑：系统优先消纳可再生能源的发电量，盈余电能存储至蓄电池；当电池达到满充状态后，剩余电能并入公共电网。在光伏发电出力不足或停机期间，负荷优先由储能电池供电，若储能电量仍无法满足需求，则由电网进行补充。
图1 蓄电池及逆变器模块库
而目前绝大多数利用TRNSYS进行该模型建立的系统均采用Type47（蓄电池）、Type48(逆变器)作为电力系统的主要模块，但是在我实测的过程中发现。这两个模块无法实现上述控制逻辑，以下为实际试验展示：
图2 蓄电池及逆变器连接关系
参数设置：逆变器输入电量80kj/h，负载电量20kj/h，预实现充放电及多余电能上网的效果。
图3 Type47逆变器设置关系
理论上此时的输入电量远远大于能源系统的负载能耗，得到的曲线效果应该保证和上述效果一致，但在实际运行过程中却出现了如下的图像曲线：
图4 标准库运行结果
理论上此时的输入电量远远大于能源系统的负载能耗，得到的曲线效果应该保证和上述效果一致，但在实际运行过程中却出现了如下的图像曲线：即：只充电不放电，且没有上网传输盈余电能的过程，且我通过查阅目前TRNSYS内的所有内置逆变器模块，其输入值并没有与盈余上网相对应的Output，这个问题的存在直接导致了目前如果直接利用内置模块去做相关充放电、电网补充和上网的过程无法真实展现。
图5 逆变器输出结果
2、解决方案：
笔者通过采用Fortran编程模块的手段，直接编译了一个逆变器与电池耦合的一体化模块。
该模块实现了如下的逻辑：
（1）第一步：首先计算光伏发电功率与负载功率的差值，根据差值的正负，判断当前系统处于发电盈余或发电不足状态。
（2）第二步：发电盈余时的调度逻辑（光伏 > 负荷），当光伏发电量大于负荷用电量时：系统优先给蓄电池充电；充电功率受两个条件限制：不能超过电池允许的最大充电功率不能使电池 SOC 超过上限（80%）若充电后仍有剩余电量，多余电量全部馈入电网。
（3）第三步：发电不足时的调度逻辑（光伏 < 负荷），当光伏发电量无法满足负荷需求时：系统优先使用蓄电池放电来补充缺额；放电功率受两个条件限制：不能超过电池允许的最大放电功率；不能使电池 SOC 低于下限（20%）；若电池放电后仍无法满足负荷，不足部分由电网购入补充。
（4）第四步：蓄电池 SOC 实时更新计算。根据充放电功率更新电池荷电状态：充电过程：考虑充电效率，有效能量计入电池；放电过程：考虑放电效率，有效能量从电池扣除；计算 SOC 变化量，并将新 SOC 限制在允许上下限之间。
3、效果演示：
图6 自编模块连接图
设定固定用户负载能耗为30kW，电池充放电最大限制为50kW，红色曲线为PV光伏发电量，绿色曲线为并网发电量，蓝色曲线为向电池的充电量，粉色曲线为电池放电量，黄色曲线为电网补电量，棕色曲线为电池SOC的实时状态。
图7 充放电运行效果图
图8 蓄电池SOC动态变化图
从运行结果来看，完美的实现了发电-储能-用电的最初逻辑设想。
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作者简介：王泽轩、硕士、能源动力中级工程师，哔哩哔哩up主，擅长TRNSYS、DesT能源系统仿真，主攻多热源系统耦合、供热制冷、多效蒸发、新能源利用开发等方向。
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