兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法。解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電系統(tǒng)的儲能部分只有鉛酸電池方案或者鋰離子電池方案，不能進(jìn)行兼容和互補(bǔ)的技術(shù)問題。系統(tǒng)包括供電端、負(fù)載端和儲能電池端，供電端連接在公共直流母線上，儲能電池端通過雙向直流變換模塊連接在公共直流母線上，公共直流母線與負(fù)載端連接，雙向直流變換模塊包括雙向直流變換電路和DSP單元，在儲能電池端上連接有切換控制系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點是系統(tǒng)能夠切換根據(jù)不同儲能電池切換對應(yīng)的儲能控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能夠廣泛適用于多種儲能電池，彌補(bǔ)了采用單種類型電池存在的缺點，使得電池形成互補(bǔ)進(jìn)行發(fā)電，提高了使用壽命，降低了成本。
【專利說明】兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源控制技術(shù)，尤其是涉及一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著光伏產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)的持續(xù)升溫，光伏發(fā)電系統(tǒng)在家庭住宅中的應(yīng)用越來越多，很多家庭(尤其是歐洲)都在屋頂上安裝了光伏板用于并網(wǎng)發(fā)電或者給家庭負(fù)載供電。其中離網(wǎng)型光伏發(fā)電是目前光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中非常重要的一種方式，在偏遠(yuǎn)山區(qū)等無公共電網(wǎng)的地方發(fā)揮著重要作用，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生大規(guī)模故障時，離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)也可作為不間斷電源為家庭負(fù)載供電?，F(xiàn)有的離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能部分通常采用鉛酸電池方案或者鋰離子電池方案，通過充放電控制設(shè)備與光伏逆變器連接，起到能量儲存、備用的作用。
[0003]現(xiàn)有的離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能部分只有鉛酸電池方案或者鋰離子電池方案。而鋰離子電池和鉛酸電池存在以下缺點:
鉛酸電池的儲能系統(tǒng)可靠性差、壽命短、維護(hù)較復(fù)雜，對環(huán)境溫度影響較高，而且在整個使用周期中鉛會造成污染，但是由于價格便宜得到了廣泛的應(yīng)用；
鋰離子電池比能量高、質(zhì)量輕、循環(huán)壽命長、使用簡單無需維護(hù)，但是成本較高。
[0004]現(xiàn)在缺少一種可將多種儲能系統(tǒng)相兼容，多種儲能電池之間互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]如專利號為201120482735.4的中國實用新型，公開了一種光伏離并網(wǎng)、市網(wǎng)及儲能混合供電系統(tǒng)，其包括市網(wǎng)、光伏供電源、光伏雙模逆變器、儲能電池、儲能雙向變流器和用戶負(fù)載。其中，市網(wǎng)用于對所述用戶負(fù)載供電，以及承載光伏饋網(wǎng)電能；光伏供電源和光伏雙模逆變器連接之后，用于對用戶負(fù)載供電，以及向市網(wǎng)饋電；儲能電池和儲能雙向變流器連接之后，與光伏供電源以及所述光伏雙模逆變器連接，用于通過光伏供電源對所述儲能電池充電，以及通過光伏雙模逆變器對用戶負(fù)載供電。該專利中的對于儲能電池的類型并沒有描述，也沒有公開多種儲能系統(tǒng)兼容的機(jī)構(gòu)，一般這樣的儲能電池都只是采用一種類型的電池，如常用的鋰離子電池或鉛酸電池，這就存在上述的缺點，單個類型的電池都存在一些缺點，因此需要一種能兼容多種儲能系統(tǒng)，儲能電池互補(bǔ)發(fā)電的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電系統(tǒng)的儲能部分只有鉛酸電池方案或者鋰離子電池方案，不能進(jìn)行兼容和互補(bǔ)的技術(shù)問題，提供了一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的控制方法。
