CN103928942A - 一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，包括：步骤一，对储能电池进行电量检测，判断储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；步骤二，当储能电池为亏电状态，进行故障报警；当储能电池为不亏电状态，储能电池向光储变流器供电；步骤三，当储能电池向光储变流器供电时，对光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断光储变流器接收的直流电压是否在第一阈值范围内；步骤四，当光储变流器接收的直流电压在阈值范围内时，则输出交流电；当光储变流器接收的直流电压不在阈值范围内时，则进行故障报警。本发明可以使得电网出现异常的条件下能够自运行，分布式光储联合发电能够长时间自己“黑启动”而且能给负载独立可靠供电。

Description

一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法

技术领域

本发明涉及黑启动方法，具体地，涉及一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法。

背景技术

随着我国经济的发展，对能源的需要不断增加，但石油、煤炭等化石能源经多年过度开发不仅面临枯竭而且带来了严重的环境问题，特别是近期全国范围内出现的雾霾就是环境恶化的集中表现。分布式光伏发电利用太阳能，是人们利用清洁能源的重要手段。但是分布式发电易受周围环境的影响，在接入公共电网后，需要公共电网作为备用。目前分布式光储联合发电，通常采用并网取点的模式，在电网正常条件下，这种工作模式没有问题；但在电网出现异常的条件下，分布式光储发电不能够自运行，阻碍了分布式发电的应用途径。需要分布式光储联合发电能够自己“黑启动”，给负载独立可靠供电，在现有技术中，一般使用UPS（不间断电源，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源）进行“黑启动”，UPS带电时间有限，不能够长时间在无电条件下进行“黑启动”。

发明内容

本发明的目的克服了在电网出现异常的条件下，分布式光储发电不能够长时间在无电条件下进行“黑启动”的问题，提供一种在电网出现异常的条件下能够自运行，分布式光储联合发电能够长时间自己“黑启动”而且可以给负载独立可靠供电的一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，该方法包括：S101，对储能电池进行电压检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；S102，当所述储能电池为亏电状态，进行故障报警；当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；S103，当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第一阈值范围内；以及S104，当所述光储变流器接收的直流电压在第一阈值范围内时，则输出交流电；当所述光储变流器接收的直流电压不在第一阈值范围内时，则进行故障报警。

优选地，当所述储能电池的电量大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电量小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；或当所述储能电池的电量小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态。

进一步优选地，在步骤S101中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电压检测。

更进一步优选地，在步骤S101中，当传感器检测的电压值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态；当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态。

优选地，在步骤S103中，所述第一阈值范围为450-800V。

本发明还提供一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，该方法包括：S201，对储能电池进行电压检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；S202，当所述储能电池为亏电状态，光伏电池向光储变流器供电；或当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；S203，当光伏电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；或当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；以及S204，当所述光储变流器接收的直流电压在第二阈值范围内时，则输出交流电；或当所述光储变流器接收的直流电压不在第二阈值范围内时，则进行故障报警。

优选地，当所述储能电池的电量大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电量小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；当所述储能电池的电量小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态。

进一步优选地，在步骤S201中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电压检测。

更进一步优选地，在步骤S201中，当传感器检测的电压值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态；当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态。

优选地，在步骤S203中，所述第二阈值范围为450-800V。

通过上述方法，使用储能电池能够有效解决分布式光储联合发电在离网条件下的启动问题，有效拓展分布式发电的应用途径，提高分布式发电的经济效益，实现分布式发电在离网条件下安全可靠供电，通过本项发明能够有效减少分布式供电系统的成本，同时增加该系统的供电可靠性，并且可以进行远程的监控和维护。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法的实施方式的流程图；以及

图2是本发明提供的一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法的优选的实施方式的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明提供的一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法的一种实施方式的流程图；以及图2是本发明提供的一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法的另一种实施方式的流程图。本发明提供有一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，该方法包括：S101，对储能电池进行电压检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；S102，当所述储能电池为亏电状态，进行故障报警；当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；S103，当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第一阈值范围内；以及S104，当所述光储变流器接收的直流电压在第一阈值范围内时，则输出交流电；当所述光储变流器接收的直流电压不在第一阈值范围内时，则进行故障报警。

通过上述方法，使用储能电池能够有效解决分布式光储联合发电在离网条件下的启动问题，有效拓展分布式发电的应用途径，提高分布式发电的经济效益，实现分布式发电在离网条件下安全可靠供电，通过本项发明能够有效减少分布式供电系统的成本，同时增加该系统的供电可靠性，并且可以进行远程的监控和维护。

本系统包括：储能电池、光储变流器、直流负载以及交直流电源转换模块。其中，直流负载主要包括：直流接触器K1、交流接触器K2、电池管理系统、DSP控制系统以及监控系统等低压小功率负载。在离网条件下，光储联合分布式发电系统黑启动，通过电池安全系统的安全检测，控制直流接触器K1和交流接触器K2，给光储变流器提供直流电源，光储变流器检测直流电压正常和电池运行状态正常，启动光储变流器，从而输出交流380V电压。

在上述一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法中，直流转换电源从储能电池取电，经过450-800V的电源转换模块进行电压等级转换，转换成24V的直流电压。直流24V的电压供给电池管理系统和DSP控制器以及直流负载，从而使电池管理系统开始工作；当电池本体工作正常时，电池管理系统显示正常，合上直流接触器K1，给光出变流器供电，DSP控制器通过CAN总线接收到电池管理系统运行正常信号后，进行直流电压范围的检测和判断，进一步进行机柜内部的温度和湿度进行检测，如果满足运行要求，闭合交流接触器K2，储能变流器进行恒压/恒频控制输出，输出380V的交流电压，启动光储变流系统。

根据本发明，在一种实施方式中，当所述储能电池的电压大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电压小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；或当所述储能电池的电压小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态，按15%来划分，能够有效利用储能电池的电量，避免有电池用尽的情况出现，蓄电池的电量可以通过蓄电池控制电路进行测量电量，并可以通过显示器进行显示。

根据本发明，在一种优选的实施方式中，在步骤S101中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电压检测，检测出电量的多少方便判断是否能用，从而实现电压的随时检测。

根据本发明，在一种更优选的实施方式中，在步骤S101中，当传感器检测的电压值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态，所述电压传感器和所述比较器传递出信号将直流接触器K1闭合；当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态，当所述储能电池为亏电状态，所述电压传感器和所述比较器传递出信号进行故障报警，通过这种方式可以实现电压的检测。

根据本发明，在一种实施方式中，在步骤S103中，所述第一阈值范围为450-800V，通过此阈值从而判断储能电池是否为亏电状态。

本发明还提供一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，该方法包括：S201，对储能电池进行电压检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；S202，当所述储能电池为亏电状态，光伏电池向光储变流器供电；或当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；S203，当光伏电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；以及S204，当所述光储变流器接收的直流电压在第二阈值范围内时，则交流接触器K2闭合，则输出交流电；或当所述光储变流器接收的直流电压不在第二阈值范围内时，则进行故障报警。

通过上述的方法，不仅仅在使用储能电池的时候可以有效解决分布式光储联合发电在离网条件下的启动问题，有效拓展分布式发电的应用途径，提高分布式发电的经济效益，实现分布式发电在离网条件下安全可靠供电，通过本项发明能够有效减少分布式供电系统的成本，同时增加该系统的供电可靠性，并且可以进行远程的监控和维护，在储能电池亏点状态下，可以通过光伏电池进行供电达到“黑启动”的目的。

根据本发明，在上述实施方式中，在光处联合分布式发电系统中储能本体出现亏电或者故障的条件下，采用光伏电池给DSP控制器和直流负载提供直流电源，保证系统的二次供电能够正常工作，能够启动光储系统的监控和自我保护系统，给远程故障诊断提供运行的可能性，对储能系统进行在线维护。

根据本发明，在上述实施方式的另一种实施方式中，根据储能电池的亏电情况，控制光储一体系统给储能电池本体进行浮充充电，激活电池本体；在紧急情况下，可以通过交流并网接口，经过交流变换电源给电池管理系统和DSP控制器进行供电，控制直流接触器K1和交流接触器K2闭合，光储变流器进行恒流恒压控制，对储能本体电池进行充电，对储能系统进行离线维护。

本系统包括：储能电池、光储变流器、直流负载以及交直流电源转换模块。其中，直流负载主要包括：直流接触器K1、交流接触器K2、电池管理系统、DSP控制系统以及监控系统等低压小功率负载。在离网条件下，光储联合分布式发电系统黑启动，通过电池安全系统的安全检测，控制直流接触器K1和交流接触器K2，直流接触器K1连接于所述储能电池和光储变流器之间，给光储变流器提供直流电源，所述交流接触器K2连接于所述光储变流器输出端，光储变流器检测直流电压正常和电池运行状态正常，启动光储变流器，从而输出交流380V电压。

在上述一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法中，直流转换电源从储能电池取电，经过450-800V的电源转换模块进行电压等级转换，转换成24V的直流电压。直流24V的电压供给电池管理系统和DSP控制器以及直流负载，从而使电池管理系统开始工作；当电池本体工作正常时，电池管理系统显示正常，合上直流接触器K1，给光出变流器供电，DSP控制器通过CAN总线接收到电池管理系统运行正常信号后，进行直流电压范围的检测和判断，进一步进行机柜内部的温度和湿度进行检测，如果满足运行要求，闭合交流接触器K2，储能变流器进行恒压/恒频控制输出，输出380V的交流电压，启动光储变流系统；在光储联合分布式发电系统中的本体电池出现问题的时候，利用光伏电池对给直流负载供电和光储变流器等器件供电，然后开始检测交流电网的状态参数，重复上述步骤，若机柜内部的温度和湿度不正常，则闭合交流接触器K2，启动光储变流系统，若机柜内部的温度和湿度不正常则显示故障，跳开交流接触器K2。

根据本发明，在一种实施方式中，当所述储能电池的电量大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电量小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；当所述储能电池的电量小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态，可以有效利用储能电池的电量，避免有电池用尽的情况出现，蓄电池的电量可以通过蓄电池控制电路进行测量电量，并可以通过显示器进行显示。

根据本发明，在一种优选的实施方式中，在步骤S101中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电压检测，检测出电量的多少方便判断是否能用，从而实现电压的随时检测。

根据本发明，在一种更优选的实施方式中，在步骤S101中，当传感器检测的电压值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态，所述电压传感器和所述比较器传递出信号将直流接触器K1闭合；当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态，当所述储能电池为亏电状态，所述电压传感器和所述比较器传递出信号进行故障报警，通过这种方式可以实现电压的检测。

根据本发明，在一种实施方式中，在步骤S103中，所述第二阈值范围为450-800V，通过此阈值从而判断储能电池是否为亏电状态。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，该方法包括：

S101，对储能电池进行电量检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；

S102，当所述储能电池为亏电状态，进行故障报警；当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；

S103，当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第一阈值范围内；以及

S104，当所述光储变流器接收的直流电压在第一阈值范围内时，则输出交流电；当所述光储变流器接收的直流电压不在第一阈值范围内时，则进行故障报警。

2.根据权利要求1所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，当所述储能电池的电量大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电量小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；或当所述储能电池的电量小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态。

3.根据权利要求1所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S101中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电量检测。

4.根据权利要求3所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S101中，当传感器检测的电量值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态；当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态。

5.根据权利要求1所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S103中，所述第一阈值范围为450-800V。

6.一种光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，该方法包括：

S201，对储能电池进行电量检测，判断所述储能电池的工作状态为不亏电状态或亏电状态；

S202，当所述储能电池为亏电状态，光伏电池向光储变流器供电；或当所述储能电池为不亏电状态，所述储能电池向光储变流器供电；

S203，当光伏电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；当所述储能电池向光储变流器供电时，对所述光储变流器接收的直流电压进行电压检测，判断所述光储变流器接收的直流电压是否在第二阈值范围内；以及

S204，当所述光储变流器接收的直流电压在第二阈值范围内时，则输出交流电；或当所述光储变流器接收的直流电压不在第二阈值范围内时，则进行故障报警。

7.根据权利要求6所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，当所述储能电池的电量大于或等于所述储能电池总电量的15%且所述储能电池的电量小于或等于所述储能电池总电量的100%时，所述储能电池为不亏电状态；

当所述储能电池的电量小于所述储能电池总电量的15%时，所述储能电池为亏电状态。

8.根据权利要求6所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S201中，通过电压传感器和比较器对储能电池进行电压检测。

9.根据权利要求8所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S201中，当传感器检测的电压值大于比较器预设的值，所述比较器传出电池不亏电状态信号，判断储能电池为不亏电状态；

当传感器检测的电压值小于或等于比较器预设的值，所述比较器传出电池亏电状态信号，判断储能电池为亏电状态。

10.根据权利要求6所述的光储联合分布式发电离网系统黑启动方法，其特征在于，在步骤S203中，所述第二阈值范围为450-800V。