具有电池补偿功能的储能系统及储能系统的补偿控制方法与流程

本发明涉及电力设备，具体涉及一种具有电池补偿功能的储能系统及储能系统的补偿控制方法。

背景技术：

1、考虑到为负载端节约电费，通常设置储能系统与电网侧连接，现有储能系统的工作原理：储能系统与电网侧连接，在电费较低时对储能系统中的电池模组进行充电，在电费较高时储能系统中的电池模组进行放电，从而达到削峰填谷的效果。

2、图1为现有的储能系统的电路示意图，该储能系统包括电池簇b、充放电回路及主控模块，其中，电池簇b通过充放电回路与电网连接，充放电回路包括设于回路中的双向变流器pcs、第一隔离开关k1、第二隔离开关k2、第一接触器km1、第二接触器km2、第三接触器km3及各熔断器等部件，主控模块用于对电池模组进行管理、并对充放电回路中的可控部件进行控制。

3、现有的储能系统在运行时若遇到电网断电或为电池簇b充电的充放电回路发生故障无法为电池供电时，电池簇b会处于与外部电网物理隔离状态，当长时间处于这种隔离状态，储能电池簇b会因为较长时间的无供电而产生亏电进而无法工作，而该过程中，当主控模块检测到电池簇b无法通过充放电回路与电网相连接时，会控制第一接触器km1及第二接触器km2断开所述主控模块通过充放电回路连接至电网的回路，以使得充放电回路处于断路状态，对电池簇b进行物理隔离，以执行断电保护，此时哪怕供电系统（即电网）能够再次启动也无法对电池簇b进行供电。

4、当遇到相关问题时，供电系统能够再次启用时，会因电池模组电压过低而必须将储能系统拆卸，一一对单个电池pack（即电池模组）进行充电，这个过程异常繁琐、耗费时间，且在单个电池pack充电过程中还存在电量不一致的问题，使得储能电池簇b的充放电量不能达到预定值，降低了储能电池簇b的充放电效率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本发明提供了一种结构简单、设计合理、实现在能够连接到外部电源时能自动对电池簇b进行电能补偿、有效减轻操作复杂度、性能良好的具有电池补偿功能的储能系统。为此，本发明还提供对该具有电池补偿功能的储能系统进行控制的储能系统的补偿控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、在本发明的第一方面，提供一种具有电池补偿功能的储能系统，其主要特点是，与电网选择性地连接，所述储能系统包括电池簇b、充放电回路及主控模块，所述充放电回路包括接触器模组，所述电池簇b通过所述接触器模组与所述电网选择性地连接，所述主控模块分别与所述电池簇b和所述接触器模组相连接，当所述主控模块监测到所述电池簇b无法通过所述充放电回路接收到所述电网的供电时，所述主控模块控制所述接触器模组断开，以切断所述电池簇b通过所述充放电回路连接至所述电网的回路，所述储能系统包括：

4、电池补偿模块，与所述电池簇b及所述主控模块相连接，所述电池补偿模块用于在所述主控模块控制所述接触器模组断开时，对所述电池簇b进行充电补偿。

5、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述储能系统包括电源，所述电池补偿模块包括电源处理子模块、补偿采样单元及补偿控制运算单元；

6、所述电源处理子模块分别与所述电源及所述电池簇b相连接；

7、所述补偿采样单元分别与所述电网、所述电池簇b及所述补偿控制运算单元相连接；

8、所述补偿控制运算单元还与所述电源处理子模块及所述主控模块相连接。

9、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述电源处理子模块包括整流器re和升压单元boost，所述电源依次通过所述整流器re和所述升压单元boost与所述电池簇b相连接，所述补偿控制运算单元与所述整流器re相连接。

10、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述电源包括所述电网；

11、所述电池补偿模块用于在所述主控模块控制所述接触器模组断开，且检测到所述电网能够供电时，利用所述电网的电能对所述电池簇b进行充电补偿。

12、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述充放电回路还包括空气开关k、双向变流器pcs、隔离开关模组及熔断器模组；

13、所述空气开关k接于所述电网与所述电池簇b之间，所述空气开关k用于在所述充放电回路中的电流超过额定电流时断开所述充放电回路；

14、所述双向变流器pcs接于所述电网与所述电池簇b之间，且所述双向变流器pcs还与所述主控模块相连接，所述双向变流器pcs用于在所述主控模块的控制下执行整流或逆变操作；

15、所述隔离开关模组接于所述电网与所述电池簇b之间，所述隔离开关模组用于选择性地隔离所述电网与所述电池簇b；

16、所述熔断器模组接于所述电网与所述电池簇b之间，所述熔断器模组用于在所述充放电回路中的电流超过额定值时熔断断开电路。

17、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述充放电回路还包括软启动回路，所述软启动回路接于所述双向变流器pcs及所述电池簇b之间。

