CN102324753B - 电池储能***的储能控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种电池储能***的储能控制方法，对连接至电网向小区负载供电线路上的电池储能***的并网供电或充电进行控制，首先通过***自检，确定储能***是否可以并网工作，以及电网是否跳闸：当电网没有跳闸时，选择使储能***在负荷工作模式或时间工作模式下并网向负载供电；当检测到电网跳闸、失去对小区负载的供电能力时，则控制储能***进入孤岛工作模式，以现存的储量不间断地向小区负载供电；若储能***停止向负载供电后，可以控制所述储能***即时进行并网充电或等到用电低谷时再充电储能。因此，本发明可以控制电池储能***根据需要，稳定可靠地向负载供电，降低供电负荷的峰谷差，减少电源的闲置容量，满足调峰需求，提高电厂运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种电池储能***的储能控制方法。
背景技术
目前，中国电力负荷增长迅速，不少地区出现了电力供需的矛盾，高峰负荷与峰谷差逐年增加；因此，特别是在迎峰度冬夏期间，高峰负荷往往受到发电能力和电网安全的限制，需要按地区和时间合理安排电力负荷，调配电力供应以充分利用电能，缓解电网压力。
为了满足现在社会日益增长的用电需求，解决“电能只能即用即发”的问题，电池储能***在当今电网***中正逐步受到重视。所述的电池储能***通过在电网低谷期间吸收电能，在负荷高峰期间释放电力，来降低峰谷差，从而相应减少电源的闲置容量，满足调峰需求，提高电厂运行效率。因此，电池储能***是否具备良好有效的运行控制手段，对供电是否稳定可靠有很大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠有效的电池储能***的储能控制方法，可以在电网跳闸时控制储能***进入孤岛工作模式，即能够以现存的储能能量不间断地为负载供电；而在电网恢复时将迅速切换到负荷工作或时间工作模式下对负载进行供电；并且，可以控制储能***即时进行充电或在用电低谷时充电。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电池储能***的储能控制方法，其中所述电池储能***设置的若干组蓄电池模块，依次通过单相断路器、并网双向逆变器、第二断路器之后，连接至电网的第一断路器向小区负载供电的线路上；
所述控制方法首先进行步骤1，通过***自检，确定储能***是否可以并网工作，以及电网是否跳闸：
若电网没有跳闸，选择进行步骤2，使储能***进入负荷工作模式向负载供电；或者，选择进行步骤3，则使储能***进入时间工作模式向负载供电；
若检测到电网跳闸、失去对小区负载的供电能力时，则进行步骤4，控制储能***进入孤岛工作模式，以现存的储量不间断地向小区负载供电；
在步骤2、步骤3或步骤4中，若储能***停止向负载供电后，选择进行步骤5，控制所述储能***在设定的时间进行并网充电。
步骤1中进一步包含：
步骤1.1、储能***自检：控制所述并网双向逆变器近电网侧的第二断路器断开；然后检测储能***电池的实际电压、温度、剩余能量，判断其是否可以进行并网工作；
当检测到储能***可以并网工作时，再进行步骤1.2；
步骤1.2、电网检测：检测电网的电压、电流、功率，确定电网的实际工作状态，并判断电网是否跳闸。
步骤2中，储能***进入负荷工作模式时，先判断储能***能否提供特定时间段所需的负荷能量：
若储能***的能量可以满足特定的工作时长，则进行步骤2.1；
步骤2.1、使并网双向逆变器合闸并网，控制储能***向小区负载提供所需的负荷能量；直到达到设定的工作时长后，停止供电；选择进行步骤5所述充电储能操作。
若储能***不能提供特定时间段所需负荷能量，则进行步骤2.2；
步骤2.2、对储能***所能提供的实际负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
若选择“是”，进行合闸供电，直到储能能量到达下限值时，停止供电，选择进行步骤5所述充电储能操作；若选择“否”，进行步骤5所述充电储能操作。
步骤3中，储能***进入时间工作模式时，先判断储能***是否到达放电工作时间：若储能***没有到达放电工作时间的，进行步骤5所述充电储能操作；