[0007]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括供電端、負(fù)載端和儲能電池端，供電端連接在公共直流母線上，儲能電池端通過雙向直流變換模塊連接在公共直流母線上，公共直流母線與負(fù)載端連接，雙向直流變換模塊包括雙向直流變換電路和控制其工作的DSP單元，在儲能電池端上連接有對多種儲能系統(tǒng)進(jìn)行切換控制的切換控制系統(tǒng)，所述切換控制系統(tǒng)包括分別檢測供電端、負(fù)載端電壓電流信號的供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元，切換信號輸入單元，電池管理模塊，控制電池管理模塊及雙向直流變換模塊工作的控制處理單元，蓄電池異常檢測單元，所述電池管理器包括采集電池信息的LECU單元和對電池信息進(jìn)行判斷處理的BMU單元，所述切換信號輸入單元連接到控制處理單元上，控制處理單元分別與電池管理模塊和雙向直流變換模塊相連，所述LECU單元連接至儲能電池端，且LECU單元與BMU單元連接，BMU單元與DSP單元連接,所述供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元連接到BMU單元上,且供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元還連接到DSP單元上,所述蓄電池異常檢測單元連接在儲能電池端的輸出端上，且蓄電池異常檢測單元還連接到DSP單元上。本發(fā)明為一種兼容多種儲能系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)，能在較寬電壓范圍內(nèi)接駁多種儲能電池，包括廣泛應(yīng)用的鋰離子電池和鉛酸蓄電池，用戶可以根據(jù)接駁的儲能類型，并能隨時通過系統(tǒng)進(jìn)行儲能系統(tǒng)切換，解決了現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)儲能部分只有鋰離子電池或是只有鉛酸電池的方案，無法兼容的問題。切換信號輸入單元用于操作員輸入儲能電池類型，切換信號輸入單元將信號發(fā)送給控制處理單元上，控制處理單元根據(jù)信號切換與輸入信號對應(yīng)的儲能電池控制系統(tǒng)，即鋰電池控制系統(tǒng)和鉛酸電池控制系統(tǒng)，該鋰電池控制系統(tǒng)包括電池管理模塊、供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元和DSP單元，該電池管理模塊為鋰離子電池管理模塊，在切換至鋰離子電池控制系統(tǒng)后工作。當(dāng)切換至鋰電池控制系統(tǒng)時，控制處理單元控制它們工作，控制供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至電池管理模塊的BMU單元內(nèi)，同時LE⑶單元采集鋰電池的數(shù)據(jù)信息并傳送至BMU單元內(nèi)，BMU單元根據(jù)鋰離子電池所有數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合供電端、負(fù)載端的信息進(jìn)行工況判斷，決定鋰離子電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，BMU單元將決定的指令發(fā)送給DSP單元，由DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鋰離子電池進(jìn)行充電或放電，同時BMU單元決定充電方式，并發(fā)送命令給DSP單元，由DSP單元控制充電方式。鉛酸電池控制系統(tǒng)包括供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元、蓄電池異常檢測單元和DSP單元，蓄電池異常檢測單元檢測儲能電池端的電壓電流，當(dāng)切換至鉛酸蓄電池控制系統(tǒng)時，控制處理單元控制它們工作，控制供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至DSP單元，由DSP單元根據(jù)電端、負(fù)載端的信息進(jìn)行工況判斷，決定鉛酸電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鉛酸電池進(jìn)行充電或放電，同時也由DSP單元控制充電方式。另外，蓄電池異常檢測單元還能隨時監(jiān)控電池充放電時的電流電壓狀態(tài)是否異常，若出現(xiàn)過充、過放、過壓、過流等異常狀態(tài)時，DSP單元能夠迅速發(fā)出指令斷開儲能電池端與雙向直流變換模塊之間的連接，確保系統(tǒng)安全。