CN111987743B - 一种pcs储能装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCS储能装置及其使用方法，涉及PCS储能技术领域，为解决PCS储能装置一般只能进行警示，不能显示出故障点，在对储能装置进行检修时增加了难度，且使用过程中电网频率会发生波动，会对充放电电路造成影响，储能装置使用效果不佳的问题。所述装置柜的内部设置有处理器、电流传感器、电压传感器、过载保护器和温度传感器，且处理器、电流传感器、电压传感器、过载保护器和温度传感器均与装置柜通过螺钉连接，所述装置柜的一侧设置有柜门，且柜门与装置柜通过螺钉连接，所述柜门的一侧设置有指示灯和状态灯，且指示灯和状态灯均与柜门通过螺钉连接，所述装置柜的上方设置有声光报警器。
Description
技术领域
本发明涉及PCS储能技术领域，具体为一种PCS储能装置及其使用方法。
背景技术
储能变流器(PCS)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
目前，PCS储能装置在使用过程中，在受到周围环境或负载变化会导致储能装置进行相应的变化，储能装置容易出现故障，而PCS储能装置一般只能进行警示，不能显示出故障点，在对储能装置进行检修时增加了难度，且使用过程中电网频率会发生波动，会对充放电电路造成影响，储能装置使用效果不佳，不能满足使用需求。因此市场上急需一种PCS储能装置及其使用方法来解决这人些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PCS储能装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出PCS储能装置一般只能进行警示，不能显示出故障点，在对储能装置进行检修时增加了难度，且使用过程中电网频率会发生波动，会对充放电电路造成影响，储能装置使用效果不佳，不能满足使用需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种PCS储能装置，包括装置柜，所述装置柜的内部设置有处理器、电流传感器、电压传感器、过载保护器和温度传感器，且处理器、电流传感器、电压传感器、过载保护器和温度传感器均与装置柜通过螺钉连接，所述装置柜的一侧设置有柜门，且柜门与装置柜通过螺钉连接，所述柜门的一侧设置有指示灯和状态灯，且指示灯和状态灯均与柜门通过螺钉连接，所述装置柜的上方设置有声光报警器，且所述电流传感器、电压传感器、过载保护器、温度传感器、声光报警器、指示灯和状态灯均与处理器电性连接。
优选的，所述柜门的一侧设置有液晶触摸屏和急停开关，且液晶触摸屏和急停开关均与柜门通过螺钉连接，所述液晶触摸屏和急停开关均与处理器电性连接，所述液晶触摸屏的一侧设置有防护板，且防护板与柜门转动连接，所述急停开关的下方设置有接线孔，且接线孔与柜门设置为一体结构。
优选的，所述装置柜的内部设置有隔板，且隔板与装置柜通过螺钉连接，所述装置柜的内部设置有蓄电池，且蓄电池与隔板和装置柜通过螺钉连接，所述装置柜的一侧设置有电网输入，且电网输入的一端延伸至装置柜的内部，所述装置柜的内部设置有逆变器、双向计量电表、隔离变压器和双向变流器，且逆变器、双向计量电表、隔离变压器和双向变流器均与装置柜通过螺钉连接，所述电网输入、逆变器、双向计量电表、隔离变压器、蓄电池和双向变流器之间通过电缆串联。
优选的，所述装置柜的另一侧设置有光伏输入，且光伏输入的一端贯穿装置柜并延伸至装置柜的内部，所述装置柜的内部设置有汇流器和计量电表，且汇流器和计量电表均与装置柜通过螺钉连接，所述光伏输入、汇流器、隔离变压器、双向变流器和计量电表之间通过电缆串联。
优选的，所述装置柜的内部设置有绝缘垫，且绝缘垫与装置柜的内壁贴合连接，所述光伏输入和电网输入与装置柜之间设置有橡胶线套，且橡胶线套与光伏输入和电网输入相贴合，所述橡胶线套与装置柜榫接。
优选的，所述装置柜的内部设置有加强筋，且加强筋与装置柜设置为一体结构，所述装置柜的两侧均设置有散热孔，且散热孔的一端贯穿装置柜并延伸至装置柜的内部，所述散热孔的内部设置有散热风扇，且散热风扇与装置柜通过螺钉连接，所述散热风扇的一侧设置有防尘网，且防尘网与散热孔的内壁贴合连接。
优选的，所述装置柜的下方设置有减震座，且减震座与装置柜相贴合，所述装置柜的内部设置有485通讯器，且485通讯器与装置柜通过螺钉连接，所述485通讯器与处理器电性连接。