若储能***到达放电工作时间的，进一步判断其是否能够提供工作时长下所需的负荷能量：若选择为“是”，进行步骤3.1.1；若选择为“否”，进行步骤3.1.2；
步骤3.1.1、即储能***能提供工作时长下所需负荷能量的，则使并网双向逆变器合闸并网，控制储能***提供所需负荷能量；在达到工作时长后，停止供电；此时进行步骤5所述充电储能操作。
步骤3.1.2、即储能***不能提供工作时长所需负荷能量时，则对其实际所能提供的负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
当选择进行合闸供电，在到达储能能量下限值时，停止供电；此时选择进行步骤5所述充电储能操作；当选择不进行合闸供电的，进行步骤5所述充电储能操作。
步骤4中，先判断储能***能否对小区供电：选择为“是”的，进行步骤4.1，选择为“否”的，储能***不作出反应；
步骤4.1、储能***能对小区供电的，则使小区负载与电网连接的第一断路器断开，并且使并网双向逆变器近电网侧的第二断路器合闸并网，由储能***电池对小区进行不间断电源供电；
当储能能量到达下限值时，停止供电，将第二断路器断开，使储能***离网；若期间电网恢复，则控制储能***迅速切换到步骤2所述的负荷工作模式或步骤3所述的时间工作模式下进行工作。
步骤5中所述充电储能操作，是在储能***停止供电之后，选择使储能***即时进行并网充电，或者选择使并网逆变器电网侧的第二断路器断开，等到用电低谷时再控制储能***进行并网充电。
经由本发明所述储能控制方法控制后，所述电池储能***可以在电网故障跳闸时，不间断地为小区用户负载供电；而在电网非故障或故障恢复时，根据负荷量或供电时长的需要，选择以负荷工作或时间工作模式向负载供电；当到达供电时间或储能容量达到下限时，可以选择使储能***即时并网充电，或者设定在用电低谷时进行充电，从而降低供电负荷的峰谷差，减少电源的闲置容量，满足调峰需求，提高电厂运行效率。
附图说明
图1是本发明所述电池储能***与电网及小区负载的连接示意框图；
图2是本发明所述电池储能***的储能控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，是电池储能***与电网及小区负载的连接示意框图。其中，10KV电网1依次经过800KVA的变压器2、电压/电流检测装置3、三相的第一断路器4后连接至小区用户负载5；所述电压/电流检测装置3将其测得的数据发送至一主控制***6。电池储能***设置有串联的8个30kWh的蓄电池模块7，对该些蓄电池模块7进行电流检测及电压检测的装置11、12，也分别将测得的数据发送至所述主控制***6。所述若干蓄电池模块7再依次通过单相断路器8、并网双向逆变器9、三相的第二断路器10后连接至所述小区用户负载5；所述单相断路器8、并网双向逆变器9及第二断路器10也各自与所述主控制***6连接，并受该主控制***6驱动。
配合参见图1、图2所示，其中图2是本发明电池储能***的储能控制方法的流程图。所述控制方法，包含以下步骤：
步骤1、***自检；即通过对储能***及检测电网1的各种状态量进行检测，确定储能***是否可以接入小区电网进入工作运行状态；其中，进一步包含有：
步骤1.1、储能***自检：控制并网双向逆变器9近电网侧的第二断路器10断开；然后检测储能***电池的实际电压、温度、剩余能量，判断其是否可以进行并网工作；
若储能***不能并网工作的，则重新进行步骤1.1；直到检测到储能***可以并网工作，再进行步骤1.2。
步骤1.2、电网检测：检测电网的电压、电流、功率，确定电网的实际工作状态，并判断电网是否跳闸；
若电网没有跳闸，可选择使储能***进入负荷工作模式，则进行步骤2；或者，可选择使储能***进入时间工作模式，则进行步骤3；
若检测到电网跳闸，则进行步骤4，即控制储能***进入孤岛工作模式。
步骤2、储能***进入负荷工作模式；
先判断储能***能否提供特定时间段所需负荷能量：若判断为“是”，进行步骤2.1，若判断为“否”，则进行步骤2.2；
步骤2.1、若储能***的能量可以满足特定的工作时长，则使并网双向逆变器9合闸并网，控制储能***向小区负载提供所需负荷能量；直到达到设定的工作时长后，停止供电；此时可进行充电储能方式的选择；
步骤2.2、若储能***不能提供特定时间段所需负荷能量，则对其所能提供的负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