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述雙向直流變換電路包括電感L1、三極管Q1、三極管Q2、二極管Dl和二極管D2，電感LI 一端連接在儲能電池端正極，電感LI另一端連接在三極管Q2集電極，三極管Q2發(fā)射極連接在儲能電池端負(fù)極，該儲能電池端負(fù)極連接在公共直流母線的負(fù)極，二極管D2正端連接在三極管Q2發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Q2集電極，三極管Ql的發(fā)射極連接在三極管Q2集電極上，三極管Ql集電極連接在公共直流母線正極上，二極管Dl正極連接在三極管Ql發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Ql發(fā)射極上，三極管Ql和三極管Q2的基極分別連接在DSP單元上。該雙向直流變換電路為Buck-Boost電路，可以實現(xiàn)功率雙向流動，DSP單元通過控制三極管Ql、Q2的通斷，使得電路既可以工作在Boost工況，也可以工作在Buck工況。當(dāng)電路工作在Boost工況時，其是維持直流母線電壓恒定，DSP單元控制三極管Ql截止，三極管Q2導(dǎo)通，此時采用直流母線電壓外環(huán)，儲能電池電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略。當(dāng)電路工作在Buck工況時，其是為平穩(wěn)的給儲能電池端供電，DSP單元控制三極管Ql導(dǎo)通，Q2截止，采用儲能電池電壓外環(huán)，儲能電池電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，在公共直流母線上連接有檢測其電壓值的第一檢測單元，在電感LI與三極管Ql發(fā)射極連接點傷連接有檢測電壓值的第二檢測單元，所述第一檢測單元和第二檢測單元分別連接在一數(shù)模轉(zhuǎn)換單元上，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元與DSP單元相連接。在雙向直流變換電路采用直流母線電壓外環(huán)，儲能電池電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略時，公共直流母線電壓給定值與第一檢測單元實際采樣得到的直流母線電壓值相比較，誤差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到的數(shù)值作為儲能電池電感電流的給定值，然后與實際采樣得到的電感電流值做比較，誤差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到調(diào)制信號，調(diào)制信號經(jīng)過PWM調(diào)制后變成具體的占空比d (t)，占空比信號經(jīng)過驅(qū)動電路后驅(qū)動三極管Ql截止和三極管Q2導(dǎo)通。在雙向直流變換電路采用儲能電池電壓外環(huán)，儲能電池電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略時，電池電壓給定值與實際采樣得到的儲能電池電壓值相比較，誤差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到的數(shù)值作為儲能電池電感電流的給定值，然后與第二檢測單元實際采樣得到的電感電流值做比較，誤差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到調(diào)制信號，調(diào)制信號經(jīng)過PWM調(diào)制后變成具體的占空比d(t)，占空比信號經(jīng)過驅(qū)動電路后三極管Q2截止和三極管Ql導(dǎo)通。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述供電端通過單向直流變換電路連接到公共直流母線上，所述單向直流變換電路包括電感L2、二極管D3、二極管D9、三極管Q3，電感L2 —端連接在供電端正極，電感L2另一端連接到二極管D9正極，二極管D9負(fù)極連接至公共直流母線正極，三極管Q3集電極連接在二極管D9正極，三極管Q3發(fā)射極連接在供電端負(fù)極上，供電端負(fù)極連接到公共直流母線負(fù)極上，二極管D3正極連接在三極管Q3發(fā)射極，二極管D3負(fù)極連接在三極管Q3集電極。供電端通過單向直流變換電路后供電給負(fù)載端或儲能電池端。系統(tǒng)具有控制該單向直流變換電路工作的單元，該單元與三極管Q3基極連接，控制三極管Q3工作狀態(tài)進(jìn)而控制單向直流變換電路工作。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述公共直流母線通過全橋逆變電路與負(fù)載端連接，該全橋逆變電路包括電感L3、電感L4、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3，電容C3連接在負(fù)載端的正負(fù)極之間，三極管Q4集電極連接在公共直流母線正極上，三極管Q4發(fā)射極連接到三極管Q6集電極，三極管Q6發(fā)射極連接到公共直流母線負(fù)極，三極管Q4發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L3后連接在負(fù)載端正極，三極管Q5集電極連接在三極管Q4集電極上，三極管Q5發(fā)射極連接連接三極管Q7集電極，三極管Q7發(fā)射極連接到三極管Q6發(fā)射極，三極管Q5發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L4后連接在負(fù)載端負(fù)極上，二極管D4正極連接在三極管Q4發(fā)射極，二極管D4負(fù)極連接在三極管Q4集電極，二極管D5正極連接在三極管Q5發(fā)射極，二極管D5負(fù)極連接在三極管Q5集電極，二極管D6正極連接在三極管Q6發(fā)射極，二極管D6負(fù)極連接在三極管Q6集電極，二極管D7正極連接在三極管Q7發(fā)射極，二極管D7負(fù)極連接在三極管Q7集電極。供電端或儲能電池端通過該全橋逆變電路后給負(fù)載端供電。系統(tǒng)具有控制該全橋逆變電路工作的單元，該單元與三極管Q4、Q5、Q6、Q7基極連接，控制三極管Q4、Q5、Q6、Q7工作狀態(tài)。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述公共直流母線通過全橋逆變電路與負(fù)載端連接，該全橋逆變電路包括電感L3、電感L4、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3，電容C3連接在負(fù)載端的正負(fù)極之間，三極管Q4集電極連接在公共直流母線正極上，三極管Q4發(fā)射極連接到三極管Q6集電極，三極管Q6發(fā)射極連接到公共直流母線負(fù)極，三極管Q4發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L3后連接在負(fù)載端正極，三極管Q5集電極連接在三極管Q4集電極上，三極管Q5發(fā)射極連接連接三極管Q7集電極，三極管Q7發(fā)射極連接到三極管Q6發(fā)射極，三極管Q5發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L4后連接在負(fù)載端負(fù)極上，二極管D4正極連接在三極管Q4發(fā)射極，二極管D4負(fù)極連接在三極管Q4集電極，二極管D5正極連接在三極管Q5發(fā)射極，二極管D5負(fù)極連接在三極管Q5集電極，二極管D6正極連接在三極管Q6發(fā)射極，二極管D6負(fù)極連接在三極管Q6集電極，二極管D7正極連接在三極管Q7發(fā)射極，二極管D7負(fù)極連接在三極管Q7集電極。
[0013]一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟: 步驟一:在電池接入系統(tǒng)后，操作者在切換信號輸入單元內(nèi)切換對應(yīng)該電池類型的系統(tǒng)；
步驟二:控制處理單元接收到切換信號輸入單元的信號后將電池控制系統(tǒng)切換至對應(yīng)電池類型的控制系統(tǒng)，若為鋰離子電池控制系統(tǒng)，則系統(tǒng)發(fā)送控制命令給電池管理模塊和DSP單元，由電池管理模塊中的BMU單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，LECU單元采集鋰離子電池的信息并發(fā)送給BMU單元，進(jìn)入下一步驟；若為鉛酸電池控制系統(tǒng)，則進(jìn)入步驟四；
步驟三:BMU單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，然后結(jié)合鋰離子電池所有數(shù)據(jù)信息，決定鋰離子電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，BMU單元將決定的指令發(fā)送給DSP單元，由DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鋰離子電池進(jìn)行充電或放電；
步驟四:系統(tǒng)發(fā)送控制命令給供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元、蓄電池異常檢測單元和DSP單元，由DSP單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，蓄電池異常檢測單元將鉛酸電池電壓電流信息傳送給DSP單元，DSP單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，并結(jié)合鉛酸電池電壓電流信息決定鉛酸電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鉛酸電池進(jìn)行充電或放電。
[0014]因此，本發(fā)明的優(yōu)點是:系統(tǒng)能夠切換根據(jù)不同儲能電池切換對應(yīng)的儲能控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能夠廣泛適用于包括鉛酸蓄電池、鋰離子電池在內(nèi)的多種儲能電池，彌補(bǔ)了采用單種類型電池存在的缺點，使得電池形成互補(bǔ)進(jìn)行發(fā)電，提高了使用壽命，降低了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1是本發(fā)明中切換控制系統(tǒng)的的一種結(jié)構(gòu)框示圖；
附圖2是本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是本發(fā)明中形成控制雙向直流變換電路工作的脈沖的各單元之間的結(jié)構(gòu)框示圖；
附圖4是本發(fā)明控制方法的一種步驟示意圖。
[0016]1-光伏供電端2-負(fù)載端3-儲能電池端4-單向直流變換電路5-全橋逆變電路6-雙向直流變換電路7-切換信號輸入單元8-控制處理單元9-電池管理模塊10-BMU單元Il-LE⑶單元12-蓄電池異常檢測單元13-雙向直流變換模塊14-DSP單元15-負(fù)載端檢測單元16-供電端檢測單元17-數(shù)模轉(zhuǎn)換單元18-第一檢測單元19-第二檢測單元。

【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0018]實施例:
本實施例一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，如圖2所示，該發(fā)電系統(tǒng)包括有光伏供電端1、負(fù)載端2和儲能電池端3，該光伏供電端為太陽能發(fā)電裝置中的光伏電池，該光伏供電端通過連接單向直流變換電路4后形成公共直流母線，儲能電池端通過雙向直流變換模塊13與公共直流母線連接，公共直流母線通過全橋逆變電路5連接到負(fù)載端2上。該雙向直流變換模塊包括雙向直流變換電路6和控制其工作的DSP單元14，該儲能電池端是連接雙向直流變換電路后連接到公共直流母線。
[0019]在儲能電池端上連接有對多種儲能系統(tǒng)進(jìn)彳丁切換控制的切換控制系統(tǒng)，本實施例中例舉了鋰離子電池系統(tǒng)和鉛酸電池系統(tǒng)，該切換控制系統(tǒng)用于對這兩種電池系統(tǒng)進(jìn)行切換控制。切換控制系統(tǒng)包括有檢測供電端電壓電流信號的供電端檢測單元16、檢測負(fù)載端電壓電流信號的負(fù)載端檢測單元15、切換信號輸入單元7，電池管理模塊9，控制電池管理模塊及雙向直流變換模塊工作的控制處理單元8，蓄電池異常檢測單元12，該電池管理模塊由包括采集電池信息的LECU單元11和對電池信息進(jìn)行判斷處理的BMU單元10，該切換信號輸入單元7具體的為觸摸屏，操作人員根據(jù)接駁的電池類型在觸摸屏上切換對應(yīng)的電池控制系統(tǒng)，產(chǎn)生信號輸送給控制處理單元，由控制處理單元控制對應(yīng)的元件以實現(xiàn)選擇電池控制系統(tǒng)工作。如圖1所示，切換信號輸入單元7連接到控制處理單元8上，控制處理單元8分別與電池管理模塊9和雙向直流變換模塊13相連，分別控制這兩個模塊進(jìn)行工作，LE⑶單元11連接在儲能電池端3上，且LE⑶單元與BMU單元10連接，BMU單元與DSP單元14連接,供電端檢測單元16、負(fù)載端檢測單元15連接到BMU單元上,且供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元還連接到DSP單元上,蓄電池異常檢測單元連接在儲能電池端與雙向直流變換電路連接的線路上，且蓄電池異常檢測單元還連接到DSP單元上。
[0020]如圖3所示，該DSP單元控制雙向直流變換電路的脈沖由第一檢測單元、第二檢測單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成的電路形成，第一檢測單元和第二檢測單元分別連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元上,數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接在DSP單元上。
[0021]如圖2所示，該單向直流變換電路包括電感L2、二極管D3、二極管D9、三極管Q3，電感L2 —端連接在供電端正極，電感L2另一端連接到二極管D9正極，二極管D9負(fù)極連接至公共直流母線正極，三極管Q3集電極連接在二極管D9正極，三極管Q3發(fā)射極連接在供電端負(fù)極上，供電端負(fù)極連接到公共直流母線負(fù)極上，二極管D3正極連接在三極管Q3發(fā)射極，二極管D3負(fù)極連接在三極管Q3集電極。在該光伏供電端正負(fù)極之間連接有電容Cl，且在光伏供電端正極上正向連接有二極管D8。
[0022]雙向直流變換電路包括電感L1、三極管Q1、三極管Q2、二極管Dl和二極管D2，電感LI 一端連接在儲能電池端正極，電感LI另一端連接在三極管Q2集電極，三極管Q2發(fā)射極連接在儲能電池端負(fù)極，該儲能電池端負(fù)極連接在公共直流母線的負(fù)極，二極管D2正端連接在三極管Q2發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Q2集電極，三極管Ql的發(fā)射極連接在三極管Q2集電極上，三極管Ql集電極連接在公共直流母線正極上，二極管Dl正極連接在三極管Ql發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Ql發(fā)射極上，三極管Ql和三極管Q2的基極分別連接在DSP單元上。該第二檢測單元具體的連接在在電感LI與三極管Ql發(fā)射極連接點上。該第二檢測單元具體的連接在在電感LI與三極管Ql發(fā)射極連接點上。
[0023]全橋逆變電路包括電感L3、電感L4、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3，電容C3連接在負(fù)載端的正負(fù)極之間，三極管Q4集電極連接在公共直流母線正極上，三極管Q4發(fā)射極連接到三極管Q6集電極，三極管Q6發(fā)射極連接到公共直流母線負(fù)極，三極管Q4發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L3后連接在負(fù)載端正極，三極管Q5集電極連接在三極管Q4集電極上，三極管Q5發(fā)射極連接連接三極管Q7集電極，三極管Q7發(fā)射極連接到三極管Q6發(fā)射極，三極管Q5發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L4后連接在負(fù)載端負(fù)極上，二極管D4正極連接在三極管Q4發(fā)射極，二極管D4負(fù)極連接在三極管Q4集電極，二極管D5正極連接在三極管Q5發(fā)射極，二極管D5負(fù)極連接在三極管Q5集電極，二極管D6正極連接在三極管Q6發(fā)射極，二極管D6負(fù)極連接在三極管Q6集電極，二極管D7正極連接在三極管Q7發(fā)射極，二極管D7負(fù)極連接在三極管Q7集電極。
[0024]該兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制方法，如圖4所示，其步驟如下:
步驟一:在電池接入系統(tǒng)后，操作者在切換信號輸入單元內(nèi)切換對應(yīng)該電池類型的系統(tǒng)；
步驟二:控制處理單元接收到切換信號輸入單元的信號后將電池控制系統(tǒng)切換至對應(yīng)電池類型的控制系統(tǒng)；
若為鋰離子電池控制系統(tǒng)，則系統(tǒng)發(fā)送控制命令給電池管理模塊和DSP單元，由電池管理模塊中的BMU單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，LECU單元采集鋰離子電池的信息并發(fā)送給BMU單元，進(jìn)入下一步驟；若為鉛酸電池控制系統(tǒng)，則進(jìn)入步驟四；
步驟三:BMU單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，然后結(jié)合鋰離子電池所有數(shù)據(jù)信息，決定鋰離子電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)。
[0025]BMU單元將決定的指令發(fā)送給DSP單元，由DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鋰離子電池進(jìn)行充電或放電；
步驟四:系統(tǒng)發(fā)送控制命令給供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元、蓄電池異常檢測單元和DSP單元，由DSP單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，蓄電池異常檢測單元將鉛酸電池電壓電流信息傳送給DSP單元；
DSP單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，并結(jié)合鉛酸電池電壓電流信息決定鉛酸電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鉛酸電池進(jìn)行充電或放電。
