CN117639276A - 一种储能变流器控制***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能变流器控制技术领域，且公开了一种储能变流器控制***，包括：数据监测采集模块、数据传输模块、核心处理模块、智能控制模块、数据存储模块以及数据看板模块；数据监测采集模块：用于电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据进行实时监测采集；数据传输模块：用于将数据监测采集模块采集到的数据发送到数据存储模块进行存储。能够根据采集的电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据智能的分析判断电池的充放电状态是否正常，当分析判断出电池的充电异常后，可以管控电池的输入电压和电流，避免电池在大电压或者大电流或者高温下充电，造成电池发生损坏的情况。

Description

一种储能变流器控制***及其控制方法

技术领域

本发明涉及储能变流器控制技术领域，更具体的公开了一种储能变流器控制***及其控制方法。

背景技术

随着能源结构的转变和电力***的升级，储能技术的重要性日益凸显。储能变流器（PCS）作为连接电力***和储能设备的桥梁，其性能和控制方式对整个电力***的稳定性和效率有着重要影响。PCS可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS 由 DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。目前的储能变流器控制***在对储能变流器进行控制的时候，无法判断电池的充放电状态，来对电池的充放电进行控制。并且在进行交直流转换的时候，无法根据电池输出直流电信息以及并网相关因素转换得到最佳的交流电。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种储能变流器控制***及其控制方法，能够解决目前的PCS控制***在对储能变流器进行控制的时候，无法判断电池的充放电状态，来对电池的充放电进行控制。并且在进行交直流转换的时候，无法根据电池输出直流电信息以及并网相关因素转换得到最佳的交流电的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种储能变流器控制***，包括：数据监测采集模块、数据传输模块、核心处理模块、智能控制模块、数据存储模块以及数据看板模块；

数据监测采集模块：用于对电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据进行实时监测采集；

数据传输模块：用于将数据监测采集模块采集到的数据发送到数据存储模块进行存储，同时发送到核心处理模块中对数据进行处理分析；

核心处理模块：用于接收来自数据传输模块传输的数据，并对接收到的数据进行分析，得到分析结果，并根据分析结果下发控制指令；

智能控制模块：用于根据核心处理模块下发的控制指令对储能变流器进行控制；

数据存储模块：用于存储数据监测采集模块所采集到的实时数据，同时将智能控制模块的控制记录信息数据进行存储；

数据看板模块：用于从数据存储模块中调取数据，并对数据处理后，更加直观的展示在管理人员的眼前。

更进一步的，所述数据监测采集模块包括：电池温度采集模块、电池充放电次数采集模块、充放电电压采集模块以及充放电电流采集模块；

电池温度采集模块：用于对电池工作中的实时运行温度信息数据进行采集；

电池充放电次数采集模块：用于采集电池的充放电次数信息数据；

充放电电压采集模块：用于采集电池在充电以及放电过程中的输入电压和输出电压信息数据；

充放电电流采集模块：用于采集电池在充电以及放电过程中的输入电流和输出电流信息数据。

更进一步的，所述核心处理模块包括：数据缓存模块、智能分析模块、结果反馈模块以及指令下发模块；

数据缓存模块：用于缓存来自数据传输模块传输的信息数据；

智能分析模块：用于从数据缓存模块中调取数据，并对调取到的数据进行分析，从而可以判断出电池的充放电过程是否异常；

结果反馈模块：用于将智能分析模块判断分析出来的结果反馈给指令下发模块；

指令下发模块：用于向智能控制模块发送控制指令。

更进一步的，所述智能分析模块对数据缓存模块中的数据进行判断分析的具体过程为：首先获取一段时间内的电池充电电压和充电电流以及相同时间内的电池放电电压和放电电流，同时获取电池在运行过程中的实时温度数据，若：，则判定电池的充电或者放电异常，其中，t为一段时间的总时长，/>、/>分别为每秒的充电电压和充电电流，/>、/>分别为正常充电电压和充电电流，T为电池运行过程中的温度，/>、/>分别为每秒的放电电压和放电电流，/>、/>分别为正常放电电压和放电电流，/>、/>分别为预设定的充电阈值和放电阈值。

更进一步的，所述智能控制模块包括：充放电控制模块、交直流转换控制模块以及控制记录模块；

充放电控制模块：用于在核心处理模块分析判断出电池的充电和放电异常后，对电池的充放电过程进行控制，从而可以对电池进行保护；

交直流转换控制模块：用于在电池的充电以及放电均正常后，对电池输出的直流电转变为交流电进行控制，以保证交直流转换处于最佳状态；

控制记录模块：用于对充放电控制和交直流转换控制进行实时记录，并将记录信息存储到数据存储模块中。

更进一步的，所述充放电控制模块对电池的充放电过程进行控制的具体过程为：当核心处理分析判断电池的充电过程异常后，此时控制电池的充电电压和充电电流：，避免充电电压或者充电电流过高或者温度过高，导致在充电的过程中，造成电池发生损坏的情况；其中，/>、/>分别为充电电压和充电电流，/>为标准充电电压，r为气体常数：8.314/>，T为电池运行温度，n为电子转移数，F为法拉第常数，Q为电池中离子浓度比值，CS为电池充电次数，/>为正常充电电压，R为电池阻值，/>为正常充电电流；当处理分析判断电池的放电过程异常后，此时充放电控制模块控制电池停止放电，避免电池过放，从而造成电池发生损坏的情况。

更进一步的，所述交直流转换控制模块的具体转换过程为：在电池充放电均正常的情况下，对电池输出的直流电的电压和电流转换成最佳的交流电电压和电流：，其中，/>、/>分别为转换后交流电的电压和电流，/>、/>分别为电池输出直流电的电压和电流，f为变流器的工作频率，t为电流器的变换时间，/>为并网线路的总阻值，D为并网线路的总长度，/>为并网线路的电阻率，S为并网线路的截面积。

更进一步的，所述数据看板模块包括：数据调取模块、数据处理模块和综合显示模块；

数据调取模块：用于从数据存储模块中调取数据；

数据处理模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行分类、表格化处理；

综合显示模块：用于根据设计好的展示结构以及样式，对数据处理模块处理完毕的数据进行显示。

根据本发明的另外一个方面，提供一一种储能变流器控制方法，该方法基于以上的一种储能变流器控制***实现，具体包括以下步骤：

S1、对电池的电池温度、电池充放电次数、充放电电压以及充放电电流信息数据进行采集；

S2、将采集到的数据能够实时的显示在管理人员的面前，同时对采集到的数据进行分析判断，从而判断电池的充放电是否异常；

S3、当分析判断出电池的充电异常后，对电池的充电电压和充电电流进行实时管控，避免电池充电电压或者电流异常或者电池温度异常，造成电池发生损坏的情况；当判断电池放电异常后，控制电池停止放电，避免电池出现过放，造成电池发生损坏的情况；

S4、当分析判断出电池的充放电过程均为正常状态后，此时可以根据需要将电池输出的直流电转换为交流电，并实时管控最佳的转换量；

S5、将步骤S3、S4的控制记录进行存储，并方便管理人员登录到***后台进行查看。

本发明一种储能变流器控制***及其控制方法的有益效果为：能够根据采集电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据智能的分析判断电池的充放电状态是否正常，当分析判断出电池的充电异常后，可以管控的电池的输入电压和电流，避免电池在大电压或者大电流或者高温下充电，造成电池发生损坏的情况，同时，当判断出电池的放电异常后，直接控制电池停止放电，避免电池出现过放，从而造成发生损坏的情况，同时避免电池的放电电压和电流无法满足负荷的需要，从而造成放电浪费的情况。另外，当充放电均正常的情况，能够根据电池输出直流电的参数信息结合并网相关因素，从而能够得到转换后的最佳交流电电压和电流，以满足并网和并网后负荷的需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为***原理示意图；

图2为方法流程示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种储能变流器控制***，包括：

数据监测采集模块：通过电池温度采集模块、电池充放电次数采集模块、充放电电压采集模块以及充放电电流采集模块分别对电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据进行实时监测采集。

数据传输模块：将以上采集到的数据发送到数据存储模块进行存储，通过数据看板模块的调取，能够将采集的数据实时的显示出来，同时发送到核心处理模块中对数据进行处理分析。

核心处理模块：先将采集的数据放入到数据缓存模块中进行存储，然后通过智能分析模块从数据缓存模块中的调取一段时间内电池充电电压和充电电流以及相同时间内的电池放电电压和放电电流以及电池在运行过程中的实时温度数据进行分析，若：，则判定电池的充电或者放电异常，其中，t为一段时间的总时长，/>、/>分别为每秒的充电电压和充电电流，/>、/>分别为正常充电电压和充电电流，T为电池运行过程中的温度，/>、/>分别为每秒的放电电压和放电电流，/>、/>分别为正常放电电压和放电电流，/>、/>分别为预设定的充电阈值和放电阈值；

然后通过结果反馈模块将电池充电或者放电异常的结果发送到指令下发模块，指令下发模块下发控制指令给智能控制模块。

智能控制模块：在接收到指令下发模块下发的控制指令后，对指令进行判断分析，若该指令为电池充电异常，通过充放电控制模块控制电池充电过程中的输入电压和电流：，避免充电电压或者充电电流过高或者温度过高，导致在充电的过程中，造成电池发生损坏的情况；其中，/>、/>分别为充电电压和充电电流，/>为标准充电电压，r为气体常数：8.314/>，T为电池运行温度，n为电子转移数，F为法拉第常数，Q为电池中离子浓度比值，CS为电池充电次数，/>为正常充电电压，R为电池阻值，/>为正常充电电流；

若该指令为电池放电异常，此时充放电控制模块控制电池停止放电，避免电池过放，从而造成电池发生损坏的情况；

当下发的控制指令为电池充放电均正常，需将电池输出的直流电转化为交流电后，通过交直流转换控制模块进行交直流的转换，并且在转换的过程中，会根据电池输出直流电的参数信息结合并网相关因素，从而得到转换后的最佳交流电电压和电流：，以满足并网和并网后负荷的需要；其中，/>、/>分别为转换后交流电的电压和电流，/>、/>分别为电池输出直流电的电压和电流，f为变流器的工作频率，t为电流器的变换时间，/>为并网线路的总阻值，D为并网线路的总长度，为并网线路的电阻率，S为并网线路的截面积；

最后，会通过控制记录模块记录充放电控制以及交直流转换控制的信息，并将控制记录存储到数据存储模块中。

数据存储模块：用于存储数据监测采集模块所采集到的实时数据以及智能控制模块的控制记录信息数据。

数据看板模块：先通过数据调取模块从数据存储模块中调取数据，然后通过数据处理模块对调取到的数据进行分类、表格化等处理，最后，通过综合显示模块根据设计好的展示结构以及样式，对处理完毕的数据进行显示。方便管理人员对数据有更加直观的了解。

根据本发明的另一个方面，如图2所示，提供了一种储能变流器控制方法，该方法基于以上一种储能变流器控制***实现，具体包括以下步骤：

第一步、对电池的电池温度、电池充放电次数、充放电电压以及充放电电流信息数据进行采集。

第二步、将采集到的数据能够实时的显示在管理人员的面前，同时对采集到的数据进行分析判断，从而判断电池的充放电是否异常。

第三步、当分析判断出电池的充电异常后，对电池的充电电压和充电电流进行实时管控，避免电池充电电压或者电流异常或者电池温度异常，造成电池发生损坏的情况；当判断电池放电异常后，控制电池停止放电，避免电池出现过放，造成电池发生损坏的情况。

第四步、当分析判断出电池的充放电过程均为正常状态后，此时可以根据需要将电池输出的直流电转换为交流电，并实时管控最佳的转换量。

第五步、将步骤S3、S4的控制记录进行存储，并方便管理人员登录到***后台进行查看。

其中本文中出现的电器元件均为现实中存在的电器元件。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种储能变流器控制***，其特征在于，包括：数据监测采集模块、数据传输模块、核心处理模块、智能控制模块、数据存储模块以及数据看板模块；

数据监测采集模块：用于对电池的运行温度、充放电次数、充放电电压以及充放电电流数据进行实时监测采集；

数据传输模块：用于将数据监测采集模块采集到的数据发送到数据存储模块进行存储，同时发送到核心处理模块中对数据进行处理分析；

核心处理模块：用于接收来自数据传输模块传输的数据，并对接收到的数据进行分析，得到分析结果，并根据分析结果下发控制指令；

智能控制模块：用于根据核心处理模块下发的控制指令对储能变流器进行控制；

数据存储模块：用于存储数据监测采集模块所采集到的实时数据，同时将智能控制模块的控制记录信息数据进行存储；

数据看板模块：用于从数据存储模块中调取数据，并对数据处理后，更加直观的展示在管理人员的眼前。

2.根据权利要求1所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述数据监测采集模块包括：电池温度采集模块、电池充放电次数采集模块、充放电电压采集模块以及充放电电流采集模块；

电池温度采集模块：用于对电池工作中的实时运行温度信息数据进行采集；

电池充放电次数采集模块：用于采集电池的充放电次数信息数据；

充放电电压采集模块：用于采集电池在充电以及放电过程中的输入电压和输出电压信息数据；

充放电电流采集模块：用于采集电池在充电以及放电过程中的输入电流和输出电流信息数据。

3.根据权利要求1所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述核心处理模块包括：数据缓存模块、智能分析模块、结果反馈模块以及指令下发模块；

数据缓存模块：用于缓存来自数据传输模块传输的信息数据；

智能分析模块：用于从数据缓存模块中调取数据，并对调取到的数据进行分析，从而可以判断出电池的充放电过程是否异常；

结果反馈模块：用于将智能分析模块判断分析出来的结果反馈给指令下发模块；

指令下发模块：用于向智能控制模块发送控制指令。

4.根据权利要求3所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述智能分析模块对数据缓存模块中的数据进行判断分析的具体过程为：首先获取一段时间内的电池充电电压和充电电流以及相同时间内的电池放电电压和放电电流，同时获取电池在运行过程中的实时温度数据，若：，则判定电池的充电或者放电异常，其中，t为一段时间的总时长，/>、/>分别为每秒的充电电压和充电电流，/>、/>分别为正常充电电压和充电电流，T为电池运行过程中的温度，/>、/>分别为每秒的放电电压和放电电流，/>、/>分别为正常放电电压和放电电流，/>、/>分别为预设定的充电阈值和放电阈值。

5.根据权利要求1所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述智能控制模块包括：充放电控制模块、交直流转换控制模块以及控制记录模块；

充放电控制模块：用于在核心处理模块分析判断出电池的充电和放电异常后，对电池的充放电过程进行控制，从而可以对电池进行保护；

交直流转换控制模块：用于在电池的充电以及放电均正常后，对电池输出的直流电转变为交流电进行控制，以保证交直流转换处于最佳状态；

控制记录模块：用于对充放电控制和交直流转换控制进行实时记录，并将记录信息存储到数据存储模块中。

6.根据权利要求5所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述充放电控制模块对电池的充放电过程进行控制的具体过程为：当核心处理分析判断电池的充电过程异常后，此时控制电池的充电电压和充电电流：，避免充电电压或者充电电流过高或者温度过高，导致在充电的过程中，造成电池发生损坏的情况；其中，/>、/>分别为充电电压和充电电流，/>为标准充电电压，r为气体常数：8.314，T为电池运行温度，n为电子转移数，F为法拉第常数，Q为电池中离子浓度比值，CS为电池充电次数，/>为正常充电电压，R为电池阻值，/>为正常充电电流；

当处理分析判断电池的放电过程异常后，此时充放电控制模块控制电池停止放电，避免电池过放，从而造成电池发生损坏的情况。

7.根据权利要求5所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述交直流转换控制模块的具体转换过程为：在电池充放电均正常的情况下，对电池输出的直流电的电压和电流转换成最佳的交流电电压和电流：，其中，/>、分别为转换后交流电的电压和电流，/>、/>分别为电池输出直流电的电压和电流，f为变流器的工作频率，t为电流器的变换时间，/>为并网线路的总阻值，D为并网线路的总长度，/>为并网线路的电阻率，S为并网线路的截面积。

8.根据权利要求1所述的一种储能变流器控制***，其特征在于：所述数据看板模块包括：数据调取模块、数据处理模块和综合显示模块；

数据调取模块：用于从数据存储模块中调取数据；

数据处理模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行分类、表格化处理；

综合显示模块：用于根据设计好的展示结构以及样式，对数据处理模块处理完毕的数据进行显示。

9.一种储能变流器控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-8任意一项所述的一种储能变流器控制***实现，具体包括以下步骤：

S1、对电池的电池温度、电池充放电次数、充放电电压以及充放电电流信息数据进行采集；

S2、将采集到的数据能够实时的显示在管理人员的面前，同时对采集到的数据进行分析判断，从而判断电池的充放电是否异常；

S3、当分析判断出电池的充电异常后，对电池的充电电压和充电电流进行实时管控，避免电池充电电压或者电流异常或者电池温度异常，造成电池发生损坏的情况；当判断电池放电异常后，控制电池停止放电，避免电池出现过放，造成电池发生损坏的情况；

S4、当分析判断出电池的充放电过程均为正常状态后，此时可以根据需要将电池输出的直流电转换为交流电，并实时管控最佳的转换量；

S5、将步骤S3、S4的控制记录进行存储，并方便管理人员登录到***后台进行查看。