若选择“是”，进行合闸供电；当储能能量到达下限值时，停止供电；此时可进行充电储能方式的选择；若选择“否”，可以进行充电储能方式的选择；
步骤3、储能***进入时间工作模式；
先判断储能***是否到达放电工作时间：若判断为“是”，进行步骤3.1，若判断为“否”，则进行步骤3.2；
步骤3.1、若储能***到达放电工作时间的，进一步判断其是否能够提供工作时长下所需的负荷能量：
步骤3.1.1、若选择为“是”，即储能***能提供工作时长所需负荷能量的，则使并网双向逆变器9合闸并网，控制储能***提供所需负荷能量；在达到工作时长后，停止供电；此时可进行充电储能方式的选择；
步骤3.1.2、若选择为“否”，即储能***不能提供工作时长所需负荷能量时，则对其实际所能提供的负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
当选择进行合闸供电，在到达储能能量下限值时，停止供电；此时可进行充电储能方式的选择；当选择不进行合闸供电的，可以进行充电储能方式的选择；
步骤3.2、若储能***没有到达放电工作时间的，可以进行充电储能方式的选择；
步骤4、当电网跳闸、失去对小区用户的供电能力时，需要储能***进入孤岛工作模式，对小区负载进行供电；
先判断储能***能否对小区供电：选择为“是”的，进行步骤4.1，选择为“否”的，储能***不作出反应。
步骤4.1、储能***能对小区供电的，则使小区负载与电网连接的第一断路器4断开，并且使并网双向逆变器9近电网侧的第二断路器10合闸并网，由储能***电池对小区进行不间断电源供电；
当储能能量到达下限值时，停止供电，将第二断路器10断开，使储能***离网；若期间电网恢复，则控制储能***迅速切换到负荷工作模式（步骤2）或时间工作模式（步骤3）下进行工作。
步骤5、充电储能；
在上述步骤2.1、步骤2.2、步骤3.1.1、步骤3.1.2、步骤3.2、步骤4.1中，当储能***停止供电之后，可以进行充电储能方式的选择，即决定使储能***即时进行并网充电，或者使并网逆变器9电网侧的第二断路器10断开，等到特定时间（例如，用电低谷）时再进行并网充电储能。
经由上述方法控制，所述电池储能***可以在电网故障跳闸时，不间断地为小区用户负载供电；而在电网非故障或故障恢复时，根据负荷量或供电时长的需要，选择以负荷工作或时间工作模式向负载供电；当到达供电时间或储能容量达到下限时，可以选择使储能***即时并网充电，或者设定在用电低谷时进行充电，从而降低供电负荷的峰谷差，减少电源的闲置容量，满足调峰需求，提高电厂运行效率。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种电池储能***的储能控制方法，其中所述电池储能***设置的若干组蓄电池模块，依次通过单相断路器、并网双向逆变器、第二断路器之后，连接至电网的第一断路器向小区负载供电的线路上；其特征在于，
所述控制方法首先进行步骤1，通过***自检，确定储能***是否可以并网工作，以及电网是否跳闸：
若电网没有跳闸，选择进行步骤2使储能***进入负荷工作模式，以能够满足设定的工作时长的负荷能量向负载供电至设定的工作时长；或者，选择进行步骤3，则使储能***进入时间工作模式，在到达放电工作时间时以能够满足设定的工作时长的负荷能量向负载供电至设定的工作时长；步骤2或步骤3中的负荷能量不能够满足设定的工作时长时，以实际负荷能量及供电时间向负载供电至储能能量的下限值；
若检测到电网跳闸、失去对小区负载的供电能力时，则进行步骤4，控制储能***进入孤岛工作模式，以现存的储量不间断地向小区负载供电；
在步骤2、步骤3或步骤4中，若储能***停止向负载供电后，选择进行步骤5的充电储能操作，以便控制所述储能***等到用电低谷时或即时进行并网充电。
2.如权利要求1所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤1中进一步包含：
步骤1.1、储能***自检：控制所述并网双向逆变器近电网侧的第二断路器断开；然后检测储能***电池的实际电压、温度、剩余能量，判断其是否可以进行并网工作；
当检测到储能***可以并网工作时，再进行步骤1.2；
步骤1.2、电网检测：检测电网的电压、电流、功率，确定电网的实际工作状态，并判断电网是否跳闸；当电网没有跳闸时进行步骤4，当电网跳闸时选择进行步骤2或步骤3。
