一种储能系统控制方法、装置和储能系统及储能设备与流程

1.本发明涉及储能系统控制领域，特别地，涉及一种储能系统控制方法、装置和储能系统及储能设备。


背景技术：

2.现有储能系统方案如图1所示，dc侧辅助电源是从储能电池侧取电给bms、充放电控制器(双向dc/dc)供电，ac侧辅助电源从交流侧、直流母线侧取电。当电网断电且储能电池电量偏低对负载供电时，此时dc侧辅助电源还会消耗储能能量；或者系统待机一直不使用时，dc侧辅助电源同样也会消耗储能电池的电量，如果没有及时充电，会导致储能电池过放，使系统无法重新启动，还会影响储能电池的使用寿命和客户体验，增加售后维护成本。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种储能系统控制方法、装置和储能系统及储能设备，以解决当电网断电且储能电池电量偏低对负载供电或系统待机一直不使用时，dc侧辅助电源会消耗储能电池的电量，如果没有及时充电，会导致储能电池过放，使系统无法重新启动，还会影响储能电池的使用寿命和客户体验，增加售后维护成本的问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.第一方面，
6.一种储能系统控制方法，包括以下步骤：
7.获取所述储能系统中的电网的运行情况以及储能电池的电量情况；
8.根据所述运行情况和电量情况控制所述电网、储能电池和第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。
9.进一步地，所述获取所述储能系统中的电网的运行情况包括：
10.获取电网的电流、电压以及频率信息；
11.根据所述电流、电压以及频率信息判断电网是否运行异常。
12.进一步地，所述根据所述运行情况和电量情况控制所述电网、储能电池和第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态包括：
13.当电网正常时，控制所述电网与所述储能系统连接，以便为负载供电；
14.控制所述第一辅助电源工作以便为整个储能系统供电，控制所述第二辅助电源不工作；
15.根据所述电量情况控制所述储能电池的工作状态。
16.进一步地，所述根据所述电量情况控制所述储能电池的工作状态包括：
17.当所述储能电池电量充足时；控制所述储能电池与所述储能系统断开连接；
18.当所述储能电池电量不充足时，控制所述储能电池与所述储能系统连接，以便所述储能系统为所述储能电池充电。
19.进一步地，所述根据所述运行情况和电量情况控制所述电网、储能电池和第一辅
助电源以及第二辅助电源的工作状态包括：
20.当所述电网异常时，控制所述储能系统与所述电网断开连接；
21.控制所述第一辅助电源不工作，控制所述第二辅助电源工作以便为所述储能系统供电；
22.根据所述电量情况控制所述储能电池的工作状态。
23.进一步地，所述根据所述电量情况控制所述储能电池的工作状态包括：
24.当所述储能电池电量充足时；控制所述储能电池与所述储能系统连接，以便所述储能电池为所述负载供电；
25.当所述储能电池电量不满放电条件时，控制所述储能电池与所述储能系统断开连接。
26.进一步地，还包括：所述当所述储能电池电量不满足放电条件时，控制所述负载与所述储能系统断开连接；控制所述第二辅助电源、充放电控制器和并离网控制器运行在低功耗模式。
27.第二方面，
28.一种储能系统控制装置，包括：
29.数据获取模块，用于获取所述储能系统中的电网的运行情况以及储能电池的电量情况；
30.设备控制模块，用于根据所述运行情况和电量情况控制所述电网、储能电池和第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。
31.第三方面，
32.一种储能系统，包括：储能电池、充放电控制器、并离网控制器、第一辅助电源和第二辅助电源以及上述技术方案中所述的控制装置；
33.所述储能电池与依次连接充放电控制器和并离网控制器；
34.所述并离网控制器分别连接电网以及负载；
35.所述第一辅助电源分别连接所述电网、充放电控制器和并离网控制器；
36.所述第二辅助电源分别连接所述储能电池、充放电控制器和并离网控制器。
37.第四方面，
38.一种储能设备，包括上述技术方案中所述的储能系统。
39.本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
40.本技术技术方案提供了一种储能系统控制方法、装置和储能系统及储能设备，首先要获取储能系统中电网的运行情况以及储能电池的电量情况；然后根据电网的运行情况以及储能电池的电量情况，控制电网、储能电池、第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。本技术方案在控制时考虑电网运行情况与储能电池的电量情况，这样不会出电网断电且储能电池电量偏低时仍对负载供电，以造成电池过放。通过考虑电网运行情况和储能电池电量情况能够延长储能电池使用寿命，且保证用户体验。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术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