优选的，所述一种PCS储能装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1：将电网输入和光伏输入分别与装置柜进行电性连接，在将负载电器件与装置柜通过接线孔进行连接；
步骤2：光伏输入的另一端连接的是光伏组件，借助光伏输入可以将照射在光伏输入上的光能转化为电能流入到汇流器中进行电能收集并转移，在经隔离变压器进行电压升降，从而将电压调节到使用需求，而双向变流器可以进行交直流转化，从而将电能储存到蓄电池中对负载电器件进行供电；
步骤3：电网输入的另一端连接的是外部电网，可以在蓄电池内部存储的电能过剩时，将储存在蓄电池中的电能传输到外部电网中；而当蓄电池内部存储的电能不足时，外部电网可以将电能注入到蓄电池中，从而对负载电器件进行供电；
步骤4：温度传感器可以检测装置柜内部的温度，而电流传感器、电压传感器和过载保护器则可以对输出的电流、电压和负载大小进行检测，并将检测数据传递到处理器进行处理，当检测数据异常时，就会触发声光报警器进行工作，并将相对应的指示灯点亮，便于工作人员及时处理故障；
步骤5：内部的储能系统会对承受的系统频率进行检测，当频率f<48Hz时，此时储能系统脱离充电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开；当48Hz<f<49.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从充电状态转变为放电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于放电状态则继续运行；当49.5Hz<f<50.2Hz时，储能系统的充放电状态不会发生改变，正常运行；当50.2Hz<f<50.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从放电状态转变为充电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于充电状态则继续运行；当f>50.5Hz时，此时储能系统脱离放电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该发明装置通过声光报警器、状态灯和防护板的设置，当储能装置内部的检测器件检测的数据异常时，就会通过处理器触发声光报警器，从而进行警示，状态灯设置有多个且与检测器件对应设置，在检测异常时相应的状态灯出现变化，便于工作人员快速排除故障，提高了检修效率；防护板与装置柜转动连接，防护板可以对液晶触摸屏进行保护，避免外物与液晶触摸屏相接触，从而提高了液晶触摸屏使用精准度和使用寿命。解决了可以在储能装置工作异常时及时进行警示并指明故障点，便于工作人员进行检修，提高了检修效率的问题。
2.该发明装置通过频率检测系统的设置，借助检测系统可以对储能系统中电化学储能系统并网点的电网频率进行检测判断，对不同的电网频率做出相应的调节，从而避免不同电网频率持续工作导致储能装置受到破坏，间接的对储能装置进行保护。解决了可以在储能装置使用过程中对电网频率进行检测，在电网频率变化时进行相应的调节，对储能装置进行保护，提高了储能装置使用安全性能的问题。
附图说明
图1为本发明的PCS储能装置整体结构示意图；
图2为本发明的PCS储能装置主视图；
图3为本发明的PCS储能装置侧视图；
图4为本发明的监控防护原理图；
图5为本发明的PCS储能工作电路图。
图中：1、装置柜；2、减震座；3、电流传感器；4、电压传感器；5、过载保护器；6、绝缘垫；7、散热孔；8、防尘网；9、散热风扇；10、电网输入；11、光伏输入；12、声光报警器；13、485通讯器；14、汇流器；15、处理器；16、逆变器；17、双向计量电表；18、隔离变压器；19、计量电表；20、温度传感器；21、双向变流器；22、蓄电池；23、隔板；24、柜门；25、橡胶线套；26、指示灯；27、液晶触摸屏；28、防护板；29、状态灯；30、急停开关；31、接线孔；32、密封垫；33、加强筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种PCS储能装置，包括装置柜1，装置柜1的内部设置有处理器15、电流传感器3、电压传感器4、过载保护器5和温度传感器20，且处理器15、电流传感器3、电压传感器4、过载保护器5和温度传感器20均与装置柜1通过螺钉连接，装置柜1的一侧设置有柜门24，且柜门24与装置柜1通过螺钉连接，柜门24的一侧设置有指示灯26和状态灯29，且指示灯26和状态灯29均与柜门24通过螺钉连接，装置柜1的上方设置有声光报警器12，且电流传感器3、电压传感器4、过载保护器5、温度传感器20、声光报警器12、指示灯26和状态灯29均与处理器15电性连接。