本發(fā)明涉及光伏儲(chǔ)能領(lǐng)域，尤其涉及一種用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)控制方法以及光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、伴隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，光伏儲(chǔ)能作為一種清潔、可再生的能源存儲(chǔ)方式，下游需求與日俱增。光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一便是儲(chǔ)能繼電器，簡(jiǎn)稱繼電器，它承擔(dān)著電路的接通與斷開(kāi)、過(guò)載保護(hù)等重要功能。

2、然而，在實(shí)際的研發(fā)與應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中，許多儲(chǔ)能繼電器在各種工況下存在過(guò)載使用的情況，這一問(wèn)題的存在嚴(yán)重影響了光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能與安全。因此，行業(yè)內(nèi)需要設(shè)計(jì)出一種用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)控制的技術(shù)方案，來(lái)提高繼電器的性能，提升家庭用電的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何設(shè)計(jì)出一種用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)控制的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠顯著提高繼電器的壽命，增加儲(chǔ)能逆變器使用壽命，進(jìn)而有效保護(hù)家庭用電的人身安全。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)控制方法以及光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠顯著提高繼電器的壽命，增加儲(chǔ)能逆變器使用壽命，進(jìn)而有效保護(hù)家庭用電的人身安全。

3、第一方面，本發(fā)明提出一種用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)控制方法，參見(jiàn)圖1所示，所述方法包括：s10，判斷儲(chǔ)能逆變器的狀態(tài)，是處于并網(wǎng)狀態(tài)還是離網(wǎng)狀態(tài)；s21，如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于放電狀態(tài)，獲取電網(wǎng)的端口流出電流；s22，如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于充電狀態(tài)，獲取電網(wǎng)的端口流入電流；s30，當(dāng)檢測(cè)到市電端口電流gpc、逆變端口電流ipc、離網(wǎng)端口電流epc符合第一預(yù)設(shè)條件的時(shí)候，對(duì)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行充放電功率輸出限制，進(jìn)而完成對(duì)繼電器的保護(hù)。

4、上述方案中，對(duì)應(yīng)的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)參見(jiàn)圖2所示，圖中的inv-port對(duì)應(yīng)逆變端口電流ipc；進(jìn)一步地，圖中的esp-port對(duì)應(yīng)離網(wǎng)端口電流epc，圖中的gird-port對(duì)應(yīng)市電端口電流gpc。

5、進(jìn)一步地，圖中的逆變端口inv-port對(duì)應(yīng)離網(wǎng)端口繼電器relay1以及離網(wǎng)端口繼電器relay2；進(jìn)一步地，圖中的離網(wǎng)端口eps-port對(duì)應(yīng)離網(wǎng)端口繼電器relay7以及離網(wǎng)端口繼電器relay8；進(jìn)一步地，圖中的市電端口gird-port對(duì)應(yīng)離網(wǎng)端口繼電器relay3以及離網(wǎng)端口繼電器relay5。

6、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述s21，如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于放電狀態(tài)，獲取電網(wǎng)的端口流出電流，包括：如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于放電狀態(tài)，首先獲取市電端口有功功率gpp，然后依據(jù)市電端口有功功率gpp獲取市電端口電流gpc，即電網(wǎng)的端口流出電流；獲取市電端口有功功率gpp的公式為：市電端口有功功率gpp＝逆變端口功率ipp-離網(wǎng)端口功率epp；獲取市電端口電流gpc的公式為：市電端口電流gpc＝市電端口有功功率gpp÷市電電壓gv。

7、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述s22，如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于充電狀態(tài)，獲取電網(wǎng)的端口流入電流，包括：如果儲(chǔ)能逆變器處于并網(wǎng)狀態(tài)以及處于充電狀態(tài)，首先獲取市電端口有功功率gpp，然后依據(jù)市電端口有功功率gpp獲取市電端口電流gpc，即電網(wǎng)的端口流入電流；獲取市電端口有功功率gpp的公式為：市電端口有功功率gpp＝逆變端口功率ipp-離網(wǎng)端口功率epp；獲取市電端口電流gpc的公式為：市電端口電流gpc＝市電端口有功功率gpp÷市電電壓gv。

8、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，將預(yù)設(shè)最大電流上限值，作為衡量繼電器是否即將到達(dá)上限的臨界值；所述s30，當(dāng)檢測(cè)到市電端口電流gpc、逆變端口電流ipc、離網(wǎng)端口電流epc符合第一預(yù)設(shè)條件的時(shí)候，對(duì)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行充放電功率輸出限制，進(jìn)而完成對(duì)繼電器的保護(hù)，包括：獲取逆變端口電流ipc的電流值，以及離網(wǎng)端口電流epc的電流值；檢測(cè)市電端口電流gpc、逆變端口電流ipc、離網(wǎng)端口電流epc，三個(gè)端口電流當(dāng)中，是否存在至少一個(gè)端口電流超過(guò)了預(yù)設(shè)最大電流上限值；所述預(yù)設(shè)最大電流上限值等于最大額定電流值irelay×預(yù)設(shè)下限比例lr；如果三個(gè)端口電流當(dāng)中，不存在任何一個(gè)端口電流超過(guò)了預(yù)設(shè)最大電流上限值，保持現(xiàn)有狀態(tài)不變；如果三個(gè)端口電流當(dāng)中，存在至少一個(gè)端口電流超過(guò)了預(yù)設(shè)最大電流上限值，參照電流誤差值ierr的調(diào)整公式，基于調(diào)整公式對(duì)應(yīng)的調(diào)整結(jié)果進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成對(duì)繼電器的保護(hù)。

9、上述方案中，繼續(xù)參見(jiàn)圖2，獲取逆變端口電流ipc的電流值，以及離網(wǎng)端口電流epc的電流值，其中獲取逆變端口電流ipc的電流值對(duì)應(yīng)圖中的ct1，其中獲取離網(wǎng)端口電流epc的電流值對(duì)應(yīng)圖中的ct2。進(jìn)一步地，所述最大額定電流值irelay當(dāng)中的“irelay”，具體可以拆分為i以及relay，在此二者合并為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的符號(hào)irelay，參照該案例，本技術(shù)中其它符號(hào)的含義也相同或相似。

10、上述方案中，預(yù)設(shè)下限比例lr的數(shù)值可以為80％或以上的任意數(shù)值，例如可以為85％或者90％或者95％。在一實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到市電端口電流gpc、逆變端口電流ipc、離網(wǎng)端口電流epc，三個(gè)端口電流當(dāng)中的其中一個(gè)，其電流值大于“最大額定電流值irelay×預(yù)設(shè)下限比例lr”的時(shí)候，也就是電流值大于“最大額定電流值irelay×95％”的時(shí)候，說(shuō)明繼電器即將到達(dá)上限，也就是預(yù)設(shè)最大電流上限值；進(jìn)一步地，對(duì)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行充放電功率輸出限制，具體限制方式為，參照電流誤差值ierr的調(diào)整公式，基于調(diào)整公式對(duì)應(yīng)的調(diào)整結(jié)果進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成對(duì)繼電器的保護(hù)。

11、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述參照電流誤差值ierr的調(diào)整公式，基于調(diào)整公式對(duì)應(yīng)的調(diào)整結(jié)果進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，包括：通過(guò)以下公式計(jì)算電流誤差值ierr的數(shù)值：ierr＝max(gpc，ipc，epc)-irelay×lr。

12、上述公式中，所述max(gpc，ipc，epc)的具體含義為從gpc，ipc，epc當(dāng)中，選出最大的；當(dāng)電流誤差值ierr小于等于0時(shí)，說(shuō)明市電端口電流gpc，逆變端口電流ipc，離網(wǎng)端口電流epc輸出電流小于等于繼電器額定電流，不需要調(diào)節(jié)儲(chǔ)能逆變器的功率降低繼電器抗電流能力；當(dāng)電流誤差值ierr大于0時(shí)，說(shuō)明繼電器存在過(guò)流風(fēng)險(xiǎn)，接下來(lái)通過(guò)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行功率控制保護(hù)繼電器，直至電流參考值iref降載到0為止；如果當(dāng)電流參考值iref降載到0時(shí)，其中一個(gè)繼電器還是超過(guò)繼電器的最大額定電流值irelay×預(yù)設(shè)下限比例lr，直接執(zhí)行s40的繼電器保護(hù)步驟。

13、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述接下來(lái)通過(guò)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行功率控制保護(hù)繼電器，直至電流參考值iref降載到0為止，包括：若儲(chǔ)能逆變器處于充電狀態(tài)，則電網(wǎng)繼電器抗過(guò)載能力最大，電網(wǎng)存在又給儲(chǔ)能逆變器充電，又要帶離網(wǎng)端口的負(fù)載，則進(jìn)入充電狀態(tài)，與充電狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，設(shè)置輸出電流值iset小于0，電流誤差值ierr大于0，通過(guò)pi調(diào)節(jié)輸出一個(gè)正向電流，使儲(chǔ)能逆變器緩慢由充電轉(zhuǎn)放電，降低電網(wǎng)繼電器抗過(guò)載能力；若儲(chǔ)能逆變器處于放電狀態(tài)，則離網(wǎng)端口繼電器relay7以及離網(wǎng)端口繼電器relay8的抗過(guò)載能力最大，離網(wǎng)端口eps-port對(duì)應(yīng)的離網(wǎng)端口電流epc大于最大額定電流值irelay，對(duì)繼電器進(jìn)行斷開(kāi)保護(hù)，以保護(hù)繼電器壽命。

14、上述方案中，最大值篩選的過(guò)程如下：

15、如果市電端口電流gpc＞逆變端口電流ipc，市電端口電流gpc＞離網(wǎng)端口電流epc；則市電端口電流gpc電流最大。

16、如果離網(wǎng)端口電流epc＞市電端口電流gpc，離網(wǎng)端口電流epc＞逆變端口電流ipc；則離網(wǎng)端口電流epc電流最大。

17、如果逆變端口電流ipc＞市電端口電流gpc，逆變端口電流ipc＞離網(wǎng)端口電流epc；則逆變端口電流ipc電流最大。

18、得到最大電流值后，在預(yù)設(shè)下限比例lr等于95％的情況下，得到最大電流端口電流與繼電器額定電流誤差值，即電流誤差值ierr，公式如下：

19、電流誤差值ierr＝最大端口電流mpc-最大額定電流值irelay×0.95；

20、其中的最大端口電流mpc，即max(gpc，ipc，epc)的數(shù)值，也就是市電端口電流gpc、逆變端口電流ipc、離網(wǎng)端口電流epc，三個(gè)端口電流當(dāng)中的最大的電流值。

21、第一，如果電流誤差值ierr≤0；說(shuō)明離網(wǎng)、儲(chǔ)能逆變器、電網(wǎng)端口最大端口電流沒(méi)有超過(guò)繼電器最大額定電流上限，繼電器沒(méi)有過(guò)載，此時(shí)電流誤差值ierr最終經(jīng)過(guò)pi調(diào)節(jié)輸出為電流給定值iderref＝0，儲(chǔ)能逆變器不需要進(jìn)行加載/降載處理來(lái)減輕繼電器的抗過(guò)載能力。

22、第二，如果電流誤差值ierr大于0；說(shuō)明離網(wǎng)、儲(chǔ)能逆變器、電網(wǎng)端口最大端口電流有超過(guò)繼電器最大額定電流上限值，需要通過(guò)儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行加載/降載控制減輕繼電器抗負(fù)載的能力，具體如下：

23、若儲(chǔ)能逆變器處于充電狀態(tài)，則電網(wǎng)繼電器抗過(guò)載能力最大，電網(wǎng)存在又給儲(chǔ)能逆變器充電，又要帶離網(wǎng)端口的負(fù)載，則充電，則設(shè)置輸出電流值iset小于0，電流誤差值ierr大于0，通過(guò)pi調(diào)節(jié)輸出一個(gè)正向電流，使儲(chǔ)能逆變器緩慢由充電轉(zhuǎn)放電，降低電網(wǎng)繼電器抗過(guò)載能力。

24、若儲(chǔ)能逆變器處于放電狀態(tài)，則離網(wǎng)端口繼電器relay7以及離網(wǎng)端口繼電器relay8的抗過(guò)載能力最大，離網(wǎng)端口eps-port對(duì)應(yīng)的離網(wǎng)端口電流epc大于最大額定電流值irelay，對(duì)繼電器進(jìn)行斷開(kāi)保護(hù)，以保護(hù)繼電器壽命。

25、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述逆變端口的電流，受到儲(chǔ)能逆變器的控制，只需要預(yù)設(shè)最大充放電額定功率不超過(guò)最大額定電流值irelay×預(yù)設(shè)下限比例lr的功率值即可確保安全。

26、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述判斷儲(chǔ)能逆變器的狀態(tài)，是處于并網(wǎng)狀態(tài)還是離網(wǎng)狀態(tài)之后，所述方法還包括：s40，如果儲(chǔ)能逆變器的狀態(tài)處于離網(wǎng)狀態(tài)，通過(guò)第二預(yù)設(shè)條件，對(duì)繼電器進(jìn)行斷開(kāi)保護(hù)。

27、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述s40，通過(guò)第二預(yù)設(shè)條件，對(duì)繼電器進(jìn)行斷開(kāi)保護(hù)，包括：通過(guò)市電端口電流gpc大于最大額定電流值irelay；逆變端口電流ipc大于最大額定電流值irelay；離網(wǎng)端口電流epc大于最大額定電流值irelay對(duì)繼電器進(jìn)行斷開(kāi)保護(hù)，保護(hù)繼電器壽命。

28、第二方面，本發(fā)明提出一種光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)用于如第一方面所述的狀態(tài)控制方法。本技術(shù)所述的解決方案，源于實(shí)際研發(fā)工作中的問(wèn)題反饋，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠顯著提高繼電器的壽命，增加儲(chǔ)能逆變器使用壽命，進(jìn)而有效保護(hù)家庭用電的人身安全。