CN112366737A - 一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法，该系统包括：供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。

Description

一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法
技术领域
本发明实施例涉及储能技术，尤其涉及一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法。
背景技术
近年来随着新能源的发展，光伏系统越来越多的进入家庭户用场景中。尤其是光照好的地区，光伏发电给人们带来了实实在在的好处。但是白天光伏可以发电，当太阳落山后就无法继续发电使用太阳能了。同时，随着户用储能系统的发展，这一问题得到解决。户用储能系统可以配合光伏系统，在白天时通过储能逆变器给电池充电把多余的太阳能储存下来，当夜晚时再把电池包的电通过储能逆变器释放出来给用户家庭使用。
这种方案可以实现光伏和储能配合使用，白天使用太阳能，晚上通过储能放电，但是有一种工况，市电断电，光伏无法发电，储能电池放空，这样会导致家庭无法用电。
发明内容
本发明提供一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法，以实现保证发电装置和供电装置可靠运行。
第一方面，本发明实施例提供了一种匹配发电机的户用储能系统，包括：
供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；
发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。
可选的，所述供电装置包括：光伏装置、储能装置和控制装置。
可选的，所述光伏装置与所述控制装置连接，所述光伏装置用于将太阳能转换为第一电能后提供到所述控制装置中进行调配。
可选的，所述储能装置与所述控制装置连接，所述储能装置用于存储所述控制装置提供的第二电能或释放第三电能到所述控制装置中进行调配。
可选的，所述控制装置与所述光伏装置和所述储能装置连接，用于检测所述光伏装置、储能装置和发电装置的工作情况并根据配电策略选择性开启或关闭所述储能装置和发电装置以对用户端负载供电。
可选的，所述配电策略包括：在所述储能装置没有剩余电量的情况下才开启所述发电装置。
第二方面，本发明实施例还提供了一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，该方法包括：
检测市电电网是否产生故障；
若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接；
在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。
可选的，所述在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式之后还包括：
判断所述储能装置是否存在剩余电量提供给用户端；
若不存在所述剩余电量则启动发电装置对所述储能装置和用户端供电。
可选的，所述在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式之后还包括：
检测到所述市电电网是否恢复正常；
若是，则在第二时间间隔后控制所述电网继电器与所述市电电网的建立连接。
可选的，所述则在第二时间间隔后控制所述电网继电器与所述市电电网的建立连接之后还包括：在第三时间间隔后控制系统进入并网控制模式。
本发明实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统及控制方法，该系统包括：供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的模块连接示意图；
图2为本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的模块连接示意图；
图3为本实施例中一种匹配发电机的户用储能系统的电路连接示意图；
图4为本发明实施例三中提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例四中提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电压为第一电能，且类似地，可将第一电能称为第一电压。第一电压和第一电能两者都是电压，但其不是同一电压。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的模块连接示意图，本实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统包括：供电装置1和发电装置2。
所述供电装置1与用户端负载3和市电电网4连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载3供电。
在本实施例中，供电装置1可以包含多种发电与控制装置，用于给用户端负载3提供正常工作电源。示例性的，供电装置1可以包括光伏发电系统、储能电池系统和总控制系统等等，光伏发电系统指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电系统，主要部件包括太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器，其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。储能电池系统指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池，可以重复充放电过程对用户端负载3提供电源。总控制系统通过监控并调配供电方式，示例性的，当市电电网4正常工作时，优先市电电网4对用户端负载3供电，当市电电网4故障时，通过光伏发电系统和储能电池系统对用户端负载3供电，正常情况下，市电电网4和光伏发电系统会对储能电池进行充电保持其满电量状态。
所述发电装置2与供电装置1连接，用于在所述市电电网4故障的情况下提供第一电压给所述供电装置1以对所述用户端负载3供电。
在本实施例中，发电装置2包括了发电机，发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。在本实施例中，当市电电网4故障的情况下发电器会开启工作并差生第一电压的电能提供到供电装置1中，供电装置1会将该电能输送到用户端负载3，当储能电池剩余电量不足的情况下，也会给储能电池充电。
本实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统，该系统包括：供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。
实施例二
图2为本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的模块连接示意图，本实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统包括：供电装置1和发电装置2。
所述供电装置1与用户端负载3和市电电网4连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载3供电。所述发电装置2与供电装置1连接，用于在所述市电电网4故障的情况下提供第一电压给所述供电装置1以对所述用户端负载3供电。
所述供电装置1包括：光伏装置11、储能装置12和控制装置13。
图3为本实施例中一种匹配发电机的户用储能系统的电路连接示意图，所述光伏装置11与所述控制装置13连接，所述光伏装置11用于将太阳能转换为第一电能后提供到所述控制装置13中进行调配。
在本实施例中，光伏装置11包括光伏发电系统(PV_Array)和逆变器(DC/AC)，光伏发电系统(PV_Array)和逆变器(DC/AC)通过开关S2控制是否对控制装置13进行供电，供电时会提供第一电能到控制装置13中。
所述储能装置12与所述控制装置13连接，所述储能装置12用于存储所述控制装置13提供的第二电能或释放第三电能到所述控制装置13中进行调配。
在本实施例中，储能装置12包括：电池(Battery)、直流变压器(DC/DC)和交流变压器(DC/AC)，电池(Battery)、直流变压器(DC/DC)和交流变压器(DC/AC)通过开关S1进行是否充放电控制，当电池(Battery)处于充电状态时会通过第二电能对控制装置13进行充电，当电池(Battery)处于放电装置时会通过第三电能对控制装置13进行放电。
所述控制装置13与所述光伏装置11和所述储能装置12连接，用于检测所述光伏装置11、储能装置12和发电装置2的工作情况并根据配电策略选择性开启或关闭所述光伏装置11、储能装置12和发电装置2以对用户端负载3供电。所述配电策略包括：在所述储能装置12没有剩余电量的情况下才开启所述发电装置2。
在本实施例中，控制系统包括配电开关及系统控制(IBG)、电表(Meter)和互感传感器(Sensor)，通过开关S3、S4和S5控制供电状态。配电开关及系统控制(IBG)兼容交流电网和发电机接口，两者通过继电器开关实现切换，在市电电网4正常时，开关S3闭合，常用电源输入端为市电电网4，S4断开，备用电源输入端为发电机。当配电开关及系统控制(IBG)检测到电网故障，会控制开关S3断开，同时通过干接点发出指令启动发电装置2，此时储能装置12由并网模式转换为离网模式工作。当储能装置12放电到电池低压点后，配电开关及系统控制(IBG)通知发电机启动，待发电机启动完成，开关S4闭合，此时系统切换到备用电源一侧，用于用户端负载3供电和储能装置12充电。当配电开关及系统控制(IBG)检测到市电电网4电压正常后，此时关闭发电装置2，断开开关S4，然后闭合开关S3，切换到常用电源侧，接入市电电网4，切换到并网态工作，同时配电开关及系统控制(IBG)发指令关闭发电机。
本实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统，该系统包括：供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。
实施例三
图4为本发明实施例三中提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法的流程示意图，本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法包括：
步骤100、检测市电电网是否产生故障。
在本实施例中，户用储能系统的控制装置会不断检测连接的市电电网是否产生故障无法供电，正常情况下，电网检测快检3-5ms即可检测到市电电网故障。
步骤110、若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接。
在本实施例中，当户用储能系统的控制装置检测到市电电网故障时，会马上控制电网继电器断开与市电电网的连接。
步骤120、在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。
在本实施例中，当控制装置检测到电网故障时，控制装置控制电网继电器断开，同时储能装置关闭并网驱动。第一时间间隔为21.5ms，软件上储能装置延时21.5ms(该时间根据继电器从断开驱动到实际断开的时间，再延时1.5ms)进入离网控制模式，保证继电器可靠断开(继电器正常10-20ms左右断开)，避免了是市电电网端未完全断开连接的情况下连入储能装置导致系统损坏。在本实施例中，第一时间间隔可由设备型号等等多方面因素的影响进行适应性调整，具体选择根据实际情况确定，在本实施例中仅给出示例。
本实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，该方法包括：检测市电电网是否产生故障；若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接；在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。
实施例四
图5为本发明实施例四中提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法的流程示意图，本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法包括：
步骤200、检测市电电网是否产生故障。
在本实施例中，户用储能系统的控制装置会不断检测连接的市电电网是否产生故障无法供电，正常情况下，电网检测快检3-5ms即可检测到市电电网故障。
步骤210、若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接。
在本实施例中，当户用储能系统的控制装置检测到市电电网故障时，会马上控制电网继电器断开与市电电网的连接。
步骤220、在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。
在本实施例中，当控制装置检测到电网故障时，控制装置控制电网继电器断开，同时储能装置关闭并网驱动。第一时间间隔为21.5ms，软件上储能装置延时21.5ms(该时间根据继电器从断开驱动到实际断开的时间，再延时1.5ms)进入离网控制模式，保证继电器可靠断开(继电器正常10-20ms左右断开)，避免了是市电电网端未完全断开连接的情况下连入储能装置导致系统损坏。在本实施例中，第一时间间隔可由设备型号等等多方面因素的影响进行适应性调整，具体选择根据实际情况确定，在本实施例中仅给出示例。
步骤230、判断所述储能装置是否存在剩余电量提供给用户端。
在本实施例中，当系统与市电电网断开连接后，控制装置会判断储能装置是否还存在剩余电量，一般情况下，在市电电网和光伏装置正常工作时，会给储能装置充电，保持储能装置的存储电量在满的状态，当电网断电后，优先通过储能装置给用户端负载供电。
步骤240、若不存在所述剩余电量则启动发电装置对所述储能装置和用户端供电。
在本实施例中，当储能装置没有存在剩余电量时，会启动发电装置对储能装置和用户端负载同时供电，发电装置可以是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。
步骤250、检测到所述市电电网是否恢复正常。
在本实施例中，户用储能系统的控制装置会不断检测连接的市电电网是否产生恢复正常，正常情况下，电网检测快检3-5ms即可检测到市电电网恢复正常供电。
步骤260、若是，则在第二时间间隔后控制所述电网继电器与所述市电电网的建立连接。
在本实施例中，第二时间间隔为19ms，当控制装置检测到市电电网正常且锁相正常后，在下一周期过零点前19ms(继电器正常10-20ms左右断开，具体时间根据继电器发出驱动信号和实际闭合时间)发出电网侧继电器吸合控制信号，控制继电器进行闭合。
步骤270、在第三时间间隔后控制系统进入并网控制模式。
在本实施例中，第三时间间隔为20.5ms，控制装置发出电网侧继电器吸合控制信号后，离网驱动延时17.5ms关闭离网驱动，待电网侧继电器闭合后，延时1.5ms开并网驱动，进入并网状态。在本实施例中，第二时间间隔和第三时间间隔均可由设备型号等等多方面因素的影响进行适应性调整，具体选择根据实际情况确定，在本实施例中仅给出示例。
在本实施例中，当发电机和光伏功率大于负载功率时，给电池充电，待电池充满后，由IBG发指令关闭发电机，此时由并网模式切换为离网模式，为负载供电，此模式尽量减少发电机的工作时间。待电池放电到一定值，需要再次充电时，再次开启发电机。
本实施例公开了一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，该方法包括：检测市电电网是否产生故障；若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接；在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。本发明实施例提供的一种匹配发电机的户用储能系统，通过提出了发电装置接入和退出的连接方式和控制时序，解决了现有技术中市电断电时无法对用户端正常供电的情况，实现了保证发电装置和供电装置可靠运行，提升了用户的体验。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，包括：
供电装置，所述供电装置与用户端负载和市电电网连接，用于根据配电策略选择性的对用户端负载供电；
发电装置，所述发电装置与供电装置连接，用于在所述市电电网故障的情况下提供第一电压给所述供电装置以对所述用户端负载供电。
2.根据权利要求1中所述的一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，所述供电装置包括：光伏装置、储能装置和控制装置。
3.根据权利要求2中所述的一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，所述光伏装置与所述控制装置连接，所述光伏装置用于将太阳能转换为第一电能后提供到所述控制装置中进行调配。
4.根据权利要求2中所述的一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，所述储能装置与所述控制装置连接，所述储能装置用于存储所述控制装置提供的第二电能或释放第三电能到所述控制装置中进行调配。
5.根据权利要求2中所述的一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，所述控制装置与所述光伏装置和所述储能装置连接，用于检测所述光伏装置、储能装置和发电装置的工作情况并根据配电策略选择性开启或关闭所述储能装置和发电装置以对用户端负载供电。
6.根据权利要求5中所述的一种匹配发电机的户用储能系统，其特征在于，所述配电策略包括：在所述储能装置没有剩余电量的情况下才开启所述发电装置。
7.一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，其特征在于，包括：
检测市电电网是否产生故障；
若是，则控制电网继电器断开系统与所述市电电网的连接；
在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式。
8.根据权利要求7中所述的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，其特征在于，所述在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式之后还包括：
判断所述储能装置是否存在剩余电量提供给用户端；
若不存在所述剩余电量则启动发电装置对所述储能装置和用户端供电。
9.根据权利要求7中所述的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，其特征在于，所述在所述系统与所述市电电网断开连接后的第一时间间隔后控制系统进入离网控制模式之后还包括：
检测到所述市电电网是否恢复正常；
若是，则在第二时间间隔后控制所述电网继电器与所述市电电网的建立连接。
10.根据权利要求9中所述的一种匹配发电机的户用储能系统的控制方法，其特征在于，所述则在第二时间间隔后控制所述电网继电器与所述市电电网的建立连接之后还包括：在第三时间间隔后控制系统进入并网控制模式。
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WO2024021663A1 (zh) * 2022-07-26 2024-02-01 深圳市富兰瓦时技术有限公司 户用储能的发电机接入系统

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CN111682569A (zh) * 2020-06-22 2020-09-18 深圳市富兰瓦时技术有限公司 一种智能控制的储能系统

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