本發(fā)明涉及儲(chǔ)能供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防電池過(guò)放電方法及應(yīng)用該方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展備受各國(guó)能源、交通、電力、電訊等部門的高度關(guān)注，尤其對(duì)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)具有重大意義。受環(huán)境約束，各國(guó)紛紛大力提倡發(fā)展新能源，然而由于新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定性和間歇性，大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用將使供需矛盾更加突出，全球棄風(fēng)、棄光問(wèn)題普遍存在，嚴(yán)重制約了新能源的發(fā)展。因此，儲(chǔ)能技術(shù)的突破和創(chuàng)新就成為新能源能否順利發(fā)展的關(guān)鍵。從某種意義上說(shuō)，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的程度將決定新能源的發(fā)展水平。據(jù)美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)(DOE Global Energy Storage Database)2016年8月16日的更新數(shù)據(jù)顯示，全球累計(jì)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模167.24GW，其中抽水蓄能161.23GW、儲(chǔ)熱3.05GW、其他機(jī)械儲(chǔ)能1.57GW、電化學(xué)儲(chǔ)能1.38GW、儲(chǔ)氫0.01GW。從全球各儲(chǔ)能技術(shù)類型市場(chǎng)發(fā)育程度來(lái)看，抽水蓄能技術(shù)發(fā)展最為成熟，裝機(jī)規(guī)模最大。儲(chǔ)熱技術(shù)近十年發(fā)展很快，在裝機(jī)量上排名第二。電化學(xué)儲(chǔ)能則是全球發(fā)展最為迅速，增速最快。電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池，充放電控制模塊，監(jiān)控模塊和供電模塊等幾部分組成，其中電池的成本在整個(gè)系統(tǒng)中約占85％，如何保證電池不過(guò)放電量，延長(zhǎng)電池壽命是保證收回成本的重要條件。

目前，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展相對(duì)迅速。國(guó)內(nèi)以鋰電池為主，發(fā)展也相對(duì)成熟，其累計(jì)運(yùn)行裝機(jī)規(guī)模占我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)總裝機(jī)的三分之二以上，在調(diào)頻輔助服務(wù)、分布式微網(wǎng)、戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域的增長(zhǎng)速度最快。此外，儲(chǔ)能在電動(dòng)汽車充換電方面也發(fā)揮了很好的作用，如建立車電互聯(lián)(V2G)系統(tǒng)，光儲(chǔ)式電動(dòng)汽車充換電站、需求響應(yīng)充電等。然而，鋰電池儲(chǔ)能還處于商業(yè)化初期，由于價(jià)格高、用于大型儲(chǔ)能上尚存在弊端等因素，離大規(guī)模推廣普及還有一定的距離。因此在充放電系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)上也存在一定的不足之處。

同時(shí)，傳統(tǒng)儲(chǔ)能供電系統(tǒng)不僅存在電池過(guò)放電的問(wèn)題，而且在電網(wǎng)掉電或者整流模塊故障時(shí)，整個(gè)儲(chǔ)能供電系統(tǒng)都會(huì)掉電，電池所在機(jī)房的監(jiān)控設(shè)備也將停止工作，此時(shí)儲(chǔ)能供電系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控室的通信也中斷，如果機(jī)房發(fā)生意外，監(jiān)控室將一無(wú)所知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過(guò)一種防電池過(guò)放電方法及應(yīng)用該方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，來(lái)解決以上背景技術(shù)部分提到的問(wèn)題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種防電池過(guò)放電方法，其包括：在儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的電池輸出端與儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的整流模塊輸出端之間接入一DC/DC模塊；所述DC/DC模塊中設(shè)置一欠壓保護(hù)模塊，所述欠壓保護(hù)模塊設(shè)置所述DC/DC模塊的關(guān)機(jī)電壓；當(dāng)所示電池的電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述DC/DC模塊切斷所述電池供電，防止電池過(guò)放電。

特別地，所述DC/DC模塊的輸出電壓低于所述整流模塊的輸出電壓；在所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)正常工作時(shí)由所述整流模塊供電，當(dāng)電網(wǎng)掉電或所述整流模塊故障時(shí)由所述DC/DC模塊供電。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用上述防電池過(guò)放電方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電池、充放電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、變壓器、整流模塊、DC/DC模塊、直流轉(zhuǎn)24V模塊以及機(jī)房監(jiān)控設(shè)備；所述電池的通信端口與監(jiān)控系統(tǒng)連接，正負(fù)極與充放電系統(tǒng)、DC/DC模塊連接；所述充放電系統(tǒng)的一端與變壓器連接，通信端口與監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述監(jiān)控系統(tǒng)的一端與充放電系統(tǒng)連接，另一端與機(jī)房監(jiān)控設(shè)備、直流轉(zhuǎn)24V模塊連接；所述變壓器的一端連接電網(wǎng)，另一端與整流模塊連接；所述DC/DC模塊設(shè)置在所述電池輸出端與整流模塊輸出端之間，所述DC/DC模塊中設(shè)置一欠壓保護(hù)模塊；所述直流轉(zhuǎn)24V模塊的一端連接整流模塊的輸出端，另一端連接充放電系統(tǒng)、機(jī)房監(jiān)控設(shè)備。

