一种光储系统的制作方法

本发明涉及电气工程领域和新能源领域，尤其涉及一种光储系统。

背景技术：

1、便携式光储系统能够在野外恶劣环境下提供电能，是实现电源保障全地域、全时域、多维度无缝联接保障的重要技术手段。随着新能源技术的不断发展和成熟，锂离子电池越来越多地被运用于各个领域，储能电池系统的应用场景也越来越多样化，这对于电池的串并联成组方式提出了更高的要求。

2、现有的储能电池系统一般都是通过单体电池经固定的串并联数组成的，电池系统的电压、电流都在相对固定的范围内，应用场景也就相对固定，只能用于特定的环境下，给相对固定的负载供电。若是想将同一套储能电池系统用于给不同电压等级的负载供电，则需要外加例如dc/dc等电力电子设备来改变电压等级，这不仅会增加使用成本，还会增加电池系统使用和操作的复杂性。

3、在低温条件下光伏给便携式光储模块充电时需要先进行加热，过去储能电池主回路与加热回路并联在一起，给储能电池加热时是储能电池和光伏一同加热，而光伏功率受天气条件影响较大，在光照强度不足时储能电池的加热功率主要由储能电池本身提供，从而造成不必要的能源浪费。

4、现有的储能系统，需要人工在现场对储能系统的充放电进行控制，无法实现储能系统的远程控制，是非常不便的，因此急需研制一种能够实现远程控制的储能系统。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种光储系统，用以解决现有技术中储能电池自身能源损耗、一套储能电池只能给固定负载供电且无法实现远程控制的问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种光储系统，光储系统包括储能电池、pcs储能变流器、光伏组件、光伏控制器、上位机和控制模块，所述储能电池包括用于充放电的主回路和用于给电池加热的加热回路；所述主回路和加热回路通过继电器s1连接；

3、所述光伏组件通过光伏控制器与加热回路连接，并通过继电器s1连接主回路，用于为储能电池加热或充电；

4、所述pcs储能变流器连接主回路，用于为储能电池充电、加热或将电池电能输出；

5、所述控制模块，与储能电池、pcs储能变流器和光伏控制器连接，获取储能电池、光伏组件和pcs储能变流器的状态参数，并将所述状态参数发送至上位机；

6、所述上位机，用于接收所述状态参数并显示，向控制模块发送充放电指令；

7、所述控制模块还用于根据充放电指令，控制储能电池、pcs储能变流器和继电器s1的通断，实现储能电池的充放电或加热控制。

8、进一步的，所述控制模块还包括上电按钮、充电按钮和供电按钮，分别用于发出上电指令、充电指令以及放电指令。

9、进一步的，所述储能电池的状态参数包括电池输出功率、电池电压、电池温度；光伏组件的状态参数包括光伏发电功率；pcs的状态参数包括输出电压、输出电流和功率。

10、进一步的，所述储能电池还包括电池模块、电源模块以及bms能量管理系统；电池模块包括m+n个电池串，全部电池串正极与负极依次首尾连接，第一个电池串的负极连接储能电池主回路的负极以及电源模块的负极，所述第m+1串电池串的负极通过回路2连接电源模块正极，第m+1串到第m+n串电池串的正极各连接一个继电器ki，并通过继电器并联连接至回路1，回路1一端与电源模块正极连接，另一端连接至储能电池的主回路正极；

11、所述电池模块通过主回路对外输出电能，并通过电源模块为bms能量管理系统供电。

12、进一步的，所述储能电池还包括加热模块；加热模块用于为电池加热，所述加热模块包括电阻片、加热继电器；所述加热模块连接在加热回路的正极和负极之间。

13、进一步的，所述储能电池还包括充电回路，充电回路包括充电继电器和防反二极管，二者并联连接，充电回路的一端与回路1连接，另一端与主回路的正极连接。

14、进一步的，当控制模块接收到充电指令时，判断光伏发电功率是否大于设定的功率阈值，若是，再判断电池温度是否低于加热温度阈值，当低于加热温度阈值时，控制模块控制继电器s1断开，bms能量管理系统控制加热继电器闭合，光伏组件通过光伏控制器为储能电池加热；当储能电池温度上升到充电温度阈值时，bms能量管理系统控制加热继电器断开，控制充电继电器闭合，控制模块控制继电器s1闭合，光伏组件通过光伏控制器为储能电池充电；

15、若光伏发电功率不大于设定的功率阈值，当控制模块通过pcs检测到有市电接入时，控制模块控制继电器s1闭合，bms控制加热继电器闭合，pcs通过市电为储能电池加热，当储能电池温度上升到充电温度阈值时，bms能量管理系统控制加热继电器断开，控制充电继电器闭合，控制模块控制继电器s1断开，pcs通过接入市电为储能电池充电。

16、进一步的，所述储能电池还包括预放电回路，所述预放电回路串联在回路1与充电回路之间；所述预放电回路包括正极继电器、预放继电器和预放电阻，预放继电器和预放电阻串联后与正极继电器并联。

17、进一步的，当电池对外放电时，bms控制充电继电器断开、预充放继电器闭合、正极继电器断开，电池对外进行预放电；

18、当bms能量管理系统检测到主回路输出电压和直流母线电压近似相等时，控制正极继电器闭合、预充放继电器和充电继电器断开，电压经过防反二极管对外放电。

19、进一步的，所述储能电池还具有所述温度传感器，所述温度传感器用于测量电池温度，并将电池温度发送至bms能量管理系统。

20、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

21、1、通过上位机向控制模块下达充放电指令，控制模块根据该指令，控制bms能量管理系统、pcs储能变流器和继电器s1的开合，能够实现对储能系统的远程充放电控制；

22、2、将储能电池的主回路和加热回路通过继电器s1连接，通过光伏组件或市电为储能电池加热，避免使用电池自身能量为电池加热，减少了储能电池自身能源的损耗。

23、3、通过将电池模块的电池串设置为免焊接形式，根据需求接入或取出免焊接电池串，避免了以往电池系统只能给特定环境下、相对固定的负载供电的局限性，此方法可以为多种电压的等级的设备供电，减小了使用成本及操作的复杂性。

24、4、电池模块中通过设置免焊接的电池串，通过控制免焊接电池串的继电器将第m+1至第m+s串电池串接入，与焊接电池串串联在一起共同为负载供电，当需要为小负载供电时，可以直接去除免焊接电池串为小负载供电，即本申请的储能电池能够根据用户需求设置多种使用方法，从而能够适用于负载变化时的供电，更具灵活性。

25、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种光储系统，其特征在于：光储系统包括储能电池、pcs储能变流器、光伏组件、光伏控制器、上位机和控制模块，所述储能电池包括用于充放电的主回路和用于给电池加热的加热回路；所述主回路和加热回路通过继电器s1连接；

2.根据权利要求1所述的一种光储系统，其特征在于，所述控制模块还包括上电按钮、充电按钮和供电按钮，分别用于发出上电指令、充电指令以及放电指令。

3.根据权利要求1或2所述的一种光储系统，其特征在于：所述储能电池的状态参数包括电池输出功率、电池电压、电池温度；光伏组件的状态参数包括光伏发电功率；pcs储能变流器的状态参数包括输出电压、输出电流和功率。

4.根据权利要求3所述的一种光储系统，其特征在于：所述储能电池还包括电池模块、电源模块以及bms能量管理系统；电池模块包括m+n个电池串，全部电池串正极与负极依次首尾连接，第一个电池串的负极连接储能电池主回路的负极以及电源模块的负极，所述第m+1串电池串的负极通过回路2连接电源模块正极，第m+1串到第m+n串电池串的正极各连接一个继电器ki，并通过继电器并联连接至回路1，回路1一端与电源模块正极连接，另一端连接至储能电池的主回路正极；

5.根据权利要求4所述的一种光储系统，其特征在于，所述储能电池还包括加热模块；加热模块用于为电池加热，所述加热模块包括电阻片、加热继电器；所述加热模块连接在加热回路的正极和负极之间。

6.根据权利要求5所述的一种光储系统，其特征在于，所述储能电池还包括充电回路，充电回路包括充电继电器和防反二极管，二者并联连接，充电回路的一端与回路1连接，另一端与主回路的正极连接。

7.根据权利要求6所述的一种光储系统，其特征在于，当控制模块接收到充电指令时，判断光伏发电功率是否大于设定的功率阈值，若是，再判断电池温度是否低于加热温度阈值，当低于加热温度阈值时，控制模块控制继电器s1断开，bms能量管理系统控制加热继电器闭合，光伏组件通过光伏控制器为储能电池加热；当储能电池温度上升到充电温度阈值时，bms能量管理系统控制加热继电器断开，控制充电继电器闭合，控制模块控制继电器s1闭合，光伏组件通过光伏控制器为储能电池充电；

8.根据权利要求6所述的一种光储系统，其特征在于，所述储能电池还包括预放电回路，所述预放电回路串联在回路1与充电回路之间；所述预放电回路包括正极继电器、预放继电器和预放电阻，预放继电器和预放电阻串联后与正极继电器并联。

9.根据权利要求6所述的一种光储系统，其特征在于，当电池对外放电时，bms控制充电继电器断开、预放继电器闭合、正极继电器断开，电池对外进行预放电；

10.根据权利要求6所述的一种光储系统，其特征在于，所述储能电池还具有所述温度传感器，所述温度传感器用于测量电池温度，并将电池温度发送至bms能量管理系统。

技术总结
本发明涉及一种便携式光储系统，属于电气工程领域和新能源领域，解决了现有技术中储能电池自身能源损耗和一套储能电池只能给固定负载供电的问题。该系统包括储能电池、PCS储能变流器、光伏组件、光伏控制器、上位机和控制模块，储能电池包括主回路和加热回路；主回路和加热回路通过继电器S1连接；光伏组件通过光伏控制器与加热回路连接，并通过继电器S1连接主回路；PCS储能变流器连接主回路；控制模块与储能电池、光伏控制器和PCS连接，获取储能电池和光伏组件的状态参数，并将状态参数发送至上位机，上位机用于接收状态参数并显示，向控制模块发送充放电指令。实现了减少储能电池自身能源损耗和一套储能电池可以为多种电压等级的设备供电的问题。

技术研发人员：闵庆久,马泽,马中华
受保护的技术使用者：北京机械设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16