储能系统及其控制方法技术方案

公开了一种储能系统及其控制方法。所述储能系统包括集成控制器，所述集成控制器被配置为基于发电系统、电池和负载的情况来确定功率转换单元、双向转换器、双向逆变器的功能状态。

【技术实现步骤摘要】

公开的技术涉及。
技术介绍
由于包括环境破坏和自然资源枯竭的问题，对用于存储能量和有效利用存储的能量的系统的兴趣日益增加。此外，对以不产生污染的方式使用可再生资源进行发电的兴趣日益增加。储能系统是将这种可再生发电机、电池和传统的电网相互连接的系统。为了在该领域更进一步，正在进行研究，并响应于当前的环境改变做了研发。电力系统(例如，电厂)从具有变化的可靠度的各种资源发电。例如，可再生能源被自然地补充，但流量有限。可再生能源实质上是持续期间内是用之不尽的，但在每单位时间内可用的能量是有限的。此外，为了向消费者供电，发电厂必须将他们的电能配送到电网。电网是使通过输配电线路连接的供电商和消费者同步并通过一个或多个控制中心操作的系统。因此，配送适当电力的可靠性依赖于发电的可用性以及通过电网的合适的流量二者。供电商或电网崩溃可导致全部或局部的断电。另外，可存在过渡期(有时称为准正常状态)，该过渡期发生在这种电配送的异常和正常状态之间。在断电的这些情况下，可使用为消费方的负载(S卩，用电装置)备用的电池来向用电用户保持有效的可靠性。
技术实现思路
—个专利技术方面是一种控制储能系统的方法，所述储能系统连接到发电系统、电池、 电网和负载。所述方法包括确定电网是否连接到负载以及确定发电系统是否发电。储能系统基于以下信息中的至少一个在多个模式中的一个模式下运行发电系统所产生的电量、 电池的充电状态、对电池充电所需的电量、从电池放电的电量、将被负载消耗的电量、当前时间、电网是否连接到负载、发电系统是否发电。另一专利技术方面是一种连接到发电系统、电池、电网和负载的储能系统。所述储能系统包括功率转换单元，被配置为将从发电系统输出的电压转换成DC环节电压；双向转换器，被配置为在第一放电模式和第一充电模式中的一种模式下运行，所述第一放电模式用于将从电池输出的电的电压转换成DC环节电压，所述第一充电模式用于将DC环节电压转换成电池的充电电压。所述储能系统还包括双向逆变器，被配置为在第二放电模式和第二充电模式中的一种模式下运行，所述第二放电模式用于将DC环节电压转换成用于电网的交流(AC)电压，所述第二充电模式用于将电网的AC电压转换成DC环节电压；集成控制器， 被配置为基于发电系统、电池和负载的状态来确定功率转换单元、双向转换器、双向逆变器的功能。附图说明图1是显示根据实施例的储能系统的配置的框图；图2至图8是显示图1中显示的储能系统的各种模式的概念示图；图9至图11是显示根据实施例的控制储能系统的方法的流程图；图12和图13是显示根据另一实施例的控制储能系统的方法的流程图。具体实施例方式因为呈现的多方面允许各种改变和多种修改，仅特定的实施例在附图中被示出， 并在撰写的说明书中被详细描述。然而，这不意在将专利技术方面限制为实际的特定模式，应该明白，所有的改变、等同物和替代物都被包括在本说明书中。在说明书中，当认为对现有技术的特定详细解释可能会不必要地模糊专利技术多方面的本质时，省略对现有技术的特定详细解释。下面将参照附图更详细地描述根据各种实施例的。相同标号通常始终表示相同元件，并且可省略多余的解释。图1是显示根据实施例的储能系统的配置的框图。参照图1，根据本实施例的储能系统1与发电系统2和电网3协作来向负载4供电。发电系统2是通过使用能源发电的系统。发电系统2向储能系统1提供所产生的电。发电系统2可以是太阳能发电系统、风力发电系统、潮汐能发电系统等，并可以是通过使用可再生或不可再生能源发电的任何其他类型的发电系统(例如，使用太阳热、地热等的发电机)。例如，通过使用太阳光发电的太阳能发电机可被连接到储能系统1，所述储能系统1可安装在室内。发电系统2可包括并联的多个发电模块，发电系统2可以是所述多个发电模块中的每个都发电的大容量能量系统。电网3可包括发电厂、变电站、电线等。