电流传感器3、电压传感器4、过载保护器5和温度传感器20可以对储能装置的温度、负载电流、电压和负载进行检测，在检测数据异常时触发声光报警器12，并点亮相对应的指示灯26，处理器15的型号为STC89C51单片机，电流传感器3的型号为TECT-10，电压传感器4的型号为HV16-P，过载保护器5的型号为NDB-1，温度传感器20的型号为PT1000，声光报警器12的型号为SL-100。
进一步，柜门24的一侧设置有液晶触摸屏27和急停开关30，且液晶触摸屏27和急停开关30均与柜门24通过螺钉连接，液晶触摸屏27和急停开关30均与处理器15电性连接，液晶触摸屏27的一侧设置有防护板28，且防护板28与柜门24转动连接，急停开关30的下方设置有接线孔31，且接线孔31与柜门24设置为一体结构。通过液晶触摸屏27可以对储能装置植入上位机指令，而防护板28可以对液晶触摸屏27进行保护，急停开关30则能在出现异常时停止储能装置工作。
进一步，装置柜1的内部设置有隔板23，且隔板23与装置柜1通过螺钉连接，装置柜1的内部设置有蓄电池22，且蓄电池22与隔板23和装置柜1通过螺钉连接，装置柜1的一侧设置有电网输入10，且电网输入10的一端延伸至装置柜1的内部，装置柜1的内部设置有逆变器16、双向计量电表17、隔离变压器18和双向变流器21，且逆变器16、双向计量电表17、隔离变压器18和双向变流器21均与装置柜1通过螺钉连接，电网输入10、逆变器16、双向计量电表17、隔离变压器18、蓄电池22和双向变流器21之间通过电缆串联。通过逆变器16、隔离变压器18和双向变流器21可以实现电网与蓄电池22之间电能装换，而双向计量电表17则能测量电能的转移量，逆变器16的型号为ZS1602，隔离变压器18的型号为DG-1KVA，双向变流器21的型号为GES-500，双向计量电表17的型号为DDSY256。
进一步，装置柜1的另一侧设置有光伏输入11，且光伏输入11的一端贯穿装置柜1并延伸至装置柜1的内部，装置柜1的内部设置有汇流器14和计量电表19，且汇流器14和计量电表19均与装置柜1通过螺钉连接，光伏输入11、汇流器14、隔离变压器18、双向变流器21和计量电表19之间通过电缆串联。通过汇流器14、隔离变压器18和双向变流器21可以将光伏组件转化的电能存入到蓄电池22中，而计量电表19则可以记录电能量，计量电表19的型号为DDSY256。
进一步，装置柜1的内部设置有绝缘垫6，且绝缘垫6与装置柜1的内壁贴合连接，光伏输入11和电网输入10与装置柜1之间设置有橡胶线套25，且橡胶线套25与光伏输入11和电网输入10相贴合，橡胶线套25与装置柜1榫接。通过绝缘垫6和橡胶线套25可以隔绝电磁效应，从而降低静电效应。
进一步，装置柜1的内部设置有加强筋33，且加强筋33与装置柜1设置为一体结构，装置柜1的两侧均设置有散热孔7，且散热孔7的一端贯穿装置柜1并延伸至装置柜1的内部，散热孔7的内部设置有散热风扇9，且散热风扇9与装置柜1通过螺钉连接，散热风扇9的一侧设置有防尘网8，且防尘网8与散热孔7的内壁贴合连接。通过加强筋33可以增加结构强度，在散热风扇9的作用下可以快速的将热量疏导出去，而防尘网8则能避免外界灰尘的进入。
进一步，装置柜1的下方设置有减震座2，且减震座2与装置柜1相贴合，装置柜1的内部设置有485通讯器13，且485通讯器13与装置柜1通过螺钉连接，485通讯器13与处理器15电性连接。通过减震座2可以提供缓冲作用，而485通讯器13则能将储能装置的具体数据与终端进行共享。
进一步，一种PCS储能装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1：将电网输入10和光伏输入11分别与装置柜1进行电性连接，在将负载电器件与装置柜1通过接线孔31进行连接；
步骤2：光伏输入11的另一端连接的是光伏组件，借助光伏输入11可以将照射在光伏输入11上的光能转化为电能流入到汇流器14中进行电能收集并转移，在经隔离变压器18进行电压升降，从而将电压调节到使用需求，而双向变流器21可以进行交直流转化，从而将电能储存到蓄电池22中对负载电器件进行供电；
步骤3：电网输入10的另一端连接的是外部电网，可以在蓄电池内部存储的电能过剩时，将储存在蓄电池中的电能传输到外部电网中；而当蓄电池内部存储的电能不足时，外部电网可以将电能注入到蓄电池中，从而对负载电器件进行供电；
步骤4：温度传感器20可以检测装置柜1内部的温度，而电流传感器3、电压传感器4和过载保护器5则可以对输出的电流、电压和负载大小进行检测，并将检测数据传递到处理器15进行处理，当检测数据异常时，就会触发声光报警器12进行工作，并将相对应的指示灯26点亮，便于工作人员及时处理故障；
步骤5：内部的储能系统会对承受的系统频率进行检测，当频率f<48Hz时，此时储能系统脱离充电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开；当48Hz<f<49.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏27输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从充电状态转变为放电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于放电状态则继续运行；当49.5Hz<f<50.2Hz时，储能系统的充放电状态不会发生改变，正常运行；当50.2Hz<f<50.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏27输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从放电状态转变为充电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于充电状态则继续运行；当f>50.5Hz时，此时储能系统脱离放电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种PCS储能装置，包括装置柜(1)，其特征在于：所述装置柜(1)的内部设置有处理器(15)、电流传感器(3)、电压传感器(4)、过载保护器(5)和温度传感器(20)，且处理器(15)、电流传感器(3)、电压传感器(4)、过载保护器(5)和温度传感器(20)均与装置柜(1)通过螺钉连接，所述装置柜(1)的一侧设置有柜门(24)，且柜门(24)与装置柜(1)通过螺钉连接，所述柜门(24)的一侧设置有指示灯(26)和状态灯(29)，且指示灯(26)和状态灯(29)均与柜门(24)通过螺钉连接，所述装置柜(1)的上方设置有声光报警器(12)，且所述电流传感器(3)、电压传感器(4)、过载保护器(5)、温度传感器(20)、声光报警器(12)、指示灯(26)和状态灯(29)均与处理器(15)电性连接，所述装置柜(1)的内部设置有隔板(23)，且隔板(23)与装置柜(1)通过螺钉连接，所述装置柜(1)的内部设置有蓄电池(22)，且蓄电池(22)与隔板(23)和装置柜(1)通过螺钉连接，所述装置柜(1)的一侧设置有电网输入(10)，且电网输入(10)的一端延伸至装置柜(1)的内部，所述装置柜(1)的内部设置有逆变器(16)、双向计量电表(17)、隔离变压器(18)和双向变流器(21)，且逆变器(16)、双向计量电表(17)、隔离变压器(18)和双向变流器(21)均与装置柜(1)通过螺钉连接，所述电网输入(10)、逆变器(16)、双向计量电表(17)、隔离变压器(18)、蓄电池(22)和双向变流器(21)之间通过电缆串联，所述装置柜(1)的另一侧设置有光伏输入(11)，且光伏输入(11)的一端贯穿装置柜(1)并延伸至装置柜(1)的内部，所述装置柜(1)的内部设置有汇流器(14)和计量电表(19)，且汇流器(14)和计量电表(19)均与装置柜(1)通过螺钉连接，所述光伏输入(11)、汇流器(14)、隔离变压器(18)、双向变流器(21)和计量电表(19)之间通过电缆串联，所述装置柜(1)的内部设置有绝缘垫(6)，且绝缘垫(6)与装置柜(1)的内壁贴合连接，所述光伏输入(11)和电网输入(10)与装置柜(1)之间设置有橡胶线套(25)，且橡胶线套(25)与光伏输入(11)和电网输入(10)相贴合，所述橡胶线套(25)与装置柜(1)榫接。
2.根据权利要求1所述的一种PCS储能装置，其特征在于：所述柜门(24)的一侧设置有液晶触摸屏(27)和急停开关(30)，且液晶触摸屏(27)和急停开关(30)均与柜门(24)通过螺钉连接，所述液晶触摸屏(27)和急停开关(30)均与处理器(15)电性连接，所述液晶触摸屏(27)的一侧设置有防护板(28)，且防护板(28)与柜门(24)转动连接，所述急停开关(30)的下方设置有接线孔(31)，且接线孔(31)与柜门(24)设置为一体结构。
3.根据权利要求1所述的一种PCS储能装置，其特征在于：所述装置柜(1)的内部设置有加强筋(33)，且加强筋(33)与装置柜(1)设置为一体结构，所述装置柜(1)的两侧均设置有散热孔(7)，且散热孔(7)的一端贯穿装置柜(1)并延伸至装置柜(1)的内部，所述散热孔(7)的内部设置有散热风扇(9)，且散热风扇(9)与装置柜(1)通过螺钉连接，所述散热风扇(9)的一侧设置有防尘网(8)，且防尘网(8)与散热孔(7)的内壁贴合连接。
4.根据权利要求1所述的一种PCS储能装置，其特征在于：所述装置柜(1)的下方设置有减震座(2)，且减震座(2)与装置柜(1)相贴合，所述装置柜(1)的内部设置有485通讯器(13)，且485通讯器(13)与装置柜(1)通过螺钉连接，所述485通讯器(13)与处理器(15)电性连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种PCS储能装置，其特征在于：所述一种PCS储能装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1：将电网输入(10)和光伏输入(11)分别与装置柜(1)进行电性连接，在将负载电器件与装置柜(1)通过接线孔(31)进行连接；
步骤2：光伏输入(11)的另一端连接的是光伏组件，借助光伏输入(11)可以将照射在光伏输入(11)上的光能转化为电能流入到汇流器(14)中进行电能收集并转移，在经隔离变压器(18)进行电压升降，从而将电压调节到使用需求，而双向变流器(21)可以进行交直流转化，从而将电能储存到蓄电池(22)中对负载电器件进行供电；
步骤3：电网输入(10)的另一端连接的是外部电网，可以在蓄电池内部存储的电能过剩时，将储存在蓄电池中的电能传输到外部电网中；而当蓄电池内部存储的电能不足时，外部电网可以将电能注入到蓄电池中，从而对负载电器件进行供电；
步骤4：温度传感器(20)可以检测装置柜(1)内部的温度，而电流传感器(3)、电压传感器(4)和过载保护器(5)则可以对输出的电流、电压和负载大小进行检测，并将检测数据传递到处理器(15)进行处理，当检测数据异常时，就会触发声光报警器(12)进行工作，并将相对应的指示灯(26)点亮，便于工作人员及时处理故障；
步骤5：内部的储能系统会对承受的系统频率进行检测，当频率f<48Hz时，此时储能系统脱离充电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开；当48Hz<f<49.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏(27)输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从充电状态转变为放电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于放电状态则继续运行；当49.5Hz<f<50.2Hz时，储能系统的充放电状态不会发生改变，正常运行；当50.2Hz<f<50.5Hz时，储能系统中的功率调节结构会根据液晶触摸屏(27)输入的上位机指令进行相应调节，在储存的电能足够时，会在短时间内从放电状态转变为充电状态，当出现故障时会迅速的与电网断开，若此时处于充电状态则继续运行；当f>50.5Hz时，此时储能系统脱离放电状态，并根据频率和电网调度来判断该储能装置与电网之间是否断开。
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