[0026]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0027]盡管本文較多地使用了光伏供電端、負(fù)載端、儲能電池端、單向直流變換電路、全橋逆變電路等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，包括供電端、負(fù)載端和儲能電池端，供電端連接在公共直流母線上，儲能電池端通過雙向直流變換模塊連接在公共直流母線上，公共直流母線與負(fù)載端連接，雙向直流變換模塊包括雙向直流變換電路和控制其工作的DSP單元，其特征在于:在儲能電池端(3)上連接有對多種儲能系統(tǒng)進(jìn)行切換控制的切換控制系統(tǒng)，所述切換控制系統(tǒng)包括分別檢測供電端、負(fù)載端電壓電流信號的供電端檢測單元(16)、負(fù)載端檢測單元(15)，切換信號輸入單元(7)，電池管理模塊(9)，控制電池管理模塊及雙向直流變換模塊工作的控制處理單元(8)，蓄電池異常檢測單元(12)，所述電池管理模塊包括采集電池信息的LE⑶單元(11)和對電池信息進(jìn)行判斷處理的BMU單元(10)，所述切換信號輸入單元連接到控制處理單元上，控制處理單元分別與電池管理模塊和雙向直流變換模塊相連，所述LECU單元連接至儲能電池端，且LECU單元與BMU單元連接，BMU單元與DSP單元(14 )連接，所述供電端檢測單元(16 )、負(fù)載端檢測單元(15)連接到BMU單元上,且供電端檢測單元(16)、負(fù)載端檢測單元(15)還連接到DSP單元(14)上,所述蓄電池異常檢測單元連接在儲能電池端與雙向直流變換電路連接的線路上，且蓄電池異常檢測單元還連接到DSP單元(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述雙向直流變換電路(6)包括電感L1、三極管Q1、三極管Q2、二極管Dl和二極管D2，電感LI一端連接在儲能電池端正極，電感LI另一端連接在三極管Q2集電極，三極管Q2發(fā)射極連接在儲能電池端負(fù)極，該儲能電池端負(fù)極連接在公共直流母線的負(fù)極，二極管D2正端連接在三極管Q2發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Q2集電極，三極管Ql的發(fā)射極連接在三極管Q2集電極上，三極管Ql集電極連接在公共直流母線正極上，二極管Dl正極連接在三極管Ql發(fā)射極，二極管D2負(fù)極連接在三極管Ql發(fā)射極上，三極管Ql和三極管Q2的基極分別連接在DSP單元(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是在公共直流母線上連接有檢測其電壓值的第一檢測單元(18)，在電感LI與三極管Ql發(fā)射極連接點傷連接有檢測電壓值的第二檢測單元(19)，所述第一檢測單元和第二檢測單元分別連接在一數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(17)上，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元與DSP單元(14)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述光伏供電端(I)通過單向直流變換電路連接到公共直流母線上，所述單向直流變換電路包括電感L2、二極管D3、二極管D9、三極管Q3，電感L2 —端連接在供電端正極，電感L2另一端連接到二極管D9正極，二極管D9負(fù)極連接至公共直流母線正極，三極管Q3集電極連接在二極管D9正極，三極管Q3發(fā)射極連接在供電端負(fù)極上，供電端負(fù)極連接到公共直流母線負(fù)極上，二極管D3正極連接在三極管Q3發(fā)射極，二極管D3負(fù)極連接在三極管Q3集電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述公共直流母線通過全橋逆變電路與負(fù)載端(2)連接，該全橋逆變電路包括電感L3、電感L4、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3，電容C3連接在負(fù)載端的正負(fù)極之間，三極管Q4集電極連接在公共直流母線正極上，三極管Q4發(fā)射極連接到三極管Q6集電極，三極管Q6發(fā)射極連接到公共直流母線負(fù)極，三極管Q4發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L3后連接在負(fù)載端正極，三極管Q5集電極連接在三極管Q4集電極上，三極管Q5發(fā)射極連接連接三極管Q7集電極，三極管Q7發(fā)射極連接到三極管Q6發(fā)射極，三極管Q5發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L4后連接在負(fù)載端負(fù)極上，二極管D4正極連接在三極管Q4發(fā)射極，二極管D4負(fù)極連接在三極管Q4集電極，二極管D5正極連接在三極管Q5發(fā)射極，二極管D5負(fù)極連接在三極管Q5集電極，二極管D6正極連接在三極管Q6發(fā)射極，二極管D6負(fù)極連接在三極管Q6集電極，二極管D7正極連接在三極管Q7發(fā)射極，二極管D7負(fù)極連接在三極管Q7集電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述公共直流母線通過全橋逆變電路與負(fù)載端(2)連接，該全橋逆變電路包括電感L3、電感L4、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C3，電容C3連接在負(fù)載端的正負(fù)極之間，三極管Q4集電極連接在公共直流母線正極上，三極管Q4發(fā)射極連接到三極管Q6集電極，三極管Q6發(fā)射極連接到公共直流母線負(fù)極，三極管Q4發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L3后連接在負(fù)載端正極，三極管Q5集電極連接在三極管Q4集電極上，三極管Q5發(fā)射極連接連接三極管Q7集電極，三極管Q7發(fā)射極連接到三極管Q6發(fā)射極，三極管Q5發(fā)射極還通過串聯(lián)電感L4后連接在負(fù)載端負(fù)極上，二極管D4正極連接在三極管Q4發(fā)射極，二極管D4負(fù)極連接在三極管Q4集電極，二極管D5正極連接在三極管Q5發(fā)射極，二極管D5負(fù)極連接在三極管Q5集電極，二極管D6正極連接在三極管Q6發(fā)射極，二極管D6負(fù)極連接在三極管Q6集電極，二極管D7正極連接在三極管Q7發(fā)射極，二極管D7負(fù)極連接在三極管Q7集電極。
7.一種兼容多種儲能系統(tǒng)的離網(wǎng)光儲互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制方法，采用權(quán)利要求1-6任一項中的系統(tǒng)，其特征是:包括以下步驟: 步驟一:在電池接入系統(tǒng)后，操作者在切換信號輸入單元內(nèi)切換對應(yīng)該電池類型的系統(tǒng)； 步驟二:控制處理單元接收到切換信號輸入單元的信號后將電池控制系統(tǒng)切換至對應(yīng)電池類型的控制系統(tǒng)，若為鋰離子電池控制系統(tǒng)，則系統(tǒng)發(fā)送控制命令給電池管理模塊和DSP單元，由電池管理模塊中的BMU單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，LECU單元采集鋰離子電池的信息并發(fā)送給BMU單元，進(jìn)入下一步驟；若為鉛酸電池控制系統(tǒng)，則進(jìn)入步驟四； 步驟三:BMU單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，然后結(jié)合鋰離子電池所有數(shù)據(jù)信息，決定鋰離子電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，BMU單元將決定的指令發(fā)送給DSP單元，由DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鋰離子電池進(jìn)行充電或放電； 步驟四:系統(tǒng)發(fā)送控制命令給供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元、蓄電池異常檢測單元和DSP單元，由DSP單元接收供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元采集的電壓電流值，蓄電池異常檢測單元將鉛酸電池電壓電流信息傳送給DSP單元，DSP單元根據(jù)供電端檢測單元、負(fù)載端檢測單元的信息判斷供電端、負(fù)載端的工況，并結(jié)合鉛酸電池電壓電流信息決定鉛酸電池處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)，DSP單元控制雙向變流模塊切換到對應(yīng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對鉛酸電池進(jìn)行充電或放電。
【文檔編號】H02J7/35GK104426227SQ201310365856
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】邱寶象, 資小林, 李晟, 林光鐘, 李霖, 王濤 申請人:浙江萬向太陽能有限公司, 萬向集團(tuán)公司