特別地，所述DC/DC模塊的輸出電壓低于所述整流模塊的輸出電壓；在所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)正常工作時(shí)由所述整流模塊供電，當(dāng)電網(wǎng)掉電或所述整流模塊故障時(shí)由所述DC/DC模塊供電。

特別地，所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控室；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控室與所述監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接。

特別地，所述電池通過(guò)RS485接口與監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述充放電系統(tǒng)通過(guò)RS485接口與監(jiān)控系統(tǒng)連接。

本發(fā)明提出的防電池過(guò)放電方法及應(yīng)用該方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)在電池輸出端與儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的整流模塊輸出端之間接入一DC/DC模塊，所述DC/DC模塊中設(shè)置一欠壓保護(hù)模塊。使整流模塊的輸出電壓高于DC/DC模塊的輸出電壓，正常工作時(shí)直流轉(zhuǎn)24V模塊通過(guò)整流模塊供電，當(dāng)交流斷電或者整流模塊故障時(shí)，通過(guò)DC/DC模塊通過(guò)電池給系統(tǒng)供電，由于DC/DC模塊中設(shè)置的欠壓保護(hù)模塊具有欠壓保護(hù)功能，故當(dāng)電池放電低于一定值時(shí)，DC/DC模塊可自行關(guān)斷，保證電池的能量不被放光。本發(fā)明不僅能夠在交流斷電或者整流模塊故障的情況下防止電池過(guò)放電，而且在電網(wǎng)掉電或整流模塊故障時(shí)，可以通過(guò)DC/DC模塊供電，確保監(jiān)控系統(tǒng)正常工作，提高了儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的欠壓保護(hù)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容理解的更加透徹全面。需要說(shuō)明的是，當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本實(shí)施例中防電池過(guò)放電方法具體包括：在儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的電池輸出端與儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的整流模塊輸出端之間接入一DC/DC模塊；所述DC/DC模塊中設(shè)置一欠壓保護(hù)模塊，所述欠壓保護(hù)模塊設(shè)置所述DC/DC模塊的關(guān)機(jī)電壓；當(dāng)所示電池的電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述DC/DC模塊切斷所述電池供電，防止電池過(guò)放電，保證電池的電不被放空。

在本實(shí)施例中DC/DC模塊的輸出和所述整流模塊的輸出通過(guò)其內(nèi)部各自的二極管對(duì)頂后再給所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的直流轉(zhuǎn)24V模塊供電，其中，所述二極管對(duì)頂是指DC/DC模塊和整流模塊內(nèi)部的輸出端均接有一二極管，DC/DC模塊與整流模塊通過(guò)這兩個(gè)二極管連接，從而保證即使整流模塊的輸出電壓高于DC/DC模塊的輸出電壓，電流也不會(huì)流入DC/DC模塊。所述DC/DC模塊的輸出電壓低于所述整流模塊的輸出電壓；在所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)正常工作時(shí)由所述整流模塊供電，當(dāng)電網(wǎng)掉電或所述整流模塊故障時(shí)由所述DC/DC模塊供電，此時(shí)依然可以保證所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。

如圖1所示，圖1為應(yīng)用上述防電池過(guò)放電方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中應(yīng)用上述防電池過(guò)放電方法的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)具體包括：電池101、充放電系統(tǒng)102、監(jiān)控系統(tǒng)103、變壓器104、整流模塊105、DC/DC模塊106、直流轉(zhuǎn)24V模塊107以及機(jī)房監(jiān)控設(shè)備108；所述電池101的通信端口與監(jiān)控系統(tǒng)103連接，正負(fù)極與充放電系統(tǒng)102、DC/DC模塊106連接；所述充放電系統(tǒng)102的一端與變壓器104連接，通信端口與監(jiān)控系統(tǒng)103連接；所述監(jiān)控系統(tǒng)103的一端與充放電系統(tǒng)102連接，另一端與機(jī)房監(jiān)控設(shè)備108、直流轉(zhuǎn)24V模塊107連接；所述變壓器104的一端連接電網(wǎng)，另一端與整流模塊105連接；所述DC/DC模塊106設(shè)置在所述電池101輸出端與整流模塊105輸出端之間，所述DC/DC模塊106中設(shè)置一欠壓保護(hù)模塊，如圖2所示，所述欠壓保護(hù)模塊包括電阻R1-R9、電容C1-C4、穩(wěn)壓管D1、電壓基準(zhǔn)芯片U1、三極管Q1、電池101的正極BATTERY+、電池101的負(fù)極BATTERY-以及驅(qū)動(dòng)芯片的控制腳CONTROL，所述電壓基準(zhǔn)芯片U1采用電壓基準(zhǔn)芯片TL431；當(dāng)電池101電壓高于設(shè)定值時(shí)，電壓基準(zhǔn)芯片TL431處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)三極管Q1不導(dǎo)通(三極管Q1通過(guò)上拉電阻接至DC/DC模塊中驅(qū)動(dòng)芯片的控制腳CONTROL，高電平時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片正常工作)，當(dāng)電池101電壓低于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，電壓基準(zhǔn)芯片TL431截止，此時(shí)三極管Q1導(dǎo)通，DC/DC模塊中驅(qū)動(dòng)芯片的控制腳CONTROL變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片停止工作，整個(gè)DC/DC模塊停止工作。所述直流轉(zhuǎn)24V模塊107的一端連接整流模塊105的輸出端，另一端連接充放電系統(tǒng)102、機(jī)房監(jiān)控設(shè)備108。

在本實(shí)施例中DC/DC模塊106的輸出和所述整流模塊105的輸出通過(guò)其內(nèi)部各自的二極管對(duì)頂后再給所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的直流轉(zhuǎn)24V模塊107供電，其中，所述二極管對(duì)頂是指DC/DC模塊106和整流模塊105內(nèi)部的輸出端均接有一二極管，DC/DC模塊105與整流模塊106通過(guò)這兩個(gè)二極管連接，從而保證即使整流模塊105的輸出電壓高于DC/DC模塊106的輸出電壓，電流也不會(huì)流入DC/DC模塊106。所述DC/DC模塊106的輸出電壓低于所述整流模塊105的輸出電壓；在所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)正常工作時(shí)由所述整流模塊105供電，當(dāng)電網(wǎng)掉電或所述整流模塊105故障時(shí)由所述DC/DC模塊106供電，此時(shí)依然可以保證所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)103正常工作。

值得一提的是，若所述DC/DC模塊106不能設(shè)置關(guān)機(jī)電壓，在交流斷電或者所述整流模塊105故障的情況下，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，電池101能量有被放空的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)電池101壽命影響很大。因此本實(shí)施例中在DC/DC模塊106中增加欠壓保護(hù)模塊，設(shè)置DC/DC模塊106的關(guān)機(jī)電壓，在交流斷電或者整流模塊105故障的情況下，只要電池101電壓由于泄放能量低于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，所述DC/DC模塊106切斷所述電池101為整個(gè)系統(tǒng)的供電，防止電池101過(guò)放電，保證電池101的電不被放空。需要說(shuō)明的是，所述DC/DC模塊106的關(guān)機(jī)電壓與所述電池101電壓的預(yù)設(shè)數(shù)值相同，該預(yù)設(shè)數(shù)值可以通過(guò)調(diào)節(jié)圖2中的電阻R1實(shí)現(xiàn)，設(shè)置依據(jù)是：以鋰電池為例，儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池101是由電池的串聯(lián)組成的，假設(shè)有N節(jié)電池串聯(lián)組成，正常情況下，單節(jié)鋰電池的電壓為3.2V，最高可以充至3.6V，最低放電可以放至2.8V，所以放電的所述預(yù)設(shè)數(shù)值為N*2.8。

在本實(shí)施例中所述監(jiān)控系統(tǒng)103包括但不限于電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)。所述儲(chǔ)能供電系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控室109；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控室與所述監(jiān)控系統(tǒng)103通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接。所述電池101通過(guò)RS485接口與監(jiān)控系統(tǒng)103連接；所述充放電系統(tǒng)102通過(guò)RS485接口與監(jiān)控系統(tǒng)103連接。

本發(fā)明的技術(shù)方案不僅能夠在交流斷電或者整流模塊105故障的情況下防止電池101過(guò)放電，而且在電網(wǎng)掉電或整流模塊105故障時(shí)，可以通過(guò)DC/DC模塊106供電，確保監(jiān)控系統(tǒng)103正常工作，提高儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的可靠性。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。