3.如权利要求1所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤2中，储能***进入负荷工作模式时，先判断储能***能否提供设定的工作时长所需的负荷能量：
若储能***的能量可以满足设定的工作时长，则进行步骤2.1；
步骤2.1、使并网双向逆变器合闸并网，控制储能***向小区负载提供所需的负荷能量；直到达到设定的工作时长后，停止供电；选择进行步骤5所述充电储能操作。
4.如权利要求3所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤2中，若储能***不能提供设定的工作时长所需负荷能量，则进行步骤2.2；
步骤2.2、对储能***所能提供的实际负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
若选择“是”，进行合闸供电，直到储能能量到达下限值时，停止供电，选择进行步骤5所述充电储能操作；若选择“否”，进行步骤5所述充电储能操作。
5.如权利要求1所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤3中，储能***进入时间工作模式时，先判断储能***是否到达放电工作时间：若储能***没有到达放电工作时间的，进行步骤5所述充电储能操作；
若储能***到达放电工作时间的，进一步判断其是否能够提供设定的工作时长下所需的负荷能量：若选择为“是”，进行步骤3.1.1；若选择为“否”，进行步骤3.1.2；
步骤3.1.1、即储能***能提供设定的工作时长下所需负荷能量的，则使并网双向逆变器合闸并网，控制储能***提供所需负荷能量；在达到设定的工作时长后，停止供电；此时进行步骤5所述充电储能操作。
6.如权利要求5所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤3.1.2，即储能***不能提供设定的工作时长所需负荷能量时，则对其实际所能提供的负荷能量及其供电时间进行确定；然后选择是否进入合闸工作：
当选择进行合闸供电，在到达储能能量下限值时，停止供电；此时选择进行步骤5所述充电储能操作；当选择不进行合闸供电的，进行步骤5所述充电储能操作。
7.如权利要求1所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤4中，先判断储能***能否对小区供电：选择为“是”的，进行步骤4.1，选择为“否”的，储能***不作出反应；
步骤4.1、储能***能对小区供电的，则使小区负载与电网连接的第一断路器断开，并且使并网双向逆变器近电网侧的第二断路器合闸并网，由储能***电池对小区进行不间断电源供电；
当储能能量到达下限值时，停止供电，将第二断路器断开，使储能***离网；若期间电网恢复，则控制储能***迅速切换到步骤2所述的负荷工作模式或步骤3所述的时间工作模式下进行工作。
8.如权利要求1~7中任意一项所述电池储能***的储能控制方法，其特征在于，
步骤5中所述充电储能操作，是在储能***停止供电之后，选择使储能***即时进行并网充电，或者选择使并网逆变器电网侧的第二断路器断开，等到用电低谷时再控制储能***进行并网充电。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Effective date: 20121112 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121112 Address after: 200002 Nanjing East Road, Shanghai, No. 181, No. Applicant after: Shanghai Electric Power Corporation Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 200002 Nanjing East Road, Shanghai, No. 181, No. Applicant before: Shanghai Electric Power Corporation |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |