CN112952882A - 储能变换***、储能变换***的控制方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种储能变换***、储能变换***的控制方法及计算机可读存储介质，储能变换***包括：电池储能组件；逆变***，通过直流母线电与电池储能组件连接；逆变***，通过直流母线与电池储能组件电连接；加热装置，对应电池储能组件的位置设置，加热装置的供电端与直流母线电连接，加热装置用于在逆变***的驱动下，对电池储能组件中的电池加热。本发明的加热装置的供电取自逆变***直流侧母线，不消耗电池***的能量，也不消耗电网的能量，经济效益更好。

Description

储能变换***、储能变换***的控制方法及计算机可读存储 介质
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种储能变换***、储能变换***的控制方法及计算机可读存储介质。
背景技术
随着风力发电、光伏发电等技术的成熟，自主发电也越来越多的应用到户用家庭中，风力发电、光伏发电等发电装置产生的电能可以投入至电网中，也可以通过电池存储起来，在对电池进行充电，可以会因为环境恶劣，例如环境温度过低时，可能电池不被允许充电，使得电池不能使用。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种储能变换***、储能变换***的控制方法及计算机可读存储介质，旨在实现对储能变换***中电池储能组件进行加热。
为实现上述目的，本发明提出一种储能变换***，所述储能变换***包括：
电池储能组件；
逆变***，通过直流母线电与所述电池储能组件连接；
加热装置，对应所述电池储能组件的位置设置，所述加热装置的供电端与所述直流母线电连接，所述加热装置用于在所述逆变***的驱动下，对所述电池储能组件中的电池加热。
可选地，所述储能变换***还包括：
电控组件，与所述逆变***电连接，所述电控组件在被触发工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件中的电池温度；以及，
在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***为所述加热装置供电，以驱动所述加热装置对所述电池储能组件中的电池加热。
可选地，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第一预设温度时，控制所述逆变***对所述电池储能组件进行充电；其中，所述第一预设温度大于所述不允许充电的最小电池温度。
可选地，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，控制所述逆变***停止给所述加热装置供电；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
可选地，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，并控制所述逆变***停止给所述加热装置供电之后，在检测到所述电池储能组件的当前电池温度小于或者等于所述第一预设温度时，控制所述逆变***恢复对所述加热装置的充电。
可选地，所述电控组件还用于在所述电池温度处于所述第一预设温度与所述第二预设温度之间时，根据检测的所述电池温度实时调整输出至所述加热装置的电流。
可选地，所述电控组件还用于检测所述电池储能组件的电量，在检测到所述电池储能组件的电量小于或者等于第一预设电量阈值时，所述电控组件被触发工作于所述电池储能模式。
可选地，所述电控组件还用于检测所述加热装置的电参数，以及检测所述加热装置的温度；以及，
在检测到加热装置的电参数和/或所述加热装置的温度异常时，控制所述加热装置停止工作。
可选地，所述储能变换***还包括发电***，所述发电***与所述逆变***电连接；
所述电控组件还与所述逆变***通讯连接；所述逆变***在检测到发电***的能量存在余量时，触发所述电控组件工作于电池储能模式。
可选地，所述电控组件包括：
第一开关装置，串联设置于所述电池储能组件与所述逆变***之间；
第二开关装置，串联设置于所述加热装置与所述逆变***之间；以及，
温度传感器，对应所述电池储能组件的位置设置，用于检测所述电池储能组件中的电池温度；
主控制器，分别与所述温度传感器及所述逆变***连接，所述主控制器用于控制所述第一开关装置和所述第二开关装置工作，以实现所述加热装置和所述电池储能组件与所述逆变***的连接通断。
可选地，所述电控组件包括：
第三开关装置，串联设置于所述电池储能组件和所述逆变***之间。
可选地，所述主控制器集成于所述电池储能组件内；
或者，所述主控制器集成于所述逆变***内。
可选地，所述电控组件还包括：
电控盒及容置于所述电控盒内的电控板；
所述主控制器设置于所述电控板内。
本发明还提出一种储能变换***的控制方法，使用了如上所述的储能变换***，所述储能变换***包括逆变***、电池储能组件及给所述电池储能组件加热的加热装置，其特征在于，所述储能变换***的控制方法包括以下步骤：
在所述储能变换***工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件中的电池温度；以及，
在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***为所述加热装置供电，以驱动所述加热装置对所述电池储能组件中的电池加热。
可选地，所述控制所述逆变***为所述加热装置供电的步骤具体包括：
获取所述电池储能组件电池电量；
根据获取的所述电池储能组件的电池电量及所述电池温度确定所述加热装置的允许加热电流，并以所述允许加热电流控制所述逆变***为所述加热装置供电。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的储能变换***的控制方法的步骤。
本发明储能变换***通过设置电池储能组件、逆变***及对应电池储能组件的位置设置的加热装置，电池储能组件与加热装置的供电端与直流母线电连接，本发明的加热装置的供电取自逆变***直流侧母线，不消耗电池***的能量，也不消耗电网的能量，经济效益更好。在逆变***产生能量回馈电网后有多余能量，且电芯温度低于允许充电温度时，会启动加热装置，给电池***加热，节省能量消耗，并且在电池储能组件的电量不足以供电时，也可以保证加热装置可以为电池组件加热，从而实现电池储能组件的充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明储能变换***一实施例的功能模块结构示意图；
图2为本发明储能变换***一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明储能变换***的控制方法一实施例的流程示意图；
图4为图3中步骤S200一实施例的细化流程示意图；
图5为本发明储能变换***中电池储能组件一实施例的工作流程示意图。附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 电池储能组件 42 主控制器
20 逆变*** 50 发电***
30 加热装置 K1 第一开关装置
40 电控组件 K2 第二开关装置
41 温度传感器 K3 第三开关装置
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明提出一种储能变换***，适用于户用储能变化***中。
户用储能变化***，通常设置有逆变***(如逆变器、PCS等)和储能组件，逆变***实现对储能组件的充放电，当光伏电池板或风能等产生的能量传输给电网，当电网能量饱和后，光伏或风能等产生的多余的能量可以用来给电池充电。户用储能变化***采用自然散热的热管理模式，户用储能变化***中的储能组件中若采用一些对环境温度要求比较高的电芯，例如磷酸铁锂电芯，这些电芯在低温环境下充电容易被损坏，因此在对储能组件充电时，通常要求环境温度在不允许充电的最小电池温度T0_C℃(以下简称T0_C℃)以上时才允许对电池充电，所以在T0_C℃以下不允许给电芯充电。对于寒冷地区使用电池储能组件有一定的使用环境要求，比如要求安装在环境温度T0_C℃以上的温暖的地方(如空调房等)，才可以正常给电池储能组件充电。对于安装在户外等场所，冬天温度低，无法充电使用。这使得储能***所处环境温度低于T0_C℃时，即使光伏或风能产生的能量足够多(且电池能量未充满)也无法将能量充给电池储能组件存储。
参照图1和图2，在本发明一实施例中，该储能变换***包括：
电池储能组件10；
逆变***20，通过直流母线电与所述电池储能组件10连接；
加热装置30，对应所述电池储能组件10的位置设置，所述加热装置30的供电端与所述直流母线电连；加热装置30在逆变***20的驱动下，对所述电池储能组件10中的电池加热；
电控组件40，与所述逆变***20电连接，所述电控组件40在被触发工作于电池充电模式时，所述电控组件40检测所述电池储能组件10中的电池温度；以及，
在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***20为所述加热装置30供电，以驱动所述加热装置30对所述电池储能组件10中的电池加热。
本实施例中，电池储能组件10包括壳体及多个电池单体，多个电池单体之间可以串联设置，与可以并联设置，或者串并联设置。壳体用于容置电池单体，壳体的形状可以根据电池单体的数量、体积等进行设置。电控组件40也可以全部或者部分容置于壳体内，例如电控组件40中的主控制器集成于电池储能组件10的壳体内。壳体上还设置有穿线孔和充放电接口等，电池储能组件10可以通过铜排与逆变***20实现电连接。充放电接口具体可以是可插拔连接的连接接口，例如连接座、导向槽以及接线端子等，对应的，铜排用于连接两个电池储能组件10与逆变***20的两端可以与连接座、导向槽以及接线端子适配，例如两端可以设置为梳状齿的插接端插接连接在电池储能组件10与逆变***20的连接座上。可以理解的是，电池储能组件10的数量可以为一个或者多个，例如在应用于户用储能***中时，每户电池储能组件10可以至少设置有一个电池储能组件10。
所述储能变换***还包括发电***50，所述发电***50与所述逆变***20电连接；发电***50可以是光伏***、风力发电***50、水利发电***50或者火力发电***50中的一种或者多种组合。发电***50可以通过汇流器与逆变***20进行连接。
逆变***20的交流侧连接市电电网的电网母线，和/或连接用电负荷，逆变***20的直流侧连接一个或多个电池储能组件10；其中，逆变***20中可以包括逆变器，例如PCS(Power Convert System，双向储能逆变器)等，逆变器的数量可以设置为多个，逆变器的个数与所述电池储能组件10的个数相等。电网的一侧还可以并联有用电负荷，用电负荷的功率也可以是相同功率的负荷，也可以是不同功率的用电负荷。可以理解的是，逆变***20可以实现电能的交直流双向转换，既可以将电池储能组件10中电池存储的直流电逆变为交流电，或者将发电***50输出的直流电逆变为交流电后输送至电网，也可以将电网的交流电整流为直流电为电池储能组件10中的电池进行充电。例如，在大电网正常供电，或者发电***50存在能量富余，或者电池储能组件10电量过低时，逆变***20可以工作在给电池储能组件10充电的充电模式，而在大电网遭遇故障停电时，逆变***20也可以工作在将电池储能组件10放电的能量通过电网母线给负荷供电的放电模式，当然还可以工作在待机模式。在给各个电池充电时，各个电池储能组件10相当于负荷。而在各个电池储能组件10的电池进行放电时，相当于供电装置。逆变***20中还可以设置有控制器，例如底层控制器及通讯控制器，通讯控制器通过现场总线与电池储能组件10中的电控组件40、***控制器(总控)等，例如能源管理***连接。底层控制器可以控制变流能量转换功能等。底层控制器可以是DSP、单片机等控制芯片。通讯控制器可以实现干接点、CAN总线、SPI等通讯。逆变***20可以根据自身基于控制需要所配置的硬件设备完成电压、电流、开关量信号等给定信号的采样、调理和数字化，对数字信号进行采集和快速运算，输出PWM信号、开关量输出信号等，对相应受控单元进行实时控制，如双向逆变器中的IGBT控制，主电路断路器、接触器的分合闸控制等。
需要说明的是，虽然削峰填谷的方式从电网取电给电池加热并给电池储能组件10充电，此时加热电池需要消耗一定的电量，但有光伏电池板或风能等的户用储能***在特殊工况下，也可能需要启用这种从电网取电加热电池，并给电池储能组件10充电的可能性(如电池亏电时，需强制从电网紧急补电的情况)。还需要说明的是，若要实现多余的能量能够充电给电池储能组件10，则需要将电池储能组件10的电芯温度加热到可以充电的温度范围内。
本实施例中，电池储能模式的触发条件可以是电池自身电量过低，或者发电***50自身的能量富余，具体而言，所述电控组件40还用于检测所述电池储能组件10的电量，在检测到所述电池储能组件10的电量小于或者等于第一预设电量阈值时，所述电控组件40被触发工作于所述电池储能模式。
所述电控组件40还与所述逆变***20通讯连接；所述逆变***20在检测到发电***50的能量存在余量时，触发所述电控组件40工作于电池储能模式。
加热装置30可以采用加热膜、电阻丝等加热元件来实现，加热装置30可以设置于电池储能组件10的壳体内，具体可以贴设于壳体的内侧，可以直接或者间接的靠近电池储能组件10中的电池单体设置。在需要对电池单体进行加热时，电控组件40可以控制逆变***20给加热装置30供电，从而控制加热装置30工作，进而将电池单体温度加热至允许充电的最小温度以上。本实施例中，加热装置30的供电经由逆变***20输出，具体可以是发电***50输送的能量，也可以是电网输送的能量。例如，在发电***50存在能量富余时，逆变***20将发电***50输出的能量进行直流转换存储在电池储能组件10中，或者电池储能组件10的电量过低，需要充电时，此时电池储能组件10可以由发电***50输送，也可以由电网输送。本实施例优选为发电***50输送，当然在电池亏电时，同时又不满足从发电***输送，需强制从电网紧急补电，例如光伏发电***50的阴雨天气或者夜间等能量过低，使得发电***50未输送能量的情况下，也可以由电网输送。还可以理解的是，电控组件40中的电路模块的供电电压也是由逆变***20输出，如此可以减少电池储能组件10自身的功耗。加热装置30对电池储能储能组件10的加热，可以基于温度检测而实现，或者在电池储能储能组件10长期工作于恶劣的环境时，也可以在对电池储能组件10开始充电前，控制加热装置30对电池储能储能组件10的加热一定的时间。加热装置30的工作触发条件可以根据实际应用进行设置，此处不做限制。
电控组件40中，可以设置有温度传感器41，温度传感器41可以对应电池单体设置，以检测电池单体的温度，温度传感器41可以实时检测电池单体温度，例如在电池储能组件10充/放电的过程中，均可以实现监控电池单体温度。电控组件40中还设置有控制单元及控制逆变***20与电池储能组件10之间通/断，以及控制逆变***20与加热装置30通/断的开关，例如断路器、继电器等。通过控制开关的通断，即可控制加热装置30的工作状态。在需要给电池储能组件10中的电池单体充电时，电控组件40可以先通过温度传感器41检测电池单体的当前温度，也即电池温度，在检测到电池单体的当前温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，则控制逆变***20与加热装置30之间进行电连接，以使逆变***20为加热装置30供电，从而为电池单体加热。在需要对电池储能组件10进行加热时，可以先获取电池单体的电池温度，在检测到电池单体的当前温度大于不允许充电的最小电池温度时，则可以控制逆变***20直接与电池储能之间进行电连接，而无需控制逆变***20为加热装置30供电，也即当前环境下，不需要为电池单体加热。在检测到电池单体的当前温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，则可以控制逆变***20与加热装置30之间进行电连接，以使逆变***20为加热装置30供电，从而为电池单体加热，直至电池单体的电池温度允许电池进行充电，而不会影响电池的正常充电。
本发明储能变换***通过设置电池储能组件10、逆变***20及对应电池储能组件10的位置设置的加热装置30，电池储能组件10与加热装置30的供电端与直流母线电连接，本发明的加热装置30的供电取自逆变***20直流侧母线，不消耗电池***的能量，也不消耗电网的能量，经济效益更好。在逆变***20产生能量回馈电网后有多余能量，且电芯温度低于允许充电温度时，会启动加热装置30，给电池***加热，节省能量消耗，并且在电池储能组件10的电量不足以供电时，也可以保证加热装置30可以为电池组件加热，从而实现电池储能组件10的充电。
本发明还设置有与逆变***20电连接的电控组件40，电控组件40在被触发工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件10中的电池温度；以及在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***20为所述加热装置30供电，以驱动所述加热装置30对所述电池储能组件10中的电池加热。
参照图1和图2，在一实施例中，所述电控组件40还用于在所述电池温度达到第一预设温度时，控制所述逆变***20对所述电池储能组件10进行充电；其中，所述第一预设温度大于所述不允许充电的最小电池温度。
本实施例中，第一预设温度可以根据电池储能***所处的环境进行设置，具体可以根据所处的季节、地理位置、日间温度变化、夜间温度变化等进行设置，例如第一预设温度在冬季和夏季时可以设置得不同，在白天与夜间也可以设置得不同，在纬度较高的地方与纬度较低的地方也可以设置的不同，在海拔较高的地方与海拔较低的地方也可以设置得不同。在实际应用中，为了减少电池充电的等待时间，提高电池储能组件10的充电速度，第一预设温度可以设置为略高于不允许充电的最小电池温度的值。为了避免温度过低影响电池的性能，第一预设温度也可以是保证电池充电最佳的温度，具体可以根据实际需求进行设置。
上述实施例中，在控制电池储能组件10进行充电时，电控组件40与逆变***20通讯连接，并向逆变***20输出电池储能组件10的充电电压、充电电流等，实现对电池储能组件10的充电控制。同时，还可以根据电池储能组件10的剩余电量、需要的充电电压、充电电流等，计算加热装置30的工作电流、工作时长及供电频率等。也即在控制加热装置30工作的过程，可以根据电池储能组件10的剩余电量的变化、充电时间以及各个电池处于的各个充电阶段等实时调节加热装置30的功率，从而在实现电池快速加热，同时减少加热装置30工作带来的功耗，实现节能减排。
参照图1和图2，在一实施例中，所述电控组件40还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，控制所述逆变***20停止给所述加热装置30供电；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
本实施例中，第二预设温度可以根据电池储能***所处的环境进行设置，具体可以根据所处的季节、地理位置、日间温度变化、夜间温度变化等进行设置，例如第二预设温度在冬季和夏季时可以设置得不同，在白天与夜间也可以设置得不同，在纬度较高的地方与纬度较低的地方也可以设置的不同，在海拔较高的地方与海拔较低的地方也可以设置得不同。可以理解的是，加热装置30在工作时需要消耗电能，在实际应用中，为了减少加热装置30的电能消耗，实现节能减排，降低储能变换***自身的功耗，第二预设温度可以设置为略保证电池充电最佳状态的温度。同时为了避免温度过高，电池散热不及时，影响电池的正常充电，第二预设温度也可以是保证电池充电最佳状态的温度，或者第二预设温度也可以是保证电池充电直至充满的过程中，电池温度下降也不会低于第一预设温度或者不予许电池充电的最小温度的一个温度值，具体可以根据实际需求进行设置。
参照图1和图2，在一实施例中，所述电控组件40还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，并控制所述逆变***20停止给所述加热装置30供电之后，在检测到所述电池储能组件10的当前电池温度小于或者等于所述第一预设温度时，控制所述逆变***20恢复对所述加热装置30的充电。
可以理解的是，在电池储能组件10应用在比较恶劣的环境时，例如-40℃以下的温度环境下时，当将电池储能组件10的电池加热至第二预设温度，并控制加热装置30停止加热后，可能因为环境温度过低而使电池储能组件10的电池下降得过快，例如加热一次后，若电池温度又下降至不允许电池充电的最小温度，则会影响电池的充电。同时，若对电池持续加热，则会增加储能变换***自身的功耗，甚至会存在温度过高，损坏电池的风险。本实施例可以将电池温度维持在第一预设温度与第二预设温度之间，也即在小于或者等于第一预设温度时，控制加热装置30恢复加热，在加热后的电池温度大于或者等于第二预设温度时，则又停止加热，如此反复，直至电池储能组件10的电能充满。
需要说明的是，电池温度的上升可能是呈非线性的上升，加热装置30的温度控制存在一定的滞后性，例如在加热时，若当电池的当前温度升温至第二预设温度时，才控制加热装置30停止工作，此时，加热装置30温度不会骤降，加热装置30的余温可能会继续对电池加热，而使得电池温度上升且高于第二预设温度。同理，在停止加后，电池温度随环境温度影响而降温时，若当电池的温度降温至第二预设温度才控制加热装置30开始工作，此时，加热装置30的温度不会骤升，加热装置30的温度低于第一预设温度，加热装置30的需要一定的时间进行预热，才能为电池进行加热，因此电池的温度会继续下降，导致电池的实际温度小于第一预设温度。
参照图1和图2，为了避免电池温度持续下降，或者电池温度持续上升，本实施例的电控组件40还用于在检测到所述电池温度处于所述第一预设温度与所述第二预设温度之间时，根据检测的所述电池温度实时调整输出至所述加热装置30的电流。
具体地，可以在电池温度处于第一预设温度与所述第二预设温度之间时，加热装置30的电流由大至小的调节，也即在靠近第一预设温度时，以较大的电流控制加热装置30对电池进行加热，从而加大加热装置30的功率，使电池温度能够快速的达到较佳的适合充电的温度，在靠近第二预设温度时，则可以以较小的电流控制加热装置30对电池进行加热，从而减小加热装置30的功率，使电池以缓慢的速度达到第二预设温度。当然在其他实施例中，还可以控制加热装置30间歇性的工作，例如在电池温度处于第一预设温度与所述第二预设温度之间时，控制加热装置30加热一定时间后，停止加热一定时间，如此反复，并且根据电池温度实时调整加热时间和停止加热的时间，使电池的温度维持在第一预设温度与所述第二预设温度。
在另一些实施例中，所述电控组件40还用于检测所述加热装置30的电参数，以及检测所述加热装置的温度；以及，
在检测到加热装置30的电参数和/或所述加热装置30的温度异常时，控制所述加热装置30停止工作。
本实施例中，电控组件40还可以设置有对加热装置30温度进行检测的温度传感器41，电控组件40在加热装置30工作的过程中，对加热装置30的电参数例如供电电压(UP，UH)、电流(IH)等，以及加热装置30的温度(TH)进行监测，在加热装置30出现过流、过压、过温等异常时，能够控制加热装置30停止工作，实现对加热装置30控制及保护。可以理解的是，在另一施例中，还可以根据当前环境及电池容量、电池当前电量等计算每一时刻加热装置30需要的电流值并生成对应的控制策略，从而根据生成的控制策略控制加热装置30工作。当前环境可以是影响电池温度的因素，例如当前环境温度、纬度、海拔等。
还可以理解的是，在其他实施例中，在对电池加热的初始阶段，也即在检测到电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度，并控制所述逆变***20为所述加热装置30供电，开始对电池进行加热时，可以控制逆变***20以全功率为加热装置30，以使加热装置30能够以较快速将电池加热至第一预设温度，随后再持续或者调小加热装置30的电流，使电池温度能够缓慢上升并维持在一个稳定范围内。
参照图1和图2，在一实施例中，所述电控组件40包括：
第一开关装置K1，串联设置于所述电池储能组件10与所述逆变***20之间；
第二开关装置K2，串联设置于所述加热装置30与所述逆变***20之间；以及，
温度传感器41，对应所述电池储能组件10的位置设置，用于检测所述电池储能组件10中的电池温度；
主控制器42，分别与所述温度传感器41及所述逆变***20连接，所述主控制器42用于控制所述第一开关装置K1和所述第二开关装置K2工作，以实现所述加热装置30和所述电池储能组件10与所述逆变***20的连接通断。
本实施例中，所述主控制器42集成于所述电池储能组件内；
或者，所述主控制器42集成于所述逆变***20内。
或者，所述电控组件40还包括：
电控盒及容置于所述电控盒内的电控板；
所述主控制器42设置于所述电控板内。
第一开关装置K1和第二开关装置K2可以是继电器、断路器、直流接触器等开关，第一开关装置K1用于控制电池储能组件10与所述逆变***20之间的通断，第二开关装置K2用于控制加热装置30与所述逆变***20之间的通断。温度传感器41可以是热敏电阻、热电偶等可以检测温度的器件，温度传感器41可以设置于电池上，例如靠近电芯的位置，也可以设置在电池储能组件10的壳体上。主控制器42可以是储能变换***的整机控制器，也可以是电池储能组件10中的控制器，电池加热装置30控制及电池***的充放电由逆变***20及电池储能***联合实现，不需要额外的控制装置，并可以记录并计算加热装置30的能量消耗信息等。主控制器42可以采用单片机、PLC、DSP、FPGA等微处理器来实现，主控制器42中可以利用各种接口和线路连接整个储能变换***的各个部分，通过运行或执行存储的软件程序和/或模块，以及调用存储的数据，执行储能变换***的各种功能和处理数据，从而对储能变换***进行整体监控。当然在其他实施例中，主控制器42也可以独立于电池储能组件10与所述逆变***20而设置，例如将主控制器42设置在电控盒的电控板上，第一开关装置K1和第二开关装置K2也可以设置于电控板上，此处不做限制。