当电网3处于正常状态时，电网3可向储能系统1或负载4供电，或者可接收从储能系统1提供的电。当电网3处于异常状态时，停止从电网3到储能系统1或者负载4的供电，并且还停止从储能系统1到电网3的供电。负载4可消耗由发电系统2所产生的电、电池40中存储的电以及从电网3提供的电，负载4可以是例如家庭或者工厂。储能系统1可将由发电系统2所产生的电存储在电池40中，并可将所产生的电发送到电网3。此外，储能系统1可将电池40中存储的电发送到电网3，并可将从电网3提供的电存储在电池40中。此外，当存在异常时(例如，当来自电网3的供电被断开时)，储能系统1可用作不间断电源，并向负载4供电。此外，当不存在异常时，储能系统1可将由发电系统2所产生的电或者电池40中存储的电提供给负载4。储能系统1包括功率转换单元(UDC，单向转换器)10、直流(DC)环节单元20、双向逆变器(INV) 30、电池40、电池管理单元(BMS) 50、双向转换器(BDC) 60、第一开关70、第二开关80和集成控制器90。UDC 10连接在发电系统2和第一节点m之间。UDC 10将发电系统2所产生的电转换成DC环节电压，并将DC环节电压发送到第一节点m。换句话讲，当UDC 10运行时，由发电系统2所产生的电被发送到第一节点Ni，以被提供给电池40电网3和负载4。基于发电系统2的类型，UDC 10可包括转换器或整流电路。例如，如果发电系统 2产生直流电，则UDC 10可包括用于将发电系统2的DC电转换成具有用于DC环节单元20 的电压电平的DC电的转换器。然而，如果发电系统2产生交流(AC)电，则UDC 10可包括用于将AC电转换成具有用于DC环节单元20的电压电平的DC电。例如，如果发电系统2 是太阳能发电系统，则UDC 10可包括最大功率点跟踪(MPPT)转换器。为了以最高效率获取由发电系统2所产生的电，MPPT转换器相应于绝缘和温度的变化来执行MPPT控制。当发电系统2不是发电机时，可停止UDC 10的运行，以使功耗最小化。DC环节单元20被相互连接在第一节点附和INV 30之间，并将第一节点附的DC 环节电压维持在恒定电平。由于发电系统2或电网3的瞬间电压降或者负载4的最大负载， 第一节点W的电压电平可变的不稳定。然而，为了 BDC 60和INV 30正常运行，期望将第一节点m的DC环节电压稳定地维持在恒定电平。为了稳定第一节点m的DC环节电压电平，可使用DC环节单元20，所述DC环节单元20可以是例如电容器。所述电容器可以是铝电解电容器、用于高电压的聚合物电容器、用于高电压和大电流的多层陶瓷电容器(MLCC) 等。尽管在本实施例中DC环节单元20被实施为单独部件，但DC环节单元20可被实施为 BDC 60、INV 30 或 UDC 10 的一部分。INV 30是在DC环节单元20和第一开关70之间相互连接的功率逆变器。INV 30 将从发电系统2或者在放电模式下的电池40提供的第一节点m的DC环节电压转换成用于电网3的AC电压，并输出转换的AC电压。此外，INV 30将电网3的AC电压整流成第一节点附的DC环节电压，从而可在充电模式下将电网3的电存储在电池40中。INV 30可包括用于从输出到电网3的AC电压去除谐波的滤波器，并且还可包括锁相环(PLL)电路， 所述PLL电路用于同步从INV 30输出的A本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制储能系统的方法，所述储能系统连接到发电系统、电池、电网和负载，所述方法包括：确定电网是否连接到负载；确定发电系统是否发电，其中，储能系统基于以下信息中的至少一个在多个模式中的一个模式下运行：发电系统所产生的电量、电池的充电状态、对电池充电所需的电量、从电池放电的电量、将被负载消耗的电量、当前时间、电网是否连接到负载、发电系统是否发电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李成任，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR