CN113437791A - 一种光伏储能系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及光伏能源技术领域，公开了一种光伏储能系统及其控制方法。本发明中的光伏储能系统，包括：多个电池模块、经由多个分断装置依次连接的多段控制母线、电池主母线以及与电池主母线相连的控制器，每段控制母线与对应的一个电池模块相连，且经由一个互锁分断装置连接至电池主母线，控制器分别与互锁分断装置、分断装置通讯连接，控制器检测故障，并在检测到分断装置故障或互锁分断装置故障时，控制分断装置和互锁分断装置的闭合/断开。本发明提供的光伏储能系统及其控制方法，能够降低安全风险，提高系统的可靠性。

Description

一种光伏储能系统及其控制方法

技术领域

本发明实施例涉及光伏能源技术领域，特别涉及一种光伏储能系统及其控制方法。

背景技术

现有的光伏储能系统，如图1所示，图1是现有技术中的光伏储能系统的结构示意图，一般选用多个具有两对输入输出端子的电池模块（电池模块1至n），电池pack用于存储光伏组件（组件串1至n）转换的电能，电池pack与逆变器之间直接连接，电池pack间的功率端子和通信端子均为依次连接，光伏组件与逆变器直接连接，通过旋钮硬开关进行开启/断开。

对于光伏储能而言，其安全风险和系统的可靠性是非常重要的指标，因此，如何提高光伏储能系统的安全性和可靠性一直是光伏储能系统设计的重要课题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种光伏储能系统及其控制方法，能够降低安全风险，提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种光伏储能系统，包括：多个电池模块，用于存储光伏组件转换的电能；多段控制母线，与所述多个电池模块分别对应，每段所述控制母线与对应的一个所述电池模块相连，多段所述控制母线经由多个分断装置依次连接；电池主母线，每段所述控制母线经由一个互锁分断装置连接至所述电池主母线；控制器，所述控制器与所述电池主母线相连，且所述控制器分别与所述互锁分断装置、所述分断装置通讯连接，所述控制器检测所述分断装置和所述互锁分断装置是否故障，其中，所述控制器在检测到分断装置故障时控制存在故障的分断装置断开、将存在故障的所述分断装置的一端所连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线、并使存在故障的所述分断装置的另一端所连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线，从而使所述多个电池模块连接至所述电池主母线；所述控制器在检测到所述互锁分断装置故障时断开存在故障的所述互锁分断装置，并控制其余所述互锁分断装置中的至少一者闭合，从而使所述多个电池模块连接至所述电池主母线。

本发明的实施方式还提供了一种光伏储能系统控制方法，应用于如上述的光伏储能系统，包括：控制器控制闭合所有所述分断装置以及至少一个所述互锁分断装置，检测所述电池主母线与所述多个电池模块之间的导通状态；若检测所述电池主母线与所述多个电池模块之间未导通，则继续检测当前故障是分断装置故障或者互锁分断装置故障；若当前故障为分断装置故障，所述控制器控制存在故障的分断装置断开，并将存在故障的分断装置的一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线、将存在故障的分断装置的另一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线，以使所述多个电池模块连接至所述电池主母线；若当前故障为互锁分断装置故障，所述控制器控制断开存在故障的互锁分断装置，并控制其余所述互锁分断装置中的至少一者闭合，以使所述多个电池模块连接至所述电池主母线。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于每段所述控制母线与对应的一个所述电池模块相连，将每个电池模块的正负端连接至控制母线上、而非直接连接至相邻电池模块的正负端，避免了多个电池模块的正负端依次连接而导致的“作为总正端、总负端的电池模块的极耳发热异常严重”（即，并联的电池模组间存在环流导致的发热），降低了安全风险；并且，由于“多段控制母线经由多个分断装置依次连接”、且“每个所述电池模块经由一段控制母线及一个互锁分断装置连接至所述电池主母线”，从而可以通过分断装置以及互锁分断装置的断开/闭合实现特定电池模块的投切、复投，避免了单个/部分电池模块故障而导致整个系统瘫痪，提高了系统的可靠性。

另外，所述控制器在检测到分断装置故障时控制所有分断装置断开、并控制闭合所有互锁分断装置，以将各段所述控制母线分别连接至所述电池主母线并使所述多个电池模块充电或放电。如此设置，一次调节即可避开故障的分断装置，无需进一步排查具体是哪一个分断装置故障导致系统异常，保证了各电池模块分别与各段所述控制母线连接，提高了控制效率。

另外，所述控制器基于所述电池模块的状态参数判断所述电池模块是否故障，并控制与发生故障的所述电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的所述电池模块对应的所述控制母线上的分断装置断开，从而断开发生故障的所述电池模块与所述电池主母线之间的电连接。

另外，还包括与所述多个电池模块一一对应的多个综合测控单元，每个所述电池模块经由一个所述综合测控单元连接至与该电池模块对应的控制母线，所述综合测控单元包括采样模块，所述采样模块用于监测对应的所述电池模块的状态参数、并将监测到的对应的所述电池模块的状态参数反馈至所述控制器，所述控制器根据所述综合测控单元反馈的状态参数判断所述多个电池模块是否故障。通过综合测控单元可为控制器在线投切故障电池模块提供操作依据，避免系统停机，提高系统的运行效率。

另外，所述综合测控单元还包括电流调节模块，用于根据监测到的对应的所述电池模块的荷电状态值调节所述电池模块的电流，当所述电池模块的荷电状态值高于预设值时，所述电流调节模块调高所述电池模块的放电电流或调低所述电池模块的充电电流；当所述电池模块的荷电状态值低于预设值时，所述电流调节模块调低所述电池模块的放电电流或调高所述电池模块的充电电流。如此设置，保证了各电池模块的一致性，避免了长期使用过程中加速电池模块的寿命衰减，提高了系统稳定性。

另外，每个所述电池模块包括多个电池单元，每个所述综合测控单元与对应所述电池模块的所述多个电池单元分别连接、并监测各个所述电池单元的状态参数。

另外，还包括动环模块，所述动环模块与所述控制器通讯连接，以监测环境参数并向所述控制器反馈，并接收所述控制器的控制指令以调节环境参数；所述动环模块通过第一开关连接至光伏组件，所述动环模块通过第二开关连接至所述电池主母线，所述动环模块通过第三开关连接至外部电网，所述第一开关、所述第二开关以及与所述第三开关中的一者闭合以使所述动环模块获取供电。通过动环模块对系统硬件失效进行监控，达到了系统的安全高效运行，通过多路电源保障了动环模块的供电可靠性。

另外，还包括混合逆变器，所述混合逆变器与所述控制器相连、并经由所述控制器分别连接至所述电池主母线和光伏组件，所述混合逆变器还用于连接外部负载。

另外，所述分断装置为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路，所述互锁分断装置为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路。

另外，若当前故障为分断装置故障，所述控制器控制所有分断装置断开、并闭合所有互锁分断装置，以将各段所述控制母线分别连接至所述电池主母线并对所述多个电池模块充电或放电。如此设置，一次调节即可避开故障的分断装置，无需进一步排查具体是哪一个分断装置故障导致系统异常，保证了各电池模块分别与各段所述控制母线连接，提高了便利性。

另外，还包括所述控制器基于所述电池模块的状态参数判断所述电池模块是否故障，并控制与发生故障的所述电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的所述电池模块对应的所述控制母线上的分断装置断开，从而断开发生故障的所述电池模块与所述电池主母线之间的电连接。

另外，还包括：综合测控单元的采样模块监测对应的所述电池模块的状态参数并反馈至所述控制器；所述控制器将所述状态参数与预设数值比对，当所述状态参数小于预设数值时判断所述电池模块发生故障。如此设置，可为控制器在线投切故障电池模块提供操作依据，避免系统停机，提高系统的运行效率。

另外，还包括：所述采样模块监测所述电池模块的荷电状态值；电流调节模块在所述电池模块的荷电状态值高于预设值时，调高所述电池模块的放电电流或调低所述电池模块的充电电流；电流调节模块在所述电池模块的荷电状态值低于预设值时，调低所述电池模块的放电电流或调高所述电池模块的充电电流。如此设置，保证了各电池模块的一致性，避免了长期使用过程中加速电池模块的寿命衰减，提高了系统稳定性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有技术中的光伏储能系统的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式提供的光伏储能系统的结构示意图；

图3是本发明第一实施方式提供的综合测控单元的结构示意图；

图4是本发明第二实施方式提供的光伏储能系统控制方法的工作流程示意图；

图5是本发明第二实施方式提供的光伏储能系统控制方法的工作原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种光伏储能系统，如图2所示，包括：电池模块11、多段控制母线12、电池主母线13、以及控制器14，多个电池模块11用于存储光伏组件（组件串1至n）转换的电能，多段控制母线12与多个电池模块11分别一一对应，每段控制母线12与对应的一个电池模块11相连，多段控制母线12经由多个分断装置15依次连接，每段控制母线12经由一个互锁分断装置16连接至电池主母线13，控制器14与电池主母线13相连，且控制器14分别与互锁分断装置16、分断装置15通讯连接。

控制器14检测分断装置15和互锁分断装置16是否故障，具体的，控制器14可以在电池主母线13与多个电池模块11之间未导通时检测分断装置15和互锁分断装置16是否故障，其中，控制器14在检测到分断装置15故障时控制存在故障的分断装置15断开、并控制存在故障的分断装置15的一端所连接的各段控制母线12经由至少一个闭合的互锁分断装置16连接至电池主母线13、并使存在故障的分断装置15的另一端所连接的各段控制母线12经由至少一个闭合的互锁分断装置16连接至电池主母线13，从而使多个电池模块11连接至电池主母线13；控制器14在检测到互锁分断装置16故障时断开存在故障的互锁分断装置16，并控制其余互锁分断装置16中的至少一者闭合，从而使多个电池模块11连接至电池主母线13。

由于每段控制母线12与对应的一个电池模块11相连，将每个电池模块11的正负端连接至控制母线12上，而非直接连接至相邻电池模块11的正负端，避免了多个电池模块11的正负端依次连接而导致的“作为总正端、总负端的电池模块11的极耳发热异常严重”，降低了安全风险；并且由于“多段控制母线12经由多个分断装置15依次连接”、且“每个电池模块11经由一段控制母线12及一个互锁分断装置16连接至电池主母线13”，从而可以通过分断装置15以及互锁分断装置16的断开/闭合实现特定电池模块11的投切、复投，避免了单个/部分电池模块11故障而导致整个系统瘫痪，提高了系统的可靠性。

在一个实施例中，控制器14在检测到分断装置15故障时控制所有分断装置15断开、并控制闭合所有互锁分断装置16，以将各段控制母线12连接至电池主母线13并使多个电池模块11充电或放电，即，各段控制母线12经由各自相连的互锁分断装置16与电池主母线13连接，如此设置，一次调节即可避开故障的分断装置15，无需进一步排查具体是哪一个分断装置15故障导致系统异常，保证了各电池模块11均与电池主母线13连接，提高了便利性。

可以理解的是，在另一个实施例中，可以是仅断开部分分断装置15，保留部分控制母线12经由分断装置15相连，并作为整体经由一个互锁分断装置16与电池主母线13连接，此处不做限定。

为了排除单个电池模块11故障导致的光伏储能系统异常，可选的，控制器14还可以基于电池模块11的状态参数判断电池模块11是否故障，并控制与发生故障的电池模块11对应的互锁分断装置16以及与发生故障的电池模块11对应的控制母线12上的分断装置15的断开，从而断开发生故障的电池模块11与电池主母线13的电连接，其中，状态参数可以包括电压、电流、内阻等，通过对电池模块11进行监控，可以避免监控盲区。

换句话说，在系统故障（分断装置15故障或互锁分断装置16故障）时，根据故障级别（一级故障为分断装置15故障，二级故障为互锁分断装置16），由电池模块11对应的分断装置15或互锁分断装置16完成相对应动作，切断电池模块11与电池主母线13的连接；在电池模块11故障，控制母线12逐级排查故障（可以先排查二级故障，再排查一级故障），由分断装置15和互锁分断装置16进行动作，断开故障电池模块11的控制母线12，从而避免了“系统故障告警后，电池模块11仍处于导通状态，无隔离措施，使得电池模块11之间存在环流”的问题。

进一步的，光伏储能系统还可以包括与多个电池模块11一一对应的多个综合测控单元17，每个电池模块11经由一个综合测控单元17连接至与该电池模块11对应的控制母线12，综合测控单元17包括采样模块171，采样模块171用于监测对应的电池模块11的状态参数、并将监测到的对应的电池模块11的状态参数反馈至控制器14，控制器14根据综合测控单元17反馈的状态参数判断多个电池模块11是否故障。如此，控制器14就能够控制互锁分断装置16以及分断装置15的断开和闭合，以断开故障电池模块11与电池主母线13的连接，通过综合测控单元17可在线投切故障电池模块11，避免系统停机，提高系统的运行效率。

需要说明的是，每个电池模块11可以包括多个电池单元，每个综合测控单元17与对应电池模块11的多个电池单元分别连接、并监测各个电池单元的状态参数。

也就是说，综合测控单元17的作用为监控电池模块11，监控的数据有电池模块11的整体电压（pack电压）、电池模块11中各电池单元（电芯）的电压、电流、温度、状态信号等，具备对电气量突变事件的记录功能，同时可通过通信接口将数据反馈至控制器14。

每段控制母线12通过分断装置15相互连接，控制器14通过互锁分断装置16辅助触点的状态量信息和综合测控单元17反馈的电池模块11的状态参数，根据预置的控制策略控制多段控制母线12的有序通断。

每段控制母线12同时通过互锁分断装置16与电池主母线13连接，其中，互锁分断装置16与分断装置15的结构形式基本相同，区别主要在于互锁分断装置16间能够实现电气互锁，从而实现同一时间仅有一个互锁分断装置16闭合。

为了保证各电池模块11的一致性，避免长期使用过程中加速电池模块11的寿命衰减，提高系统稳定性，本实施例中各电池模块11采用同一款型号，具有相同的电气性能的电池pack。进一步的，综合测控单元17还可以包括电流调节模块172，电流调节模块172用于根据监测到的对应的电池模块11的荷电状态值调节电池模块11的电流，具体调节方式为：当电池模块11的荷电状态值高于预设值时，电流调节模块172调高电池模块11的放电电流或调低电池模块11的充电电流；当电池模块11的荷电状态值低于预设值时，电流调节模块172调低电池模块11的放电电流或调高电池模块11的充电电流。

具体的说，在一个可行的实施例中，如图3所示，综合测控单元17包括采样模块171、电流调节模块172，以及与采样模块171和电流调节模块172均相连的通信模块，采样模块171可以包括电流采样模块和电压采样模块，电流调节模块172包括滑动变阻器，以通过调节滑动变阻器的阻值来调节充电电流和放电电流。

实际应用中，可以由综合测控单元17监测对应的电池模块11的性能，结合电流调节模块172（可以为电池BMS，即，电池管理系统）对于荷电状态值（SOC信息）的反馈，控制器14控制分断装置15进行相应动作，整体策略如下：1、充电时，判定各电池模块11的荷电状态值，并根据荷电状态值执行放电策略，具体的，荷电状态值较低的电池模块11采用较大的电流充电，荷电状态值较高的电池模块11采用较小的电流充电，当电池模块11的荷电状态值达到要求值或出现故障时，与该电池模块11对应的分断装置15进行断开操作。2、放电时，判定各电池模块11的荷电状态值，并根据荷电状态值执行放电策略，具体的，荷电状态值较高的电池模块11采用较大的电流放电，荷电状态值较低的电池模块11采用较小的电流放电，当电池模块11放电至保护值或出现故障时，与该电池模块11对应的分断装置15进行断开操作。3、待机时，电池模块11依靠自身被动均衡功能实现各电池模块11的一致性。

为了解决系统环境适应性较差，在高湿度地区存在绝缘下降、高温或低温环境下无法正常工作或工作状态不佳等问题，提高系统的极限环境适应性，光伏储能系统还可以包括动环模块18，动环模块18与控制器14通讯连接，以监测环境参数并向控制器14反馈，并接收控制器14的控制指令以调节环境参数，具体的，动环模块18可以通过CAN/RS485/LAN等方式将数据反馈至功率控制器14，并接受功率控制器14的指令，通过动环模块18对系统硬件失效进行监控，达到了系统的安全高效运行。

其中，动环模块18可以包括温控系统、和/或湿度控制系统、和/或火灾报警系统，具体的，温控系统可以包括温度传感器和温度调节器（如，风扇、空冷机、加热器等），湿度控制系统可以包括湿度传感器和湿度调节器，火灾报警系统可以包括火灾传感器（如，烟感、温感等）和灭火装置（灭火装置可以采用七氟丙烷等灭火剂），通过设置火灾报警系统能够防止热失控蔓延，保证系统更加安全稳定运行。

上述温控系统、湿度控制系统和火灾报警系统的具体工作过程如下：温度传感器将检测到的环境温度反馈给控制器14，控制器14判定环境温度过高或过低时，发送控制指令给温度调节器来调节环境温度至预设温度范围内；湿度传感器将检测到的环境湿度反馈给控制器14，控制器14判定环境湿度过大时，发送控制指令给湿度调节器来调节环境湿度至小于预设湿度阈值；火灾传感器将检测到的环境参数（如，烟的浓度、和/或空气温度）反馈给控制器14，控制器14判定发生火灾（如，烟感检测到烟的浓度过大、和/或温感检测到空气温度过高等）时，发送控制指令给灭火装置以实现灭火。

在一些实施例中，动环模块18可以通过第一开关K1连接至光伏组件，动环模块18通过第二开关K2连接至电池主母线13，动环模块18通过第三开关K3连接至外部电网，第一开关K1、第二开关K2以及第三开关K3中的一者闭合以使动环模块18获取供电。也就是说，第一开关K1、第二开关K2以及第三开关K3之间形成互锁，只能由其中一个支路进行供电，在使用过程中，只要光伏组件、电池组件和外部电网中有一者可正常工作，即可通过打开对应的开关给动环模块18供电，通过多路电源保障了动环模块18的供电可靠性。

实际应用中，光伏储能系统还可以包括混合逆变器19，混合逆变器19与控制器14相连、并经由控制器14分别连接至电池主母线13和光伏组件，混合逆变器19还用于连接外部负载，其中，混合逆变器19可以为功率变换单元，主要为DC/DC、DC/AC双级型拓扑，具有自发自用、削峰填谷、分时售电等多种运行模式。

可选的，光伏储能系统还可以包括双电源切换装置20（ATS），电网正常时，重要负载由外部电网或混合逆变器19的网格输出（grid output）进行供电；在外部电网异常时，混合逆变器19进行离网运行模式，双电源切换装置20迅速切换至混合逆变器19的EPS输出（EPS output）进行供电，确保重要负载不间断供电。

为了实现安全启停系统以及复投功能，光伏储能系统还可以包括保护装置和计量，常规负载经由计量与外部电网相连，计量和控制器14之间设置有保护装置。

其中，保护装置具有过电压、低电压、频率过高、频率过低、逆功率、外部联跳、频率突变、重合闸、防孤岛等保护功能。通过结合计量，对电路安全运行进行保护，当电网电压、频率等异常程度超过设定值时，及时保护光储系统切断电网，避免对系统造成损害；保护装置还可以具有重合闸功能，当电网故障恢复后，在系统自检完成后，可以自动锁相并进行合闸。计量可以为电能计量或测量装置，主要为电流表、电压表等，将电压、电流、功率因数等参数反馈至保护装置、逆变器、功率控制模块等。

在一些实施例中，光伏组件可以包括智能汇流柜，多晶或单晶、薄膜等组件串通过智能汇流柜实现汇流。与常规汇流柜相比，智能汇流柜具有监控与反馈功能，可以监控组串电压、电流、温度等运行信息，通过内部开关装置的干接点反馈信号，由远程通信装置传输给控制器14及混合逆变器19。实际应用中，光伏储能系统还可以包括变压器，具体根据电网电压等级可以为升压变压器、隔离变压器等。

在一些实施例中，分断装置15可以为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路，互锁分断装置16也可以为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路。功率控制器14可以包括开断装置、通信单元、数据处理模块、干接点端口及电源等模块。控制器14可以实现以下功能：a、开断控制母线12和电池主母线13；b、监控系统整体运行数据并根据预设的指令控制智能汇流柜、综合测控单元17、动环模块18、保护装置；c、与混合逆变器19、电池BMS通讯，识别两者控制阈值，并做出相应保护动作。

本发明实施方式相对于现有技术而言，引入多段控制母线12，将大电流分解为多段控制母线12独立控制，每段控制母线12与对应的一个电池模块11相连，将每个电池模块11的正负端连接至控制母线12上、而非直接连接至相邻电池模块11的正负端，避免了多个电池模块11的正负端依次连接而导致的“作为总正端、总负端的电池模块11的极耳发热异常严重”，降低了安全风险；并且，由于“多段控制母线12经由多个分断装置15依次连接”、且“每个电池模块11经由一段控制母线12及一个互锁分断装置16连接至电池主母线13”，从而可以通过分断装置15以及互锁分断装置16的断开/闭合实现特定电池模块11的投切、复投，避免了单个/部分电池模块11故障而导致整个系统瘫痪，提高了系统的可靠性。

本发明第二实施方式涉及一种光伏储能系统控制方法，应用于如上述的光伏储能系统，如图4所示，可以包括以下步骤：

S11：控制器控制闭合所有分断装置以及至少一个互锁分断装置，检测电池主母线与多个电池模块之间的导通状态。

本实施例中，控制器可以控制闭合所有分断装置以及一个互锁分断装置，从而能够在所有电池模块均与电池主母线之间未导通时，快速判定当前闭合的互锁分断装置有极大概率存在故障，有利于实现快速故障检测。当然，在另一些可行的实施例中，也可以是控制器控制闭合所有分断装置、以及两个或两个以上互锁分断装置，此处不做限定。

可选的，在步骤S11之前，还可以包括：控制器检测多个电池模块、多个分断装置以及多个互锁分断装置的工作状态。

S12：若检测电池主母线与多个电池模块之间未导通，则继续检测当前故障是分断装置故障或者互锁分断装置故障，若当前故障为分断装置故障，则进入步骤S13，若当前故障为互锁分断装置故障，则进入步骤S14。

S13：控制器控制存在故障的分断装置断开，并将存在故障的分断装置的一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至电池主母线、将存在故障的分断装置的另一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至电池主母线，以使多个电池模块连接至电池主母线。

本步骤中，若当前故障为分断装置故障，控制器可以控制所有分断装置断开、并闭合所有互锁分断装置，以将各段控制母线分别连接至电池主母线并对多个电池模块充电或放电。

S14：控制器控制断开存在故障的互锁分断装置，并控制其余互锁分断装置中的至少一者闭合，以使多个电池模块连接至电池主母线。

在步骤S14之后，还可以包括：若电池主母线与多个电池模块不导通，控制器反馈电路故障。

实际应用中，还可以包括：控制器基于电池模块的状态参数判断电池模块是否故障，并控制与发生故障的电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的电池模块对应的控制母线上的分断装置断开，从而断开发生故障的电池模块与电池主母线之间的电连接。具体的，在一个可行的实施方案中，该种控制器断开发生故障的电池模块与电池主母线之间的电连接的步骤可以在步骤S13和S14之前执行。

进一步的，可以包括综合测控单元的采样模块监测对应的电池模块的状态参数并反馈至控制器，控制器将所述状态参数与预设数值比对，当所述状态参数小于预设数值时判断电池模块发生故障。从而控制器控制与发生故障的电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的电池模块对应的控制母线上的分断装置断开，从而断开电池模块与电池主母线之间的电连接。

具体的说，采样模块监测电池模块的荷电状态值，电流调节模块在电池模块的荷电状态值高于预设值时，调高电池模块的放电电流或调低电池模块的充电电流，电流调节模块在电池模块的荷电状态值低于预设值时，调低电池模块的放电电流或调高电池模块的充电电流。

下面进行举例说明，参考图5，图5为一个例子中光伏储能系统控制方法的工作原理图，具体原理如下：

当混合逆变器进入充放电模式，系统检测电池模组的状态，分断装置的状态，互锁分断装置的状态，若三者均无故障，控制器根据预置策略执行动作，闭合全部分断装置及一个互锁分断装置（例如，互锁分断装置1），控制器检测电路通断，若电路无故障，则开始充放电；

若电路故障，判断是否是分断装置故障，若是分断装置故障，则断开全部分断装置，闭合全部互锁分断装置，电路导通，开始充放电；

若电路故障，判断是否为互锁分断装置1故障，若是互锁分断装置1故障，则闭合除互锁分断装置1之外的一个互锁分断装置（例如，闭合互锁分断装置2）；检测电路通断，若电路通电，则开始充放电；若互锁分断装置2仍然故障，则闭合除互锁分断装置1、互锁分断装置2之外的一个互锁分断装置（例如，互锁分断装置3）；重复检测电路通断，直至电路通电开始充放电，或直至互锁分断全部报故障，控制器反馈充电故障。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种光伏储能系统，其特征在于，包括：

多个电池模块，用于存储光伏组件转换的电能；

多段控制母线，与所述多个电池模块分别对应，每段所述控制母线与对应的一个所述电池模块相连，多段所述控制母线经由多个分断装置依次连接；

电池主母线，每段所述控制母线经由一个互锁分断装置连接至所述电池主母线；

控制器，所述控制器与所述电池主母线相连，且所述控制器分别与所述互锁分断装置、所述分断装置通讯连接，所述控制器检测所述分断装置和所述互锁分断装置是否故障，其中，

所述控制器在检测到分断装置故障时控制存在故障的所述分断装置断开，并控制使存在故障的所述分断装置的一端所连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线、并使存在故障的所述分断装置的另一端所连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线，从而使所述多个电池模块连接至所述电池主母线；

所述控制器在检测到所述互锁分断装置故障时断开存在故障的所述互锁分断装置，并控制其余所述互锁分断装置中的至少一者闭合，从而使所述多个电池模块连接至所述电池主母线。

2.根据权利要求1所述的光伏储能系统，其特征在于，所述控制器在检测到分断装置故障时控制所有分断装置断开、并控制闭合所有互锁分断装置，以将各段所述控制母线分别连接至所述电池主母线并使所述多个电池模块充电或放电。

3.根据权利要求1所述的光伏储能系统，其特征在于，所述控制器基于所述电池模块的状态参数判断所述电池模块是否故障，并控制与发生故障的所述电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的所述电池模块对应的所述控制母线上的分断装置断开，从而断开发生故障的所述电池模块与所述电池主母线之间的电连接。

4.根据权利要求3所述的光伏储能系统，其特征在于：还包括与所述多个电池模块一一对应的多个综合测控单元，每个所述电池模块经由一个所述综合测控单元连接至与该电池模块对应的控制母线，所述综合测控单元包括采样模块，所述采样模块用于监测对应的所述电池模块的状态参数、并将监测到的对应的所述电池模块的状态参数反馈至所述控制器，所述控制器根据所述综合测控单元反馈的状态参数判断所述多个电池模块是否故障。

5.根据权利要求4所述的光伏储能系统，其特征在于：所述综合测控单元还包括电流调节模块，用于根据监测到的对应的所述电池模块的荷电状态值调节所述电池模块的电流；

当所述电池模块的荷电状态值高于预设值时，所述电流调节模块调高所述电池模块的放电电流或调低所述电池模块的充电电流；

当所述电池模块的荷电状态值低于预设值时，所述电流调节模块调低所述电池模块的放电电流或调高所述电池模块的充电电流。

6.根据权利要求4所述的光伏储能系统，其特征在于：每个所述电池模块包括多个电池单元，每个所述综合测控单元与对应所述电池模块的所述多个电池单元分别连接、并监测各个所述电池单元的状态参数。

7.根据权利要求1所述的光伏储能系统，其特征在于：还包括动环模块，

所述动环模块与所述控制器通讯连接，以监测环境参数并向所述控制器反馈，并接收所述控制器的控制指令以调节环境参数；

所述动环模块通过第一开关连接至光伏组件，所述动环模块通过第二开关连接至所述电池主母线，所述动环模块通过第三开关连接至外部电网，

所述第一开关、所述第二开关以及与所述第三开关中的一者闭合以使所述动环模块获取供电。

8.根据权利要求1所述的光伏储能系统，其特征在于：还包括混合逆变器，所述混合逆变器与所述控制器相连、并经由所述控制器分别连接至所述电池主母线和光伏组件，所述混合逆变器还用于连接外部负载。

9.根据权利要求1所述的光伏储能系统，其特征在于：所述分断装置为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路，所述互锁分断装置为接触器、继电器、断路器、二极管或熔断器组合电路。

10.一种光伏储能系统控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的光伏储能系统，其特征在于，包括：

控制器控制闭合所有所述分断装置以及至少一个所述互锁分断装置，检测所述电池主母线与所述多个电池模块之间的导通状态；

若检测所述电池主母线与所述多个电池模块之间未导通，则继续检测当前故障是分断装置故障或者互锁分断装置故障；

若当前故障为分断装置故障，所述控制器控制存在故障的分断装置断开，并将存在故障的分断装置的一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线、将存在故障的分断装置的另一端连接的各段控制母线经由至少一个闭合的互锁分断装置连接至所述电池主母线，以使所述多个电池模块连接至所述电池主母线；

若当前故障为互锁分断装置故障，所述控制器控制断开存在故障的互锁分断装置，并控制其余所述互锁分断装置中的至少一者闭合，以使所述多个电池模块连接至所述电池主母线。

11.根据权利要求10所述的光伏储能系统控制方法，其特征在于，若当前故障为分断装置故障，所述控制器控制所有分断装置断开、并闭合所有互锁分断装置，以将各段所述控制母线分别连接至所述电池主母线并对所述多个电池模块充电或放电。

12.根据权利要求10所述的光伏储能系统控制方法，其特征在于，还包括

所述控制器基于所述电池模块的状态参数判断所述电池模块是否故障，并控制与发生故障的所述电池模块对应的互锁分断装置以及与发生故障的所述电池模块对应的所述控制母线上的分断装置断开，从而断开发生故障的所述电池模块与所述电池主母线之间的电连接。

13.根据权利要求12所述的光伏储能系统控制方法，其特征在于，还包括：

综合测控单元的采样模块监测对应的所述电池模块的状态参数并反馈至所述控制器；

所述控制器将所述状态参数与预设数值比对，当所述状态参数小于预设数值时判断所述电池模块发生故障。

14.根据权利要求13所述的光伏储能系统控制方法，其特征在于，还包括：

所述采样模块监测所述电池模块的荷电状态值；

电流调节模块在所述电池模块的荷电状态值高于预设值时，调高所述电池模块的放电电流或调低所述电池模块的充电电流；

电流调节模块在所述电池模块的荷电状态值低于预设值时，调低所述电池模块的放电电流或调高所述电池模块的充电电流。

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