可以理解的是，上述实施例中，在电池储能组件10和逆变***20之间还设置有第三开关装置K3，该第三开关装置K3可以是手动开关，用户可以基于该第三开关装置K3控制电池储能组件10接入逆变***20或者断开逆变***20。
参照图5，在电池储能组件10工作的过程中，例如在第三开关装置K3闭合，将电池储能组件10接入逆变***20时，可以对储能变换***进行自检，具体可以在开机工作之前获取温度传感器41检测的环境温度，根据获取的环境温度和预设温度确定温度传感器41是否故障，还可以发送握手信号至逆变***20确定与逆变***20之间是否出现故障。以及检测第一开关装置K1和第二开关装置K2是否出现黏连等。在自检完确定储能变换***各个参数正常时，则可以根据控制指令控制电池储能组件10进行充/放电。并且在对电池进行充电之前，若根据温度传感器41检测的电池温度确定电池温度低于不允许充电的最小温度T0_C℃时，启动加热装置30，从而给电池储能组件10加热。当电池的温度加热允许充电时，将允许充电的电流值IT_C(IT_C＝IB_C+IH，其中IH＝UB/RH，IB_C为电池储能组件10对应的允许电流值)发送至逆变***20，逆变***20控制直流侧输出电流，并且***会实时检测IC(不得超过IB_C)，根据实际电芯温度及SOC等条件，***实时调整发送至逆变***20的IT_C值。在需要电池储能组件10进行放电时，也可以控制第一开关装置K1闭合，电池储能组件10可以通过逆变***20将电能输出至负载，在放电完成后，控制第一开关装置K1断开。在电池储能组件10和逆变***20之间设置有第一电流检测电阻R1，用于检测流经电池储能组件的电流。在加热装置30和逆变***20之间设置有第二电流检测电阻R2，用于检测流经加热装置30的电流。
本发明还提出一种储能变换***的控制方法，使用了如上所述的储能变换***，所述储能变换***包括逆变***、电池储能组件及给所述电池储能组件加热的加热装置，参照图3，所述储能变换***的控制方法包括以下步骤：
步骤S100、在所述储能变换***工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件中的电池温度；以及，
步骤S200、在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***为所述加热装置供电，以驱动所述加热装置对所述电池储能组件中的电池加热。
本实施例中，逆变***可以实现电能的交直流双向转换，既可以将电池储能组件中电池存储的直流电逆变为交流电，或者将发电***输出的直流电逆变为交流电后输送至电网，也可以将电网的交流电整流为直流电为电池储能组件中的电池进行充电。例如，在大电网正常供电，或者发电***存在能量富余，或者电池储能组件电量过低时，逆变***可以工作在给电池储能组件充电的充电模式，而在大电网遭遇故障停电时，逆变***也可以工作在将电池储能组件放电的能量通过电网母线给负荷供电的放电模式，当然还可以工作在待机模式。在给各个电池充电时，各个电池储能组件相当于负荷。
虽然削峰填谷的方式从电网取电给电池加热并给电池储能组件充电，此时加热电池需要消耗一定的电量，但有光伏电池板或风能等的户用储能***在特殊工况下，也可能需要启用这种从电网取电加热电池，并给电池储能组件充电的可能性(如电池亏电时，需强制从电网紧急补电的情况)。还需要说明的是，若要实现多余的能量能够充电给电池储能组件，则需要将电池储能组件的电芯温度加热到可以充电的温度范围内。
本实施例中，电池储能模式的触发条件可以是电池自身电量过低，或者发电***自身的能量富余，具体而言，所述电控组件还用于检测所述电池储能组件的电量，在检测到所述电池储能组件的电量小于或者等于第一预设电量阈值时，储能变换***则工作于所述电池储能模式。或者在检测到发电***的能量存在余量时，储能变换***工作于电池储能模式。
在需要对电池单体进行加热时，可以控制逆变***给加热装置供电，从而控制加热装置工作，进而将电池单体温度加热至允许充电的最小温度以上。本实施例中，加热装置的供电经由逆变***输出，具体可以是发电***输送的能量，也可以是电网输送的能量。例如，在发电***存在能量富余时，逆变***将发电***输出的能量进行直流转换存储在电池储能组件中，或者电池储能组件的电量过低，需要充电时，此时电池储能组件可以由发电***输送，也可以由电网输送。本实施例优选为发电***输送，当然在电池亏电时，需强制充电网紧急补电，例如光伏发电***的阴雨天气或者夜间等能量过低，使得发电***未输送能量的情况下，也可以由电网输送。还可以理解的是，中的电路模块的供电电压也是由逆变***输出。
本实施例通过控制逆变***与加热装置之间的电连接通断，即可控制加热装置的工作状态。在需要给电池储能组件中的电池单体充电时，可以先通过温度传感器检测电池单体的当前温度，也即电池温度，在检测到电池单体的当前温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，则控制逆变***与加热装置之间进行电连接，以使逆变***为加热装置供电，从而为电池单体加热。在需要对电池储能组件进行加热时，可以先获取电池单体的电池温度，在检测到电池单体的当前温度大于不允许充电的最小电池温度时，则可以控制逆变***直接与电池储能之间进行电连接，而无需控制逆变***为加热装置供电，也即当前环境下，不需要为电池单体加热。在检测到电池单体的当前温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，则可以控制逆变***与加热装置之间进行电连接，以使逆变***为加热装置供电，从而为电池单体加热，直至电池单体的电池温度允许电池进行充电，而不会影响电池的正常充电。
参照图4，在一实施例中，所述控制所述逆变***为所述加热装置供电的步骤具体包括：
步骤S210、获取所述电池储能组件电池电量；
步骤S220、根据获取的所述电池储能组件的电池电量及所述电池温度确定所述加热装置的允许加热电流，并以所述允许加热电流控制所述逆变***为所述加热装置供电。其中，允许加热电流可以为以最快速度将电池储能组件加热至可以充电的温度，例如上述第一预设温度值时，加热装置的最大功率。允许加热电流可以为一个动态值，也可以为一个定值，具体可以根据实际应用进行设置，例如可以根据电池储能***所处的环境进行设置，具体可以根据所处的季节、地理位置、日间温度变化、夜间温度变化等进行设置，例如第二预设温度在冬季和夏季时可以设置得不同，在白天与夜间也可以设置得不同，在纬度较高的地方与纬度较低的地方也可以设置的不同，在海拔较高的地方与海拔较低的地方也可以设置得不同。
上述实施例中，在所述电池温度达到第一预设温度时，可以控制所述逆变***对所述电池储能组件进行充电。
在储能变换***工作在并网运行状态时，发电***产生的电能量经过逆变***将电能量传输至电网；当发电***发电量充裕时，电网饱和，则发电***产生的多余的电量可以经过逆变***将能量传输给电池储能***，此时电控组件中的主控制器和逆变***间将各自***的状态信息交互给对方，当发电***产生能量传输至电网后还有剩余，本实施例结合上述硬件结构具体阐述电池储能组件和加热装置的充电过程。
根据温度传感器检测的电池温度确定电池温度低于不允许充电的最小温度T0_C℃时，电控组件会发送允许的充电电压值UB(电压值随电池电压变化保持一致)和允许的充电电流值(IT_C＝IH其中IH＝UB/RH)至逆变***，同时控制第二开关装置闭合，控制第一开关装置断开，逆变***直流侧输出电压UP(UP控制和UB相等)，启动加热装置，从而给电池储能组件加热。
当电池的温度加热到高于第一预设温度(第一预设温度可以设置为略高于不允许充电的最小温度T0_C℃)时，电池可以进行充电了，则控制吸合第一开关装置，将允许充电的电流值IT_C(IT_C＝IB_C+IH，其中IH＝UB/RH，IB_C为电池储能组件对应的允许电流值)发送至逆变***，逆变***控制直流侧输出电流，并且***会实时检测IC(不得超过IB_C)，根据实际电芯温度及SOC等条件，***实时调整发送至逆变***的IT_C值。
当电池***加热到触发关闭加热装置的条件时，***控制第二开关装置断开，仍可以继续给电池充电(此时将允许充电的电流值IT_C＝IB_C，其中IB_C为电池储能组件对应的允许电流值，发送至逆变***)，直至充电指令停止。
当发电***没有电能量产生，且电池***处于电量低需紧急充电时，则此时需要逆变***从401电网取电，将能量转换传输至电池储能组件(包含加热装置)。
当电池温度低于T0_C℃时，会发送允许的充电电压值UB(电压值随电池电压变化保持一致)和允许的充电电流值(IT_C＝IH其中IH＝UB/RH，)至逆变***，***控制第二开关装置闭合，控制第一开关装置断开，逆变***从401取电后，直流侧输出电压UP(UP控制和UB相等)。
当电池的温度加热到高于T0_C℃时，电池可以进行充电了，则控制吸合第一开关装置，将允许充电的电流值IT_C(IT_C＝IB_C+IH，其中IH＝UB/RH，IB_C为充电MAP对应的允许电流值)发送至逆变***，逆变***控制直流侧输出电流，并且***会实时检测IC(不得超过IB_C)，根据实际电芯温度及SOC等条件，***实时调整发送至逆变***的IT_C值；
当电池***加热到触发关闭加热装置的条件时，***控制第二开关装置k2断开，仍可以继续给电池充电(此时将允许充电的电流值IT_C＝IB_C，其中IB_C为充电MAP对应的允许电流值，发送至逆变***)，直至充电指令停止。其中，T0_C不允许充电的最小电池温度；RH为加热装置阻值；IB_C电芯在各工况下电池充电map对应的电流；IC电芯充电时实际对应的电流；IB_F电芯在各工况下电池放电map对应的电流；IH为加热装置电流允许值(IH＝UB/RH)；IT_C为电池***发送给逆变***允许的电流值(IT_C＝IB_C+IH)。
本发明还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述储能变换***的控制方法的步骤。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种储能变换***，其特征在于，所述储能变换***包括：
电池储能组件；
逆变***，通过直流母线与所述电池储能组件电连接；
加热装置，对应所述电池储能组件的位置设置，所述加热装置的供电端与所述直流母线电连接，所述加热装置用于在所述逆变***的驱动下，对所述电池储能组件中的电池加热。
2.如权利要求1所述的储能变换***，其特征在于，所述储能变换***还包括：
电控组件，与所述逆变***电连接，所述电控组件在被触发工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件中的电池温度，在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***为所述加热装置供电，以驱动所述加热装置对所述电池储能组件中的电池加热。
3.如权利要求2所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第一预设温度时，控制所述逆变***对所述电池储能组件进行充电；其中，所述第一预设温度大于所述不允许充电的最小电池温度。
4.如权利要求3所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，控制所述逆变***停止给所述加热装置供电；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
5.如权利要求3所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于在所述电池温度达到第二预设温度时，并控制所述逆变***停止给所述加热装置供电之后，在检测到所述电池储能组件的当前电池温度小于或者等于所述第一预设温度时，控制所述逆变***恢复对所述加热装置的供电。
6.如权利要求5所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于在所述电池温度处于所述第一预设温度与所述第二预设温度之间时，根据检测的所述电池温度实时调整输出至所述加热装置的电流。
7.如权利要求1所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于检测所述电池储能组件的电量，在检测到所述电池储能组件的电量小于或者等于第一预设电量阈值时，所述电控组件被触发工作于所述电池储能模式。
8.如权利要求1所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还用于检测所述加热装置的电参数，以及检测所述加热装置的温度；以及，
在检测到加热装置的电参数和/或所述加热装置的温度异常时，控制所述加热装置停止工作。
9.如权利要求1所述的储能变换***，其特征在于，所述储能变换***还包括发电***，所述发电***与所述逆变***电连接；
所述电控组件还与所述逆变***通讯连接；所述逆变***在检测到发电***的能量存在余量时，触发所述电控组件工作于电池储能模式。
10.如权利要求1至9任意一项所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件包括：
第一开关装置，串联设置于所述电池储能组件与所述逆变***之间；
第二开关装置，串联设置于所述加热装置与所述逆变***之间；以及，
温度传感器，对应所述电池储能组件的位置设置，用于检测所述电池储能组件中的电池温度；
主控制器，分别与所述温度传感器及所述逆变***连接，所述主控制器用于控制所述第一开关装置和所述第二开关装置工作，以实现所述加热装置和所述电池储能组件与所述逆变***的连接通断。
11.如权利要求10所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件包括：
第三开关装置，串联设置于所述电池储能组件和所述逆变***之间。
12.如权利要求10所述的储能变换***，其特征在于，所述主控制器集成于所述电池储能组件内；
或者，所述主控制器集成于所述逆变***内。
13.如权利要求10所述的储能变换***，其特征在于，所述电控组件还包括：
电控盒及容置于所述电控盒内的电控板；
所述主控制器设置于所述电控板内。
14.一种储能变换***的控制方法，使用了如权利要求1至13任意一项所述的储能变换***，所述储能变换***包括逆变***、电池储能组件及给所述电池储能组件加热的加热装置，其特征在于，所述储能变换***的控制方法包括以下步骤：
在所述储能变换***工作于电池充电模式时，检测所述电池储能组件中的电池温度；以及，
在所述电池温度小于或者等于不允许充电的最小电池温度时，控制所述逆变***为所述加热装置供电，以驱动所述加热装置对所述电池储能组件中的电池加热。
15.如权利要求14所述的储能变换***的控制方法，其特征在于，所述控制所述逆变***为所述加热装置供电的步骤具体包括：
获取所述电池储能组件电池电量；
根据获取的所述电池储能组件的电池电量及所述电池温度确定所述加热装置的允许加热电流，并以所述允许加热电流控制所述逆变***为所述加热装置供电。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求14至15任意一项所述的储能变换***的控制方法的步骤。
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