申请的一些实施例，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。
42.图1是现有技术中储能系统辅助电源取电方式示意图；
43.图2是本发明实施例提供的一种储能系统控制方法流程图；
44.图3是本发明实施例提供的一种具体的储能系统控制方法流程图；
45.图4是本发明实施例提供的一种储能系统控制装置结构图；
46.图5是本发明实施例提供的一种储能系统结构示意图；
47.图6是本发明实施例提供的储能系统处于第一种工作模式时能量流向的示意简图；
48.图7是本发明实施例提供的储能系统处于第二种工作模式时能量流向的示意简图
49.图8是本发明实施例提供的储能系统处于第三种工作模式时能量流向的示意简图。
具体实施方式
50.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
51.需要说明的是，以下本发明实施例中提到的充放电控制器为带cpu的双向dc/dc，并离网控制器为带cpu的dc/ac，储能电池中带bms，其中dc/ac，既可以将直流电变为交流电，也可以将交流电变为直流电。
52.参照图2，本发明实施例提供了一种储能系统控制方法，包括以下步骤：
53.获取储能系统中的电网的运行情况以及储能电池的电量情况；
54.根据运行情况和电量情况控制电网、储能电池和第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。
55.本发明实施例提供的一种储能系统控制方法，首先要获取储能系统中电网的运行情况以及储能电池的电量情况；然后根据电网的运行情况以及储能电池的电量情况，控制电网、储能电池、第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。本技术方案在控制时考虑电网运行情况与储能电池的电量情况，这样不会出电网断电且储能电池电量偏低时仍对负载供电，以造成电池过放。通过考虑电网运行情况和储能电池电量情况能够延长储能电池使用寿命，且保证用户体验。
56.作为对上述实施例的一种补充说明，本发明实施例还提供一种具体的储能系统控制方法，如图3所示：
57.获取电网的电流、电压以及频率信息；根据电流、电压以及频率信息判断电网是否运行异常。
58.当电网正常时，控制电网与储能系统连接，以便为负载供电；控制第一辅助电源工作以便为整个储能系统供电，控制第二辅助电源不工作；根据电量情况控制储能电池的工作状态。
59.其中，根据电量情况控制储能电池的工作状态包括：当储能电池电量充足时；控制
储能电池与储能系统断开连接；当储能电池电量不充足时，控制储能电池与储能系统连接，以便储能系统为储能电池充电。
60.当电网异常时，控制储能系统与电网断开连接；控制第一辅助电源不工作，控制第二辅助电源工作以便为储能系统供电；根据电量情况控制储能电池的工作状态。
61.其中，根据电量情况控制储能电池的工作状态包括：当储能电池电量充足时；控制储能电池与储能系统连接，以便储能电池为负载供电；当储能电池电量不满放电条件时，控制储能电池与储能系统断开连接。储能电池电量不满足放电条件时，控制负载与储能系统断开连接；控制第二辅助电源、充放电控制器和并离网控制器运行在低功耗模式。
62.需要说明的是，储能电池电量不满放电条件指的是，以当前储能电池电量如果继续放电，则会造成储能电池过放。
63.本发明实施例提供的具体的储能系统控制方法，能够根据储能系统的工作状态选择第一辅助电源工作或者第二辅助电源工作或者低功耗模式，最大程度减少储能电池在不使用时的放电量，延长其使用时间，避免过放，从未减少售后维护成本，提升客户体验感。
64.一个实施例中，本发明还提供一种储能系统控制装置，如图4所示，包括：
65.数据获取模块41，用于获取储能系统中的电网的运行情况以及储能电池的电量情况；其中，获取储能系统中的电网的运行情况包括：获取电网的电流、电压以及频率信息；根据电流、电压以及频率信息判断电网是否运行异常。
66.设备控制模块42，用于根据运行情况和电量情况控制电网、储能电池和第一辅助电源以及第二辅助电源的工作状态。具体地，当电网正常时，控制电网与储能系统连接，以便为负载供电；控制第一辅助电源工作以便为整个储能系统供电，控制第二辅助电源不工作；根据电量情况控制储能电池的工作状态。即当储能电池电量充足时；控制储能电池与储能系统断开连接；当储能电池电量不充足时，控制储能电池与储能系统连接，以便储能系统为储能电池充电。
67.当电网异常时，控制储能系统与电网断开连接；控制第一辅助电源不工作，控制第二辅助电源工作以便为储能系统供电；根据电量情况控制储能电池的工作状态。即当储能电池电量充足时；控制储能电池与储能系统连接，以便储能电池为负载供电；当储能电池电量不满放电条件时，控制储能电池与储能系统断开连接。当储能电池电量不满足放电条件时，控制负载与储能系统断开连接；控制第二辅助电源、充放电控制器和并离网控制器运行在低功耗模式。
68.本发明实施例提供的储能系统控制装置，可以根据储能系统的工作状态选择第一辅助电源工作或者第二辅助电源工作或者低功耗模式，最大程度减少储能电池在不使用时的放电量，延长其使用时间，避免过放，从未减少售后维护成本，提升客户体验感。
69.一个实施例中，本发明还提供一种储能系统，如图5所示，包括：储能电池、充放电控制器、并离网控制器、第一辅助电源和第二辅助电源以及如上述发明实施例提供的控制装置；
70.储能电池与依次连接充放电控制器和并离网控制器；
71.并离网控制器分别连接电网以及负载；
72.第一辅助电源分别连接电网、充放电控制器和并离网控制器；
73.第二辅助电源分别连接储能电池、充放电控制器和并离网控制器。
74.如图5所示，该系统由储能电池(带有bms)、充放电控制器(双向dc/dc)、并离网控制器(dc/ac)、交流继电器k3/k4/k5/k6、直流接触器k1/k2、第一辅助电源、第二辅助电源、电网、负载组成，其中直流接触器k1/k2接在储能电池和充放电控制器之间，交流继电器k3/k4接在并离网控制器和电网之间，交流继电器k5/k6接在并离网控制器和负载之间；第一辅助电源从交流电网处取电，输出给储能电池bms、充放电控制器、并离网控制器供电；第二辅助电源从储能电池侧取电，输出给储能电池bms、充放电控制器、并离网控制器供电；充放电控制器可以输出控制器信号ch1、ch2控制第一辅助电源、第二辅助电源的工作与否，同样，ch1、ch2这两个控制信号也可以由并离网控制器输出，实际应用时可以选择一种。
75.具体工作过程如下：
76.储能系统的工作过程可以分为4种：第一种是由电网给负载供电，继电器k3/k4/k5/k6闭合；第二种是电网给负载供电，同时也给储能电池充电，此时继电器k3/k4/k5/k6和接触器k1/k2均闭合；第三种是电网异常，储能电池能量满足放电条件，由储能电池给负载供电，继电器k5/k6闭合，接触器k1/k2闭合，继电器k3/k4断开；第四种是电网异常，储能电池能量不满足放电条件，充放电控制器和并离网控制器工作在低功耗模式，继电器k3/k4/k5/k6和接触器k1/k2均断开。
77.当储能系统处于第一种工作模式时，如图6所示：电网正常，第一辅助电源启动工作，给整个储能系统供电，控制信号ch2控制第二辅助电源不工作，此时储能电池不放电，能量由电网流向负载；
78.当储能系统处于第二种工作模式时，如图7所示：电网正常，第一辅助电源启动工作，给整个储能系统供电，控制信号ch2控制第二辅助电源不工作，此时储能电池处于充电状态，能量由电网流向负载和储能电池；
79.当储能系统处于第三种工作模式时，如图8所示：电网异常，第一辅助电源不工作，控制信号ch2控制第二辅助电源开启工作，由第二辅助电源给整个储能系统供电，储能系统处于离网工作状态，能量由储能电池流向负载；
80.当储能系统处于第四种工作模式时：电网异常，储能电池电量不满足放电条件，第一辅助电源不工作，控制信号ch2控制第二辅助电源开启工作，由第二辅助电源给整个储能系统供电，此时继电器和接触器均断开，第二辅助电源、充放电控制器和并离网控制器工作在低功耗模式，使得储能电池放电量大大降低，延长储能电池待机时间，等待充电。
81.本发明实施例提供的储能系统可以根据储能系统的工作状态选择第一辅助电源工作或者第二辅助电源工作或者低功耗模式，最大程度减少储能电池在不使用时的放电量，延长其使用时间，避免过放，从未减少售后维护成本，提升客户体验感。
82.一个实施例中，本发明提供一种储能设备，包括上述实施例中提供的储能系统。
83.本发明实施例提供的储能设备基于储能电池、充放电控制器(双向dc/dc)、dc/ac和负载组成的储能系统的架构，根据系统不同的工作模式，选择相应的辅助电源供电方式，以解决储能电池放电快或者过放的问题。
84.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。
85.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义
是指至少两个。
86.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
87.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
88.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
89.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
90.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
91.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
92.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。