CN117413442A - Pv-ess直连式能量管理系统与光伏发电系统互通设备 - Google Patents

Abstract

一种PV重组装置，被配置为将光伏(PV)系统与连接到储能系统(ESS)和逆变器(PCS)的DC(直流)电力线的DC总线连接，该装置可以包括：连接光伏系统和逆变器的逆变器连接端子；连接光伏系统和储能系统的ESS连接端子；以及断开器，其被配置为根据基于外部条件的控制命令断开光伏系统和DC总线。

Description

PV-ESS直连式能量管理系统与光伏发电系统互通设备

技术领域

本申请要求2022年1月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0011267和2023年1月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2023-0003808的优先权和利益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种PV重组装置、一种包括该PV重组装置的能量管理系统以及一种能量管理系统的控制方法，并且更具体地，涉及一种用于根据外部条件将PV系统与电池系统断开的PV重组装置、一种包括该PV重组装置的能量管理系统以及一种能量管理系统的控制方法。

背景技术

储能系统涉及各种技术，包括可再生能源、储存电力的电池和电网。近年来，随着智能电网和可再生能源的供应的扩大，以及电力系统的效率和稳定性的强调，对用于电力供需控制和电力质量改善的储能系统的需求正在增加。取决于使用目的，储能系统可能具有不同的输出和容量。为了配置大容量储能系统，可以连接多个电池系统以提供大容量储能系统。

储能系统以直流(DC)电压的形式产生和存储电力，并且，当储能系统连接到光伏(PV)系统以便与电网互通时，通常使用AC耦合系统，其中储能系统和光伏系统通过逆变器连接到交流(AC)系统中。

最近，为了通过最小化逆变器的数量来最大化光伏发电效率并降低安装成本，预计在DC配送系统中耦合光伏系统和储能系统的许多系统(DC耦合系统)将增加。在DC耦合系统中，其中光伏系统和ESS共同连接到DC总线，由于太阳光的MPPT控制与ESS电压控制之间的冲突而导致的系统错误、由于在夜间期间从ESS到电网的电力供应期间由于PV连接导致的局部放电而导致的电力效率降低以及由于故障电流流入而增加的系统风险可能接踵而至。因此，需要一种用于将光伏系统和ESS直接连接到DC总线的正确方法。

发明内容

技术问题

为避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例提供一种PV重组装置。

为了避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例还提供一种包括PV重组装置的能量管理系统。

为了避免相关技术的一个或多个问题，本公开的实施例还提供一种能量管理系统的控制方法。

技术方案

为了实现本公开的目的，一种PV重组装置，其被配置为将光伏(PV)系统与连接到储能系统(ESS)和逆变器(PCS)的DC(直流)电力线的DC总线连接的DC总线连接，该装置可以包括：连接光伏系统和逆变器的逆变器连接端子；连接光伏系统和储能系统的ESS连接端子；以及断开器，其被配置为根据基于外部条件的控制命令断开光伏系统和DC总线。

断开器可以通过从电力管理控制设备接收基于外部条件的控制命令来操作。

PV重组装置还可以包括：用于测量由光伏系统产生的电力量的电流监测设备；以及用于检测光伏系统中的接地故障的接地故障检测器。

ESS连接端子可以连接到储能系统的电池DC面板(BDCP)。

外部条件可以包括与光伏发电的可用性相关的时间条件和天气条件中的一个或多个。

更具体地，外部条件可以包括光伏系统的操作时间分区是白天还是夜间。

断开器可以在夜间断开光伏系统和DC总线。

根据本公开的另一个实施例，一种能量管理系统可以包括：电力管理控制设备，其与储能系统(ESS)和与该储能系统(ESS)相关联的光伏(PV)系统互通，并被配置为基于外部条件确定光伏(PV)系统是否能够发电；以及PV重组器，其被配置为根据来自电力管理控制设备的控制命令将光伏系统与DC总线断开，DC总线连接到储能系统和逆变器(PCS)的DC电力线。

PV重组器可以包括：连接光伏系统和逆变器的逆变器连接端子；连接光伏系统和储能系统的ESS连接端子；以及断开器，其被配置为根据基于外部条件的电力管理控制设备的控制命令断开光伏系统和DC总线。

PV重组器还可以包括：用于测量由光伏系统产生的电力量的电流监测设备；以及用于检测光伏系统中的接地故障的接地故障检测器。

ESS连接端子可以连接到储能系统的电池DC面板(BDCP)。

外部条件可以包括与光伏发电的可用性相关的时间条件和天气条件中的一个或多个。

更具体地，外部条件可以包括光伏系统的操作时间分区是白天还是夜间。

断开器可以在夜间断开光伏系统和DC总线。

光伏系统和DC总线可以在能够进行光伏发电的情况下连接，使得能量管理系统在第一操作模式下操作，并且光伏系统和DC总线在不能够进行光伏发电的情况下断开，使得能量管理系统在第二操作模式下操作。

在第一操作模式下，逆变器可以根据最大功率点跟踪(MPPT)控制供应电力，并且储能系统以恒定功率(CP)模式执行充电。

在第二操作模式下，储能系统可以以恒定电压(CV)模式执行放电，并且逆变器以恒定功率(CP)模式供应电力。

根据本公开的另一个实施例，一种能量管理系统的控制方法，该能量管理系统包括储能系统(ESS)和与该储能系统(ESS)相关联的光伏(PV)系统，该方法可以包括：基于外部条件确定光伏(PV)系统是否能够发电；以及使用位于DC总线和光伏(PV)系统之间的PV重组器，根据确定结果连接或断开光伏系统和DC总线，其中DC总线连接到储能系统和逆变器(PCS)的DC电力线。

连接或断开光伏系统和DC总线可以包括在能够进行光伏发电的情况下连接光伏系统和DC总线，使得能量管理系统在第一操作模式下操作。

连接或断开光伏系统和DC总线可以包括在不能够进行光伏发电的情况下断开光伏系统和DC总线，使得能量管理系统在第二操作模式下操作。

在第一操作模式下，逆变器可以根据最大功率点跟踪(MPPT)控制供应电力，并且储能系统以恒定功率(CP)模式执行充电。

在第二操作模式下，储能系统可以以恒定电压(CV)模式执行放电，并且逆变器以恒定功率(CP)模式供应电力。

有益效果

根据本公开的实施例，可以通过建立PV-ESS直接耦合DC电力配送系统来提高发电效率并降低安装成本。

此外，通过在PV发电期间监测PV系统中的接地故障，以及在非发电期间通过PV重组装置将PV系统与ESS分离，可以防止故障电流流入和功率效率降低。

因此，可以优化包括光伏系统和电池系统的能量管理系统的操作。

附图说明

图1是AC耦合光伏(PV)-ESS连接系统的框图。

图2是可以应用本发明的DC耦合光伏(PV)-ESS连接的示例的框图。

图3是根据本发明的实施例的DC耦合光伏-ESS连接系统中的每个系统之间的连接关系图。

图4是示出根据本发明的实施例的基于外部条件操作DC耦合光伏-ESS连接系统的方法的表。

图5是根据本发明的实施例的能量管理系统的控制方法的操作流程图。

100：储能系统(ESS)400：PCS/逆变器

500：DC/DC转换器600：电网

700：光伏(PV)系统710：PV重组器

具体实施方式

本发明可以以各种形式进行修改并具有各种实施例，并且其特定实施例在附图中通过示例示出，并将在下面详细描述。然而，应当理解，无意将本发明限于特定实施例，相反，本发明要涵盖落入本发明的精神和技术范围内的所有修改、等同和替代。相同的附图标记在整个附图描述中指代相同的元件。

将理解，尽管诸如第一、第二、A、B等的术语可以在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括多个相关联的列出的项目或多个相关联的列出的项目中的任何一个的组合。

将理解，当元件被称为“耦合”或“连接”到另一个元件时，它可以直接耦合或连接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接耦合”或“直接连接”到另一个元件时，不存在中间元件。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。将进一步理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”“包含(includes)”、“包含(including)”和/或“具有”，当在本文中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、构成元件、组件和/或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、构成元件、组件和/或其组合。

除非另有定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术和科学术语，具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，术语，诸如常用词典中定义的术语，应被解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文如此明确定义，否则不会以理想化或过于正式的意义上进行解释。

本文中使用的一些术语定义如下。

充电状态(SOC)是指电池的当前充电状态，以百分点[％]表示，并且健康状态(SOH)可以是电池与其理想或原始条件相比的当前状态，以百分点[％]表示。

电池架是指由电池制造商串联/并联设置的连接组(或模块)组装的最小单一结构的系统，其可以由电池管理系统(BMS)监测和控制。电池架可以包括若干电池组(或模块)和电池保护单元或任何其他保护设备。

电池库是指通过并联连接若干架而配置的一组大规模电池架系统。用于电池库的库BMS可以监测和控制若干架BMS，其中的每个管理电池架。

电池区段控制器(BSC)是指控制电池系统的最顶层的设备，包括电池库级结构或多库级结构。

功率限制是指可以从电池输出的功率限制，其由电池制造商基于电池状况预先设置。架功率限制可能意味着为架级别设置的输出功率限制([kW])，并且可以基于电池的SOC和温度进行设置。

功率限制可以是充电功率限制或放电功率限制，取决于是应用充电还是放电。此外，根据电池系统结构，可以定义架功率限制或库功率限制。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1是AC耦合光伏(PV)-ESS连接系统的框图。

参考图1，AC耦合光伏-ESS连接系统可以实现为其中PV系统和电池系统(或ESS)分别通过光伏(PV)逆变器和ESS逆变器耦合到AC总线从而与电网互连的形式。

PV逆变器可以接收来自PMS(电力管理系统)的命令，以形成电压，该电压可以使PV发电效率最大化，并在夜间根据需要将存储在电池中的能量供应给电网。

以某种方式，最近，与AC耦合光伏-ESS连接系统相反的DC耦合系统由于诸如光伏发电效率的最大化和通过最小化逆变器的数量降低安装成本的优点而需求不断增加。

图2是可以应用本发明的DC耦合光伏(PV)-ESS连接的示例的框图。

在DC耦合光伏(PV)-ESS连接系统中，需要能够单独控制每个电池系统100的DC电压/电流的DC/DC转换器500。由于在电池系统中放置了DC/DC转换器，因此不再需要用于与光伏系统连接的DC/AC转换器，从而提高效率。此外，如现有电池系统中那样，可以通过每个电池系统的DC/DC转换器对电池系统进行保护控制。此外，即使当电池架在SOC、SOH和容量方面具有差异时，也可以基于个体电池系统的特性来控制电池电力量。

图2示出了DC耦合系统的示例，其中光伏(PV)700的输出端子连接到DC/DC转换器500的输出端子和PCS 400的输入端子。

在储能系统(ESS)中，电池用于存储能量或电力。通常，多个电池组(或模块)可以形成电池架，并且多个电池架形成电池库。这里，取决于其中使用电池的设备或系统，电池架可以称为电池组。图2中所示的电池#1、电池#2、...和电池#N可以是电池架或电池组。

这里，可以为每个电池安装电池管理系统(BMS)100。BMS100可以监测待管理的每个电池架的电流、电压和温度，基于监测结果计算电池的充电状态(SOC)以控制充电和放电。在图2的系统中，在每个电池都是电池架的情况下，BMS可以是架BMS(RBMS)。

电池区段控制器(BSC)200可以位于每个电池区段中，每个电池区段包括多个电池、外围电路和用于监测和控制诸如电压、电流、温度的对象的设备，以及断路器。

安装在每个电池区段中的电力转换/调节系统(PCS)400可以控制从外部供应的电力和从电池区段向外部供应的电力，从而控制电池的充电和放电，并且电力转换系统可以包括DC/AC逆变器。PCS 400可以被理解为与本说明书中其他地方称为逆变器或PV逆变器的组件同义。

此外，DC/DC转换器500的输出可以连接到PCS 400并且PCS 400可以连接到电网600。这里，PCS 400通常以恒定功率模式操作。连接到PCS的电力管理系统(PMS)300可以基于电池管理系统或电池区段控制器的监测和控制结果来控制PCS的输出。

在图2的储能系统中，电池#1连接到DC/DC转换器#1，电池#2连接到DC/DC转换器#2，并且电池#N连接到DC/DC#N。对应于每个电池的DC/DC转换器的输出通过DC链路连接到PCS 400。

DC/DC转换器可以是双向转换器，其中当从电池到负载方向执行转换时，DC/DC转换器的输入连接到电池(电池单元、电池架或电池组)，并且DC/DC转换器的输出可以连接到负载。作为DC/DC转换器的示例，可以使用各种类型的转换器，诸如全桥转换器、半桥转换器和反激式转换器。

同时，BMS、BSC 200、PMS 300和PCS 400之间的通信可以通过控制器局域网(CAN)或以太网(由图2中的虚线指示)实现。

根据图2中所示的本发明的实施例，负责电池区域的整体控制的BSC 200可以向PMS 300报告每个电池的状态。这里，每个电池的状态可以包括诸如每个电池的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、电压和温度的信息。BSC 200可以向电力管理系统300提供诸如每个电池的极限功率(P_battery_limit)和实际功率(P_battery_real)的信息。负责控制整个ESS系统的电力管理系统300可以在系统操作期间向电力转换系统400发出充电命令或放电命令(经由P_pcs_reference)。

这里，BSC 200基于每个电池的状态确定每个DC/DC转换器的输出基准。在根据本发明的实施例中，个体DC/DC转换器的输出基准可以根据下垂模式(droop mode)或恒定功率(CP)模式以不同的方式设置。

当DC/DC转换器的输出根据下垂模式进行控制时，BSC可以在操作系统之前考虑每个电池的状态为每个DC/DC转换器设置下垂曲线，并向转换器提供设置的下垂曲线。同时，当DC/DC转换器以CP模式操作时，可以在系统操作期间确定每个DC/DC转换器的电力基准，并将其提供给对应的转换器。

在储能系统的实际操作期间，电力管理系统向电力转换系统和电池区段控制器递送充电/放电命令。这里，电力管理系统可以实时监测光伏系统(PV)、电网和电池的状态，并基于从上层系统——例如EMS(能量管理系统)——接收的操作命令决定系统中的相应组件的操作模式和输出基准。

当PV发电超过太阳能逆变器的容量时，DC耦合系统可以在ESS中存储剩余电力。这称为能量回收并且具有最大化太阳能发电量的效果。

图3是根据本发明的实施例的DC耦合光伏-ESS连接系统中的每个系统之间的连接关系图。

图3示出了关注于与当光伏系统700和储能系统100通过DC耦合与电网600连接时实际实现光伏系统700和储能系统100之间的连接所必需的硬件组件的系统配置。

参考图3，光伏系统700包括：PV阵列701，其中PV串并联连接，以及PV组合器702，其实现为配电板，用于将PV阵列中的PV串的多个正极端子连接成一个，并将多个负极连接成一个。PV组合器702中连接正极端子的开关和连接负极端子的开关始终维持连接，除非诸如故障或检查的操作需要。

每个PV串可以包括串联连接的多个PV面板，以形成1000V至1500V的DC总线电压。光伏系统700通常形成1000V至1500V dc的最大电压，并且，对于大容量发电系统，可以通过增加输出电压同时使用与相同功率相比低的电流容量来降低安装成本，诸如线缆价格。

储能系统100可以被配置成使用各种能量源作为储能设备，但是在该实施例中，二次电池将被描述为能量源。在电池系统的情况下，可以通过如上文参考图2所描述的串联连接多个电池组来配置电池架而形成1000V至1500V dc的电压。

在该DC电力配送系统中，太阳能逆变器可以通过根据PV的发电状态执行最大功率点跟踪(MPPT)控制来调节DC总线的电压。这里，如果PV系统直接连接到电池，则很难调节DC总线电压。因此，在DC耦合系统中，ESS中需要单独的DC/DC转换器(即，电池系统)。

这里，最大功率点跟踪(MPPT)控制是一种控制形式，它允许通过根据外部环境适当调节负载来获得最大功率。递送最大功率的点称为最大功率操作点，并且最大功率操作点可以根据诸如太阳辐射和温度的外部条件而改变。

以某种方式，在图2和图3中，举例说明了其中将单独的DC/DC转换器应用于每个电池架的系统，但是本发明也可以应用于其中中央DC/DC转换器公共地连接到多个电池架的系统。用于各个电池架的DC/DC转换器的优点是允许根据每个电池架的状态进行单独控制，而系统可能很复杂，并且中央DC/DC转换器的优点是系统配置简单，需要更少设施。

PV重组器710可以用作用于物理连接光伏系统和储能系统的开关板。PV重组器710可以包括远程断开器、PV逆变器连接端子和ESS连接端子。PV重组器可以被理解为与本说明书其他地方提到的PV连接装置或PV连接设备相同的组件。

PV重组器可以通过例如在夜间使用远程断开器将光伏系统与DC总线分开，以防止发电效率下降。即使光伏系统没有正在发电，也可以向连接到ESS的DC总线施加电压，并且当在光伏系统不发电期间向光伏系统施加电压时，可以产生具有发电方向相反的方向的反向电流。这可以导致发电效率下降，就像电池系统中发生连续放电一样。因此，根据本发明的实施例，PV系统在光伏系统不发电的夜间与DC总线分离，从而提高ESS发电效率。

这里，远程断开器可以实现为电动断开器。

PV重组器710还可以包括保险丝、用于防止接地故障的接地故障检测断流器(GFDI)、用于检查PV发电量的电流监测器以及IO(输入输出)端口。

GFDI是连接在电力线和接地之间的设备，并且当从电力线流向接地的电流超过某个参考值时，可以切断电流。这里，作为用于检测接地故障的设备，除了GFDI之外，还可以使用IMD(绝缘监测设备)、RCM(住宅电流监测)等。IMD是一种测量和监测正极端子和接地之间以及负极端子和接地之间的绝缘电阻值的设备。RCM是一种通过监测流过正电力线和负电力线的每一个的电流总和是否为零来检测漏电流的设备。

PV重组器的另一个作用是防止故障电流流入。由于光伏系统和储能系统连接而没有任何分离设备，因此在发生接地故障的情况下故障电流可能流入。因此，在本发明中，通过在发电期间监测光伏系统的接地故障，并通过PV重组器将光伏系统与其他系统分离，可以防止故障电流的流入并实现接地故障监测的优化。

这里，控制PV重组器(710)、PV逆变器(400)和储能系统(100)的操作的主体可以是电力管理控制设备或能量管理设备(PMS/EMS)(300)。

根据实施例，当PV系统和DC总线在电力管理控制设备的控制下通过PV重组器710连接时，整个能量管理系统可以在第一操作模式下操作。在第一操作模式下，PV逆变器可以根据MPPT算法供应电力。由于这是其中执行光伏发电的时段，因此ESS100可以处于充电状态。这里，ESS可以以恒定功率(CP)模式操作。包含在PV重组器710中的GFDI可以持续监测PV系统中的接地故障。

根据另一实施例，当PV系统和DC总线之间的连接在电力管理控制设备的控制下通过PV重组器710断开时，整个能量管理系统可以在第二操作模式下操作。在第二操作模式下，ESS100可以以恒定电压(CV)模式放电，并且PV逆变器可以以恒定功率(CP)模式供应电力。这里，GFDI可以监测PV系统的接地故障。同时，设置在DC总线上的IMD可以被激活，以在夜间监测DC总线(ESS和PV逆变器)的绝缘状态。

同时，DC/DC转换器500可以通过电池DC面板(BDCP)170连接到PV重组器710。

在图3中，EMS被呈现为与PMS一起管理整个系统的实体，但是本说明书中描述的能量管理系统可以指与储能系统(ESS)和光伏(PV)系统连接的系统概念，并包括：电力管理控制设备(PMS)，该设备基于外部条件检查光伏(PV)系统是否能够发电；以及PV重组器，其被配置为根据来自电力管理控制设备的控制命令将光伏系统与DC总线断开，该DC总线连接到储能系统和逆变器(PCS)的DC电力线；并且还可以指用于管理能量的系统，该系统包括图3中所示的所有组件。

图4是示出根据本发明的实施例的基于外部条件操作DC耦合光伏-ESS连接系统的方法的表。

在图4的实施例中，通过区分时间条件——即白天和黑夜——作为外部条件来描述操作方法。然而，外部条件可能不仅包括时间条件，还包括天气条件。换言之，本实施例的根据夜间的操作方法甚至可以在长时间不能预期阳光的条件下应用，诸如在雨季期间。

