專利名稱：電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，特別涉及一種電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法。
背景技術(shù)：
目前，中國電力負荷增長迅速，不少地區(qū)出現(xiàn)了電力供需的矛盾，高峰負荷與峰谷差逐年增加；因此，特別是在迎峰度冬夏期間，高峰負荷往往受到發(fā)電能力和電網(wǎng)安全的限制，需要按地區(qū)和時間合理安排電力負荷，調(diào)配電力供應(yīng)以充分利用電能，緩解電網(wǎng)壓力。為了滿足現(xiàn)在社會日益增長的用電需求，解決“電能只能即用即發(fā)”的問題，電池儲能系統(tǒng)在當今電網(wǎng)系統(tǒng)中正逐步受到重視。所述的電池儲能系統(tǒng)通過在電網(wǎng)低谷期間吸收電能，在負荷高峰期間釋放電力，來降低峰谷差，從而相應(yīng)減少電源的閑置容量，滿足調(diào)峰需求，提高電廠運行效率。因此，電池儲能系統(tǒng)是否具備良好有效的運行控制手段，對供電是否穩(wěn)定可靠有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可靠有效的電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，可以在電網(wǎng)跳閘時控制儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式，即能夠以現(xiàn)存的儲能能量不間斷地為負載供電； 而在電網(wǎng)恢復(fù)時將迅速切換到負荷工作或時間工作模式下對負載進行供電；并且，可以控制儲能系統(tǒng)即時進行充電或在用電低谷時充電。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其中所述電池儲能系統(tǒng)設(shè)置的若干組蓄電池模塊，依次通過單相斷路器、并網(wǎng)雙向逆變器、第二斷路器之后，連接至電網(wǎng)的第一斷路器向小區(qū)負載供電的線路上；
所述控制方法首先進行步驟1，通過系統(tǒng)自檢，確定儲能系統(tǒng)是否可以并網(wǎng)工作，以及電網(wǎng)是否跳閘
若電網(wǎng)沒有跳閘，選擇進行步驟2，使儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式向負載供電；或者， 選擇進行步驟3，則使儲能系統(tǒng)進入時間工作模式向負載供電；
若檢測到電網(wǎng)跳閘、失去對小區(qū)負載的供電能力時，則進行步驟4，控制儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式，以現(xiàn)存的儲量不間斷地向小區(qū)負載供電；
在步驟2、步驟3或步驟4中，若儲能系統(tǒng)停止向負載供電后，選擇進行步驟5，控制所述儲能系統(tǒng)在設(shè)定的時間進行并網(wǎng)充電。步驟1中進一步包含
步驟1.1、儲能系統(tǒng)自檢控制所述并網(wǎng)雙向逆變器近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器斷開；然后檢測儲能系統(tǒng)電池的實際電壓、溫度、剩余能量，判斷其是否可以進行并網(wǎng)工作； 當檢測到儲能系統(tǒng)可以并網(wǎng)工作時，再進行步驟1. 2 ；
步驟1.2、電網(wǎng)檢測檢測電網(wǎng)的電壓、電流、功率，確定電網(wǎng)的實際工作狀態(tài)，并判斷電網(wǎng)是否跳閘。步驟2中，儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式時，先判斷儲能系統(tǒng)能否提供特定時間段所需的負荷能量
若儲能系統(tǒng)的能量可以滿足特定的工作時長，則進行步驟2. 1 ； 步驟2. 1、使并網(wǎng)雙向逆變器合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)向小區(qū)負載提供所需的負荷能量；直到達到設(shè)定的工作時長后，停止供電；選擇進行步驟5所述充電儲能操作。若儲能系統(tǒng)不能提供特定時間段所需負荷能量，則進行步驟2. 2 ；
步驟2. 2、對儲能系統(tǒng)所能提供的實際負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合閘工作
若選擇“是”，進行合間供電，直到儲能能量到達下限值時，停止供電，選擇進行步驟5 所述充電儲能操作；若選擇“否”，進行步驟5所述充電儲能操作。步驟3中，儲能系統(tǒng)進入時間工作模式時，先判斷儲能系統(tǒng)是否到達放電工作時間若儲能系統(tǒng)沒有到達放電工作時間的，進行步驟5所述充電儲能操作；
若儲能系統(tǒng)到達放電工作時間的，進一步判斷其是否能夠提供工作時長下所需的負荷能量若選擇為“是”，進行步驟3. 1. 1 ；若選擇為“否”，進行步驟3. 1. 2 ；
步驟3. 1. 1、即儲能系統(tǒng)能提供工作時長下所需負荷能量的，則使并網(wǎng)雙向逆變器合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)提供所需負荷能量；在達到工作時長后，停止供電；此時進行步驟5所述充電儲能操作。步驟3. 1. 2、即儲能系統(tǒng)不能提供工作時長所需負荷能量時，則對其實際所能提供的負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合閘工作
當選擇進行合間供電，在到達儲能能量下限值時，停止供電；此時選擇進行步驟5所述充電儲能操作；當選擇不進行合閘供電的，進行步驟5所述充電儲能操作。步驟4中，先判斷儲能系統(tǒng)能否對小區(qū)供電選擇為“是”的，進行步驟4. 1，選擇為 “否”的，儲能系統(tǒng)不作出反應(yīng)；
步驟4. 1、儲能系統(tǒng)能對小區(qū)供電的，則使小區(qū)負載與電網(wǎng)連接的第一斷路器斷開，并且使并網(wǎng)雙向逆變器近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器合閘并網(wǎng)，由儲能系統(tǒng)電池對小區(qū)進行不間斷電源供電；
當儲能能量到達下限值時，停止供電，將第二斷路器斷開，使儲能系統(tǒng)離網(wǎng)；若期間電網(wǎng)恢復(fù)，則控制儲能系統(tǒng)迅速切換到步驟2所述的負荷工作模式或步驟3所述的時間工作模式下進行工作。步驟5中所述充電儲能操作，是在儲能系統(tǒng)停止供電之后，選擇使儲能系統(tǒng)即時進行并網(wǎng)充電，或者選擇使并網(wǎng)逆變器電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器斷開，等到用電低谷時再控制儲能系統(tǒng)進行并網(wǎng)充電。經(jīng)由本發(fā)明所述儲能控制方法控制后，所述電池儲能系統(tǒng)可以在電網(wǎng)故障跳閘時，不間斷地為小區(qū)用戶負載供電；而在電網(wǎng)非故障或故障恢復(fù)時，根據(jù)負荷量或供電時長的需要，選擇以負荷工作或時間工作模式向負載供電；當?shù)竭_供電時間或儲能容量達到下限時，可以選擇使儲能系統(tǒng)即時并網(wǎng)充電，或者設(shè)定在用電低谷時進行充電，從而降低供電負荷的峰谷差，減少電源的閑置容量，滿足調(diào)峰需求，提高電廠運行效率。


圖1是本發(fā)明所述電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)及小區(qū)負載的連接示意框圖；圖2是本發(fā)明所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法的流程圖。
具體實施例方式以 下結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1所示，是電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)及小區(qū)負載的連接示意框圖。其中，IOKV電網(wǎng) 1依次經(jīng)過800KVA的變壓器2、電壓/電流檢測裝置3、三相的第一斷路器4后連接至小區(qū)用戶負載5 ；所述電壓/電流檢測裝置3將其測得的數(shù)據(jù)發(fā)送至一主控制系統(tǒng)6。電池儲能系統(tǒng)設(shè)置有串聯(lián)的8個30kWh的蓄電池模塊7，對該些蓄電池模塊7進行電流檢測及電壓檢測的裝置11、12，也分別將測得的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述主控制系統(tǒng)6。所述若干蓄電池模塊7 再依次通過單相斷路器8、并網(wǎng)雙向逆變器9、三相的第二斷路器10后連接至所述小區(qū)用戶負載5 ；所述單相斷路器8、并網(wǎng)雙向逆變器9及第二斷路器10也各自與所述主控制系統(tǒng)6 連接，并受該主控制系統(tǒng)6驅(qū)動。配合參見圖1、圖2所示，其中圖2是本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法的流程圖。所述控制方法，包含以下步驟
步驟1、系統(tǒng)自檢；即通過對儲能系統(tǒng)及檢測電網(wǎng)1的各種狀態(tài)量進行檢測，確定儲能系統(tǒng)是否可以接入小區(qū)電網(wǎng)進入工作運行狀態(tài)；其中，進一步包含有
步驟1. 1、儲能系統(tǒng)自檢控制并網(wǎng)雙向逆變器9近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器10斷開；然后檢測儲能系統(tǒng)電池的實際電壓、溫度、剩余能量，判斷其是否可以進行并網(wǎng)工作；
若儲能系統(tǒng)不能并網(wǎng)工作的，則重新進行步驟1. 1 ；直到檢測到儲能系統(tǒng)可以并網(wǎng)工作，再進行步驟1.2。步驟1.2、電網(wǎng)檢測檢測電網(wǎng)的電壓、電流、功率，確定電網(wǎng)的實際工作狀態(tài)，并判斷電網(wǎng)是否跳閘；
若電網(wǎng)沒有跳閘，可選擇使儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式，則進行步驟2 ；或者，可選擇使儲能系統(tǒng)進入時間工作模式，則進行步驟3 ；
若檢測到電網(wǎng)跳閘，則進行步驟4，即控制儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式。步驟2、儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式；
先判斷儲能系統(tǒng)能否提供特定時間段所需負荷能量若判斷為“是”，進行步驟2. 1，若判斷為“否”，則進行步驟2. 2;
步驟2. 1、若儲能系統(tǒng)的能量可以滿足特定的工作時長，則使并網(wǎng)雙向逆變器9合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)向小區(qū)負載提供所需負荷能量；直到達到設(shè)定的工作時長后，停止供電； 此時可進行充電儲能方式的選擇；
步驟2. 2、若儲能系統(tǒng)不能提供特定時間段所需負荷能量，則對其所能提供的負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合閘工作
若選擇“是”，進行合閘供電；當儲能能量到達下限值時，停止供電；此時可進行充電儲能方式的選擇；若選擇“否”，可以進行充電儲能方式的選擇； 步驟3、儲能系統(tǒng)進入時間工作模式；
先判斷儲能系統(tǒng)是否到達放電工作時間若判斷為“是”，進行步驟3. 1，若判斷為 “否”，則進行步驟3.2 ；
步驟3. 1、若儲能系統(tǒng)到達放電工作時間的，進一步判斷其是否能夠提供工作時長下所需的負荷能量
步驟3. 1. 1、若選擇為“是”，即儲能系統(tǒng)能提供工作時長所需負荷能量的，則使并網(wǎng)雙向逆變器9合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)提供所需負荷能量；在達到工作時長后，停止供電；此時可進行充電儲能方式的選擇；
步驟3. 1. 2、若選擇為“否”，即儲能系統(tǒng)不能提供工作時長所需負荷能量時，則對其實際所能提供的負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合閘工作
當選擇進行合閘供電，在到達儲能能量下限值時，停止供電；此時可進行充電儲能方式的選擇；當選擇不進行合閘供電的，可以進行充電儲能方式的選擇；
步驟3. 2、若儲能系統(tǒng)沒有到達放電工作時間的，可以進行充電儲能方式的選擇； 步驟4、當電網(wǎng)跳閘、失去對小區(qū)用戶的供電能力時，需要儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式， 對小區(qū)負載進行供電；
先判斷儲能系統(tǒng)能否對小區(qū)供電選擇為“是”的，進行步驟4. 1，選擇為“否”的，儲能系統(tǒng)不作出反應(yīng)。步驟4. 1、儲能系統(tǒng)能對小區(qū)供電的，則使小區(qū)負載與電網(wǎng)連接的第一斷路器4斷開，并且使并網(wǎng)雙向逆變器9近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器10合閘并網(wǎng)，由儲能系統(tǒng)電池對小區(qū)進行不間斷電源供電；
當儲能能量到達下限值時，停止供電，將第二斷路器10斷開，使儲能系統(tǒng)離網(wǎng)；若期間電網(wǎng)恢復(fù)，則控制儲能系統(tǒng)迅速切換到負荷工作模式(步驟2)或時間工作模式(步驟3)下進行工作。步驟5、充電儲能；
在上述步驟2. 1、步驟2. 2、步驟3. 1. 1、步驟3. 1. 2、步驟3. 2、步驟4. 1中，當儲能系統(tǒng)停止供電之后，可以進行充電儲能方式的選擇，即決定使儲能系統(tǒng)即時進行并網(wǎng)充電，或者使并網(wǎng)逆變器9電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器10斷開，等到特定時間(例如，用電低谷)時再進行并網(wǎng)充電儲能。經(jīng)由上述方法控制，所述電池儲能系統(tǒng)可以在電網(wǎng)故障跳閘時，不間斷地為小區(qū)用戶負載供電；而在電網(wǎng)非故障或故障恢復(fù)時，根據(jù)負荷量或供電時長的需要，選擇以負荷工作或時間工作模式向負載供電；當?shù)竭_供電時間或儲能容量達到下限時，可以選擇使儲能系統(tǒng)即時并網(wǎng)充電，或者設(shè)定在用電低谷時進行充電，從而降低供電負荷的峰谷差，減少電源的閑置容量，滿足調(diào)峰需求，提高電廠運行效率。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其中所述電池儲能系統(tǒng)設(shè)置的若干組蓄電池模塊，依次通過單相斷路器、并網(wǎng)雙向逆變器、第二斷路器之后，連接至電網(wǎng)的第一斷路器向小區(qū)負載供電的線路上；其特征在于，所述控制方法首先進行步驟1，通過系統(tǒng)自檢，確定儲能系統(tǒng)是否可以并網(wǎng)工作，以及電網(wǎng)是否跳閘若電網(wǎng)沒有跳閘，選擇進行步驟2，使儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式向負載供電；或者， 選擇進行步驟3，則使儲能系統(tǒng)進入時間工作模式向負載供電；若檢測到電網(wǎng)跳閘、失去對小區(qū)負載的供電能力時，則進行步驟4，控制儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式，以現(xiàn)存的儲量不間斷地向小區(qū)負載供電；在步驟2、步驟3或步驟4中，若儲能系統(tǒng)停止向負載供電后，選擇進行步驟5，控制所述儲能系統(tǒng)在設(shè)定的時間進行并網(wǎng)充電。
2.如權(quán)利要求1所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于， 步驟1中進一步包含步驟1. 1、儲能系統(tǒng)自檢控制所述并網(wǎng)雙向逆變器近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器斷開；然后檢測儲能系統(tǒng)電池的實際電壓、溫度、剩余能量，判斷其是否可以進行并網(wǎng)工作； 當檢測到儲能系統(tǒng)可以并網(wǎng)工作時，再進行步驟1. 2 ；步驟1.2、電網(wǎng)檢測檢測電網(wǎng)的電壓、電流、功率，確定電網(wǎng)的實際工作狀態(tài)，并判斷電網(wǎng)是否跳閘。
3.如權(quán)利要求1所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于，步驟2中，儲能系統(tǒng)進入負荷工作模式時，先判斷儲能系統(tǒng)能否提供特定時間段所需的負荷能量若儲能系統(tǒng)的能量可以滿足特定的工作時長，則進行步驟2. 1 ； 步驟2. 1、使并網(wǎng)雙向逆變器合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)向小區(qū)負載提供所需的負荷能量；直到達到設(shè)定的工作時長后，停止供電；選擇進行步驟5所述充電儲能操作。
4.如權(quán)利要求3所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于，步驟2中，若儲能系統(tǒng)不能提供特定時間段所需負荷能量，則進行步驟2. 2 ； 步驟2. 2、對儲能系統(tǒng)所能提供的實際負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合閘工作若選擇“是”，進行合間供電，直到儲能能量到達下限值時，停止供電，選擇進行步驟5 所述充電儲能操作；若選擇“否”，進行步驟5所述充電儲能操作。
5.如權(quán)利要求1所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于，步驟3中，儲能系統(tǒng)進入時間工作模式時，先判斷儲能系統(tǒng)是否到達放電工作時間若儲能系統(tǒng)沒有到達放電工作時間的，進行步驟5所述充電儲能操作；若儲能系統(tǒng)到達放電工作時間的，進一步判斷其是否能夠提供工作時長下所需的負荷能量若選擇為“是”，進行步驟3. 1. 1 ；若選擇為“否”，進行步驟3. 1. 2 ；步驟3. 1. 1、即儲能系統(tǒng)能提供工作時長下所需負荷能量的，則使并網(wǎng)雙向逆變器合閘并網(wǎng)，控制儲能系統(tǒng)提供所需負荷能量；在達到工作時長后，停止供電；此時進行步驟5所述充電儲能操作。
6.如權(quán)利要求6所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于，步驟3. 1. 2，即儲能系統(tǒng)不能提供工作時長所需負荷能量時，則對其實際所能提供的負荷能量及其供電時間進行確定；然后選擇是否進入合間工作當選擇進行合間供電，在到達儲能能量下限值時，停止供電；此時選擇進行步驟5所述充電儲能操作；當選擇不進行合閘供電的，進行步驟5所述充電儲能操作。
7.如權(quán)利要求1所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于，步驟4中，先判斷儲能系統(tǒng)能否對小區(qū)供電選擇為“是”的，進行步驟4. 1，選擇為“否” 的，儲能系統(tǒng)不作出反應(yīng)；步驟4. 1、儲能系統(tǒng)能對小區(qū)供電的，則使小區(qū)負載與電網(wǎng)連接的第一斷路器斷開，并且使并網(wǎng)雙向逆變器近電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器合閘并網(wǎng)，由儲能系統(tǒng)電池對小區(qū)進行不間斷電源供電；當儲能能量到達下限值時，停止供電，將第二斷路器斷開，使儲能系統(tǒng)離網(wǎng)；若期間電網(wǎng)恢復(fù)，則控制儲能系統(tǒng)迅速切換到步驟2所述的負荷工作模式或步驟3所述的時間工作模式下進行工作。
8.如權(quán)利要求廣7中任意一項所述電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，其特征在于， 步驟5中所述充電儲能操作，是在儲能系統(tǒng)停止供電之后，選擇使儲能系統(tǒng)即時進行并網(wǎng)充電，或者選擇使并網(wǎng)逆變器電網(wǎng)側(cè)的第二斷路器斷開，等到用電低谷時再控制儲能系統(tǒng)進行并網(wǎng)充電。
全文摘要
一種電池儲能系統(tǒng)的儲能控制方法，對連接至電網(wǎng)向小區(qū)負載供電線路上的電池儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)供電或充電進行控制，首先通過系統(tǒng)自檢，確定儲能系統(tǒng)是否可以并網(wǎng)工作，以及電網(wǎng)是否跳閘當電網(wǎng)沒有跳閘時，選擇使儲能系統(tǒng)在負荷工作模式或時間工作模式下并網(wǎng)向負載供電；當檢測到電網(wǎng)跳閘、失去對小區(qū)負載的供電能力時，則控制儲能系統(tǒng)進入孤島工作模式，以現(xiàn)存的儲量不間斷地向小區(qū)負載供電；若儲能系統(tǒng)停止向負載供電后，可以控制所述儲能系統(tǒng)即時進行并網(wǎng)充電或等到用電低谷時再充電儲能。因此，本發(fā)明可以控制電池儲能系統(tǒng)根據(jù)需要，穩(wěn)定可靠地向負載供電，降低供電負荷的峰谷差，減少電源的閑置容量，滿足調(diào)峰需求，提高電廠運行效率。
文檔編號H02J3/28GK102324753SQ20111027418
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者何維國, 張宇, 杜成剛, 董曉文, 蔣心澤 申請人:上海市電力公司