18、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述软启动回路包括接触器和熔断器，所述双向变流器pcs通过所述接触器和所述熔断器与所述电池簇b相连接，所述接触器还与所述主控模块相连接。

19、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述储能系统还包括高压箱，所述电池补偿模块、所述主控模块、隔离开关模组、熔断器模组、接触器模组及软启动回路均设于所述高压箱内。

20、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述储能系统还包括能量管理系统ems和云平台，所述能量管理系统ems分别与所述主控模块、所述云平台及所述双向变流器pcs相连接。

21、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述电源包括外接电源。

22、上述的具有电池补偿功能的储能系统，其中，所述储能系统还包括从控模块，所述从控模块包括数个从控单元，所述从控单元的数量与所述电池簇b中的电池的数量相匹配；所述主控模块通过各所述从控单元连接所述电池簇b中对应的所述电池，所述主控模块通过各所述从控单元获取对应的所述电池的采样数据。

23、在本发明的第二方面，提供上述的储能系统的补偿控制方法，其主要特征是，所述方法包括：

24、当检测到所述接触器模组在所述主控模块控制下断开时，判断所述电池簇b的电压是否低于第一预设电压值时；并当所述电池簇b的电压低于所述第一预设电压值，控制所述电池补偿模块对所述电池簇b进行充电补偿，以避免所述电池簇b出现亏电。

25、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，所述储能系统包括电源，所述电池补偿模块包括电源处理子模块、补偿采样单元及补偿控制运算单元，电源包括所述电网，所述方法包括：

26、当检测到所述接触器模组在所述主控模块控制下断开时，所述补偿控制运算单元接收到所述接触器模组在所述主控模块控制下断开的信号；

27、所述补偿采样单元对所述电池簇b的电压进行采集，并根据采集到的所述电池簇b的电压值生成电池簇b电压信号，并将所述电池簇b电压信号输送给所述补偿控制运算单元；

28、所述补偿控制运算单元依据所述电池簇b电压信号判断所述电池簇b的电压是否低于第一预设电压值；

29、当所述补偿控制运算单元依据所述电池簇b电压信号确定所述电池簇b的电压低于所述第一预设电压值时，和/或当所述补偿控制运算单元接收到所述主控模块输出的使能调度指令时，所述补偿控制运算单元控制所述电源处理子模块利用所述电源中的电能在所述主控模块控制所述接触器模组断开时，对所述电池簇b进行充电补偿。

30、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，所述补偿采样单元还对所述电网的电压进行采集，并根据采集到的所述电网的电压值生成电网电压信号，且将所述电网电压信号输送给所述补偿控制运算单元；所述补偿控制运算单元控制所述电源处理子模块利用所述电源中的电能在所述主控模块控制所述接触器模组断开时，对所述电池簇b进行充电补偿，包括以下步骤：

31、所述补偿控制运算单元根据所述电网电压信号判断所述电网是否能够供电；

32、当所述电网能够供电时，所述补偿控制运算单元驱动所述电源处理子模块开始运行，在所述主控模块控制所述接触器模组断开时，利用电网的电能对所述电池簇b进行充电补偿。

33、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，当所述电池簇b无法通过所述充放电回路接收到所述电网的供电问题是由所述电网断电引起时，所述方法执行以下步骤：

34、需在所述电网能够供电后控制所述电池补偿模块对所述电池簇b进行充电补偿。

35、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，所述方法还包括：

36、当所述电网能够供电，且所述电池簇b的电压达到第二预设电压值后，控制所述接触器模组闭合，以使得所述电网可通过所述充放电回路与所述电池簇b相连接。

37、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，当所述电池簇b无法通过所述充放电回路接收到所述电网的供电问题是由所述充放电回路故障引起时，所述方法执行以下步骤：

38、每当所述电池簇b中的电压低于所述第一预设电压值时，所述电池补偿模块均需将所述电池簇b内的电压补偿到第二预设电压值，直至所述充放电回路能够将所述电网中的电能传输至所述电池簇b时，控制所述电池簇b通过所述充放电回路与所述电网连接。

39、上述的储能系统的补偿控制方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

40、所述电池补偿模在接收到所述主控模块发出的使能调度指令后对所述电池簇b进行充电补偿。

41、以现有技术相比，本发明的具有电池补偿功能的储能系统及储能系统的补偿控制方法具有如下有益效果：

42、本发明的具有电池补偿功能的储能系统通过设置电池补偿模块，以实现在电池簇b无法通过充放电回路与电网连接时对电池簇b进行充电补偿，从而有效预防电池簇b因长时间无法与电网连接产生亏电问题，且该电池补偿模块可执行自动控制功能，且无需对现有技术的储能系统的硬件进行大幅度的改动，从而即可有效减少人力成本，同时具有良好的适应性。

43、利用本发明的储能系统的补偿控制方法对具有电池补偿功能的储能系统进行控制，可有效实现对电池簇b电能的及时补偿，避免亏电导致的电池簇b损坏，提高系统的使用寿命，且易于维护。