首先，在可以预期发电所需的充足阳光的白天期间，PV重组器710维持PV系统和DC总线之间的连接状态为开启。PV逆变器根据MPPT控制供应电力。由于这是其中执行光伏发电的时段，因此ESS100可能正在充电。这里，ESS可以以恒定功率(CP)模式操作。包含在PV重组器710中的GFDI可以持续监测PV系统的接地故障。

另一方面，在无法执行光伏发电的夜间期间，PV重组器710可以将PV系统与DC总线断开。ESS100可以以恒定电压(CV)模式放电，并且PV逆变器可以以恒定功率(CP)模式供应电力。这里，GFDI可以监测PV系统的接地故障。

同时，根据本发明的系统还可以包括绝缘监测设备(IMD)，其设置在DC总线上，可以被激活以在夜间监测DC总线(ESS和PV逆变器)的绝缘状态。IMD可以在白天期间关闭。

图5是根据本发明的实施例的能量管理系统的控制方法的操作流程图。

根据本发明的能量管理系统的控制方法可以通过与储能系统(ESS)和与该储能系统(ESS)相关联的光伏(PV)系统互通的控制设备来执行。控制设备可以基于外部条件确定光伏(PV)系统是否可以发电(S510)。

这里，外部条件可以包括与是否能够进行光伏发电相关的时间条件和天气条件中的一个或多个。

根据确定结果，可以使用PV重组器维持(S520)或断开(S530)光伏(PV)系统和DC总线之间的连接，该PV重组器位于光伏(PV)系统和连接到储能系统(ESS)和逆变器(PCS)的DC电力线的DC总线之间。

换句话说，例如，在可以预期发电所需的充足阳光的白天期间，PV重组器710维持PV系统和DC总线之间的连接状态为开启。相反，在不能够进行发电的夜间期间，通过PV重组器断开PV系统和DC总线。

当PV系统和DC总线连接时，整个能量管理系统可以在第一操作模式下操作(S521)。在第一操作模式下，PV逆变器根据MPPT算法供应电力。由于这是其中执行光伏发电的时段，因此ESS100可能处于充电状态。这里，ESS可以以恒定功率(CP)模式操作。包含在PV重组器710中的GFDI可以持续监测PV系统的接地故障。

同时，当PV系统和DC总线之间的连接断开时，整个能量管理系统可以在第二操作模式下操作(S531)。在第二操作模式下，ESS100可以使用恒定电压(CV)模式放电，并且PV逆变器可以使用恒定功率(CP)模式供应电力。这里，GFDI还可以监测PV系统的接地故障。同时，设置在DC总线上的IMD可以被激活，以在夜间监测DC总线(ESS和PV逆变器)的绝缘状态。

根据如上所述的本发明的实施例，PV系统的接地故障可以在光伏发电期间通过PV重组器进行监测，并且在非发电期间将PV系统与ESS分离，从而优化故障电流流入和接地故障监测。

根据本发明的实施例的方法的操作可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读程序或代码。计算机可读记录介质包括存储计算机系统可读的数据的所有类型的记录设备。此外，计算机可读记录介质可以分布在网络连接的计算机系统中从而以分布式方式存储和执行计算机可读程序或代码。

尽管本发明的一些方面已经在装置的上下文中进行了描述，但它也可以表示根据对应方法的描述，其中框或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法的上下文中描述的方面也可以表示对应框或项目或对应装置的特征。方法步骤中的一些或全部可以通过(或使用)硬件设备来执行，硬件设备为诸如例如微处理器、可编程计算机或电子电路。在一些实施方案中，最重要的方法步骤中的一个或多个可以由这样的装置执行。

在前述中，已经参照本发明的示例性实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，本发明可以在不脱离所附权利要求中描述的本发明的精神和领域的情况下，在范围内进行各种校正和改变。

Claims (22)

1.一种PV重组装置，被配置为将光伏(PV)系统与连接到储能系统(ESS)和逆变器(PCS)的DC(直流)电力线的DC总线连接，所述装置包括：

连接所述光伏系统和所述逆变器的逆变器连接端子；

连接所述光伏系统和所述储能系统的ESS连接端子；以及

断开器，所述断开器被配置为根据基于外部条件的控制命令断开所述光伏系统和所述DC总线。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述断开器通过从电力管理控制设备接收基于外部条件的所述控制命令来操作。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括：

用于测量由所述光伏系统产生的电力量的电流监测设备；以及

用于检测所述光伏系统中的接地故障的接地故障检测器。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述ESS连接端子连接到所述储能系统的电池DC面板(BDCP)。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外部条件包括与光伏发电的可用性相关的时间条件和天气条件中的一个或多个。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述外部条件包括所述光伏系统的操作时间分区是白天还是夜间。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述断开器在夜间断开所述光伏系统和所述DC总线。

8.一种能量管理系统，包括：

电力管理控制设备，所述电力管理控制设备与储能系统(ESS)和与所述储能系统(ESS)相关联的光伏(PV)系统互通，并被配置为基于外部条件确定所述光伏(PV)系统是否能够发电；以及

PV重组器，所述PV重组器被配置为根据来自所述电力管理控制设备的控制命令将所述光伏系统与DC总线断开，所述DC总线连接到储能系统和逆变器(PCS)的DC电力线。

9.根据权利要求8所述的能量管理系统，其中，所述PV重组器包括：

连接所述光伏系统和所述逆变器的逆变器连接端子；

连接所述光伏系统和所述储能系统的ESS连接端子；以及

断开器，所述断开器被配置为根据基于外部条件的所述电力管理控制设备的控制命令断开所述光伏系统和所述DC总线。

10.根据权利要求9所述的能量管理系统，其中，所述PV重组器还包括：

用于测量由所述光伏系统产生的电力量的电流监测设备；以及

用于检测所述光伏系统中的接地故障的接地故障检测器。

11.根据权利要求9所述的能量管理系统，其中，所述ESS连接端子连接到所述储能系统中的电池DC面板(BDCP)。

12.根据权利要求8所述的能量管理系统，其中，所述外部条件包括与光伏发电的可用性相关的时间条件和天气条件中的一个或多个。

13.根据权利要求12所述的能量管理系统，其中，所述外部条件包括所述光伏系统的操作时间分区是白天还是夜间。

14.根据权利要求9所述的能量管理系统，其中，所述断开器在夜间断开所述光伏系统和所述DC总线。

15.根据权利要求8所述的能量管理系统，其中，所述光伏系统和所述DC总线在能够进行光伏发电的情况下连接，使得所述能量管理系统在第一操作模式下操作，并且所述光伏系统和所述DC总线在不能够进行光伏发电的情况下断开，使得所述能量管理系统在第二操作模式下操作。

16.根据权利要求15所述的能量管理系统，其中，在所述第一操作模式下，所述逆变器根据最大功率点跟踪(MPPT)控制供应电力，并且所述储能系统以恒定功率(CP)模式执行充电。

17.根据权利要求15所述的能量管理系统，其中，在所述第二操作模式下，所述储能系统以恒定电压(CV)模式执行放电，并且所述逆变器以恒定功率(CP)模式供应电力。

18.一种能量管理系统的控制方法，所述能量管理系统包括储能系统(ESS)和与所述储能系统(ESS)相关联的光伏(PV)系统，所述方法包括：

基于外部条件确定所述光伏(PV)系统是否能够发电；以及

使用位于DC总线和所述光伏(PV)系统之间的PV重组器，根据所述确定结果连接或断开所述光伏系统和所述DC总线，其中所述DC总线连接到储能系统和逆变器(PCS)的DC电力线。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，连接或断开所述光伏系统和所述DC总线包括在能够进行光伏发电的情况下连接所述光伏系统和所述DC总线，使得所述能量管理系统在第一操作模式下操作。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，连接或断开所述光伏系统和所述DC总线包括在不能够进行光伏发电的情况下断开所述光伏系统和所述DC总线，使得所述能量管理系统在第二操作模式下操作。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述第一操作模式下，所述逆变器根据最大功率点跟踪(MPPT)控制供应电力，并且所述储能系统以恒定功率(CP)模式执行充电。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述第二操作模式下，所述储能系统以恒定电压(CV)模式执行放电，并且所述逆变器以恒定功率(CP)模式供应电力。