CN105409088A - 电池能量存储系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池能量存储系统(10)和控制方法，其中，所述电池能量存储系统包括：输入端(102)，其能够与电网连接；第一输出端(104)，其能够与第一负载连接；充电控制器(108)，其连接到所述输入端(102)并且适于将来自所述输入端(102)的交流电源转换为直流电源；电池(110)，其连接到所述充电控制器(108)并且适于存储由所述充电控制器(108)所转换的所述直流电源；逆变器(112)，其连接到所述电池(110)和所述第一输出端(104)，并且适于将所述电池(110)中所存储的直流电源转换为交流电源并且将所转换的交流电源输出到所述第一输出端(104)；第一开关(114)，其连接到所述输入端(102)和所述第一输出端(104)；以及能量管理系统(118)，其适于控制所述充电控制器(108)、所述逆变器(112)和所述第一开关(114)，其中，当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上有能量时，所述能量管理系统(118)接通所述第一开关(104)，并且当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上没有能量时，所述能量管理系统(118)关断所述第一开关(104)。使用所述电池能量存储系统(10)和所述控制方法，负载功率不受到所述电池能量存储系统(10)的所述逆变器的驱动能力的限制。

Description

电池能量存储系统和控制方法
技术领域
本发明涉及能量存储技术，并且具体地涉及电池能量存储系统和控制方法。
背景技术
电池能量存储系统(BESS)最近已经作为用于电力系统中的最有前景的技术之一而出现，该技术为目前的电力系统所面临的许多操作问题提供解决方案。
图1图示了现有BESS的典型系统图。如图1所示，现有BESS包括能够与电网连接的交流(AC)输入端ACIn、能够与负载连接的AC输出端ACOut、充电控制器、电池、逆变器INV、以及能量管理系统(EMS)。充电控制器可以将来自电网的AC转换为直流(DC)。电池可以存储由充电控制器所转换的DC。逆变器INV可以将电池中所存储的DC转换为AC并且将所转换的AC输出到输出端ACOut。EMS可以控制充电控制器的AC-DC转换和逆变器INV的DC-AC转换。
根据现有BESS，负载功率只由BESS的逆变器INV来提供，并且因此，负载功率受到逆变器的驱动能力的限制。即，例如，如果BESS的逆变器为10kW，则负载不能超过10kW。
发明内容
鉴于现有技术的以上问题，本发明的实施例提供了电池能量存储系统和控制方法，使用该系统和方法，负载功率不受到电池能量存储系统的逆变器的驱动能力的限制。
本发明的实施例提供了电池能量存储系统(10)，电池能量存储系统(10)包括：能够与电网连接的输入端(102)；能够与第一负载连接的第一输出端(104)；充电控制器(108)，其连接到输入端(102)并且适于将来自输入端(102)的交流电源转换为直流电源；电池(110)，其连接到充电控制器(108)并且适于存储由充电控制器(108)所转换的直流电源；逆变器(112)，其连接到电池(110)和第一输出端(104)，并且适于将电池(110)中所存储的直流电源转换为交流电源并且将所转换的交流电源输出到第一输出端(104)；连接到输入端(102)和第一输出端(104)的第一开关(114)；以及适于控制充电控制器(108)、逆变器(112)和第一开关(104)的能量管理系统(118)，其中，当能量管理系统(118)检测到输入端(102)上有能量时，能量管理系统(118)接通第一开关(104)，并且当能量管理系统(118)检测到输入端(102)上没有能量时，能量管理系统(118)关断第一开关(104)。
其中，电池能量存储系统(10)还包括：能够与第二负载连接的第二输出端(106)；以及连接在第二输出端(106)和输入端(102)之间的第二开关(116)，第二开关(116)由能量管理系统(118)来控制，其中，当能量管理系统(118)检测到输入端(102)上有能量时，能量管理系统(118)接通第二开关(106)，并且当能量管理系统(118)检测到输入端(102)上没有能量时，能量管理系统(118)关断第二开关(106)。
本发明的实施例提供了由电池能量存储系统(10)中所包括的能量管理系统(118)来执行的控制方法，其中，电池能量存储系统(10)还包括：能够与电网连接的输入端(102)；能够与第一负载连接的第一输出端(104)；充电控制器(108)，其连接到输入端(102)并且适于将来自输入端(102)的交流电源转换为直流电源；电池(110)，其连接到充电控制器(108)并且适于存储由充电控制器(108)所转换的直流电源；逆变器(112)，其连接到电池(110)和第一输出端(104)，并且适于将电池(110)中所存储的直流电源转换为交流电源并且将所转换的交流电源输出到第一输出端(104)；连接到输入端(102)和第一输出端(104)的第一开关(114)，其中，能量管理系统(118)适于控制充电控制器(108)、逆变器(112)和第一开关(104)，控制方法包括：检测输入端上是否有能量；以及当检测到输入端(102)上有能量时，接通第一开关(114)；并且当检测到输入端(102)上有能量时，关断第一开关(114)。
其中，电池能量存储系统(10)还包括：能够与第二负载连接的第二输出端(106)；以及连接在第二输出端(106)和输入端(102)之间的第二开关(116)，第二开关(116)由能量管理系统(118)来控制，控制方法还包括：当检测到输入端(102)上有能量时，接通第二开关(106)；以及当检测到输入端(102)上没有能量时，关断第二开关(106)。
在本发明的实施例中，通过电池能量存储系统的逆变器和电网二者来为第一负载提供电源，并且因此，第一负载的负载功率不受到电池能量存储系统的逆变器的驱动能力的限制。
附图说明
参考以下描述、附图和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它方面。
图1图示了现有电池能量存储系统的典型系统图。
图2图示了根据本发明的实施例的电池能量存储系统的系统图。
图3图示了根据本发明的实施例的由能量管理系统来执行的控制方法的流程图。
具体实施方式
下文参考附图描述了本发明的实施例。
图2图示了根据本发明的实施例的电池能量存储系统的系统图。如图2所示，电池能量存储系统10可以包括：能够与AC电网连接的输入端102、能够与负载A连接的输出端104、能够与负载B连接的输出端106、充电控制器108、电池110、逆变器112、开关114、开关116以及能量管理系统(EMS)118。
充电控制器108连接到输入端102和电池110。充电控制器108适于将来自输入端102的交流(AC)电源转换为直流(DC)电源并且将所转换的DC电源输出到电池110。例如，充电控制器108可以是但不限于AC-DC转换器。
电池110连接到充电控制器108并且适于存储由充电控制器108所转换的DC电源。
逆变器112连接到电池110和输出端104，并且适于将电池110中所存储的DC电源转换为AC电源并且将所转换的AC电源输出到输出端104。
开关114可以连接在输入端102和输出端104之间。开关116可以连接在输入端102和输出端106之间。
EMS118可以连接到输入端102、充电控制器108、逆变器112、开关114和开关116。EMS118适于控制充电控制器108、逆变器112、开关114和开关116，其中，由EMS118对充电控制器108和逆变器112的控制为本领域的技术人员所已知的，并且因此省略其具体实施方式。EMS118检测输入端102上是否有能量，其中，当AC电网有电时输入端102上有能量，并且当AC电网停电时输入端102上没有能量。当检测到输入端102上有能量时，EMS118可以接通开关114和开关116，使得来自AC电网的AC电源从输入端102被传送到负载1和负载2。当检测到输入端102上没有能量时，EMS118可以关断开关114和开关116。例如，由处理器、控制器、集成电路等来实施EMS118。
由以上描述显而易见，当输入端102上有能量时，由逆变器112和AC电网二者为负载A提供电源，并且由AC电网为负载B提供电源，并且因此，负载A的负载功率和负载B的负载功率不受到逆变器112的驱动能力的限制。
现在参考图3，图3图示了根据本发明的实施例的由EMS118来执行的控制方法的流程图。如图3所图示，在步骤310，EMS118可以检测输入端102上是否有能量，其中，当AC电网有电时输入端102上有能量，并且当AC电网停电时输入端102上没有能量。在步骤320，当步骤310处的检测指示输入端102上有能量时，EMS118可以接通开关114和开关116，使得来自AC电网的AC电源从输入端102被传送到负载1和负载2。在步骤330，当步骤310处的检测指示输入端102上没有能量时，EMS118可以关断开关114和开关116。
其它修改
本领域的技术人员将理解，在以上实施例中，电池能量存储系统10包括输出端106和开关116，但是本发明并不受到这种限制。在本发明的一些其它实施例中，电池能量存储系统10还不包括输出端106和开关116。
尽管已经参考实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员将领会的是，可以在不背离本发明的精神和本质的情况下对本发明做出许多变化或修改，并且由所附权利要求来限定本发明的范围。

Claims (4)

1.一种电池能量存储系统(10)，包括：
输入端(102)，其能够与电网连接；
第一输出端(104)，其能够与第一负载连接；
充电控制器(108)，其连接到所述输入端(102)并且适于将来自所述输入端(102)的交流电源转换为直流电源；
电池(110)，其连接到所述充电控制器(108)并且适于存储由所述充电控制器(108)所转换的所述直流电源；
逆变器(112)，其连接到所述电池(110)和所述第一输出端(104)，并且适于将所述电池(110)中所存储的直流电源转换为交流电源并且将所转换的交流电源输出到所述第一输出端(104)；
第一开关(114)，其连接到所述输入端(102)和所述第一输出端(104)；以及
能量管理系统(118)，其适于控制所述充电控制器(108)、所述逆变器(112)和所述第一开关(104)，
其中，当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上有能量时，所述能量管理系统(118)接通所述第一开关(104)，并且当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上没有能量时，所述能量管理系统(118)关断所述第一开关(104)。
2.根据权利要求1所述的电池能量存储系统(10)，其中，还包括：
第二输出端(106)，其能够与第二负载连接；以及
第二开关(116)，其连接在所述第二输出端(106)和所述输入端(102)之间，所述第二开关(116)由所述能量管理系统(118)来控制，
其中，当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上有能量时，所述能量管理系统(118)接通所述第二开关(106)，并且当所述能量管理系统(118)检测到所述输入端(102)上没有能量时，所述能量管理系统(118)关断所述第二开关(106)。
3.一种控制方法，由电池能量存储系统(10)中所包括的能量管理系统(118)来执行，其中，所述电池能量存储系统(10)还包括：输入端(102)，其能够与电网连接；第一输出端(104)，其能够与第一负载连接；充电控制器(108)，其连接到所述输入端(102)并且适于将来自所述输入端(102)的交流电源转换为直流电源；电池(110)，其连接到所述充电控制器(108)并且适于存储由所述充电控制器(108)所转换的所述直流电源；逆变器(112)，其连接到所述电池(110)和所述第一输出端(104)并且适于将所述电池(110)中所存储的直流电源转换为交流电源并且将所转换的交流电源输出到所述第一输出端(104)；第一开关(114)，其连接到所述输入端(102)和所述第一输出端(114)，其中，所述能量管理系统(118)适于控制所述充电控制器(108)、所述逆变器(112)和所述第一开关(104)，所述控制方法包括：
检测所述输入端上是否有能量；以及
当检测到所述输入端(102)上有能量时，接通所述第一开关(114)；且
当检测到所述输入端(102)上没有能量时，关断所述第一开关(114)。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，
所述电池能量存储系统(10)还包括：第二输出端(106)，其能够与第二负载连接；以及第二开关(116)，其连接在所述第二输出端(106)和所述输入端(102)之间，所述第二开关(116)由所述能量管理系统(118)来控制，
所述控制方法还包括：
当检测到所述输入端(102)上有能量时，接通所述第二开关(106)；且
当检测到所述输入端(102)上没有能量时，关断所述第二开关(106)。
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