權(quán)利要求

1.一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏發(fā)電機(jī)組、電力供給端控制模塊、第一調(diào)度開關(guān)S1、第二調(diào)度開關(guān)S2、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4、第五調(diào)度開關(guān)S5、第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7、第八調(diào)度開關(guān)S8、梯次利用電池模組、功率型鋰電池模組、能量型鋰電池模組、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、第三DC/DC變換器、DC/AC變換器以及電力需求端控制模塊，其中，

所述光伏發(fā)電機(jī)組的輸出端連接所述電力供給端控制模塊和所述第一DC/DC變換器，所述電力供給端控制模塊還連接至所述梯次利用電池模組;

所述第一調(diào)度開關(guān)S1連接在所述光伏發(fā)電機(jī)組與所述DC/AC變換器之間，所述第三調(diào)度開關(guān)S3連接在所述第一DC/DC變換器與所述梯次利用電池模組之間，所述第四調(diào)度開關(guān)S4連接在所述第一DC/DC變換器與所述功率型鋰電池模組之間，所述第五調(diào)度開關(guān)S5連接在所述第一DC/DC變換器與所述能量型鋰電池模組之間;所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2串聯(lián)在所述功率型鋰電池模組與所述DC/AC變換器之間;所述第六調(diào)度開關(guān)S6的第一端連接所述梯次利用電池模組，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;所述第八調(diào)度開關(guān)S8的第一端連接所述能量型鋰電池模組，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;

所述第二DC/DC變換器連接在所述功率型鋰電池模組與所述梯次利用電池模組之間，所述第三DC/DC變換器連接在所述功率型鋰電池模組與所述能量型鋰電池模組之間，所述DC/AC變換器還連接至用電網(wǎng)，所述電力需求端控制模塊的第一端連接至所述用電網(wǎng)，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;

所述電力供給端控制模塊能夠根據(jù)所述光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率以及所述梯次利用電池模組的輸出電量，控制所述第一調(diào)度開關(guān)S1、所述第二調(diào)度開關(guān)S2、所述第三調(diào)度開關(guān)S3、所述第四調(diào)度開關(guān)S4和所述第五調(diào)度開關(guān)S5的通斷;

所述電力需求端控制模塊能夠根據(jù)所述用電網(wǎng)的需求功率，控制所述第六調(diào)度開關(guān)S6、所述第七調(diào)度開關(guān)S7和所述第八調(diào)度開關(guān)S8的通斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述電力供給端控制模塊包括開關(guān)繼電器J1、開關(guān)繼電器J2、開關(guān)繼電器J3、開關(guān)繼電器J4、開關(guān)繼電器J5、觸點(diǎn)開關(guān)S21、觸點(diǎn)開關(guān)S22、觸點(diǎn)開關(guān)S41、觸點(diǎn)開關(guān)S51、接地電阻R1和接地電阻R2，其中，

所述開關(guān)繼電器J1和所述開關(guān)繼電器J2并聯(lián)在所述電力供給端控制模塊的第一輸入端與接地端之間，所述電力供給端控制模塊的第一輸入端連接所述光伏發(fā)電機(jī)組的輸出端以獲取所述光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率作為第一控制信號(hào)，所述觸點(diǎn)開關(guān)S21與所述開關(guān)繼電器J4串聯(lián)在所述電力供給端控制模塊的第一輸入端與所述接地端之間，所述接地電阻R1連接至所述接地端與所述電力供給端控制模塊的第一輸入端之間;

所述觸點(diǎn)開關(guān)S22、所述觸點(diǎn)開關(guān)S41、所述觸點(diǎn)開關(guān)S51以及所述開關(guān)繼電器J3串聯(lián)在所述電力供給端控制模塊的第二輸入端與所述接地端之間，所述電力供給端控制模塊的第二輸入端連接所述梯次利用電池模組以獲得所述梯次利用電池模組的輸出電量作為第二控制信號(hào);

所述接地電阻R2的第一端連接在所述觸點(diǎn)開關(guān)S41與所述觸點(diǎn)開關(guān)S51之間，所述接地電阻R2的第二端連接所述接地端;所述開關(guān)繼電器J5的第一端連接在所述觸點(diǎn)開關(guān)S41與所述觸點(diǎn)開關(guān)S51之間，所述開關(guān)繼電器J5的第二端連接所述接地端;

所述開關(guān)繼電器J1用于控制所述第一調(diào)度開關(guān)S1的通斷，所述開關(guān)繼電器J2用于控制所述第二調(diào)度開關(guān)S2、所述觸點(diǎn)開關(guān)S21和所述觸點(diǎn)開關(guān)S22的通斷，所述開關(guān)繼電器J3用于控制所述第三調(diào)度開關(guān)S3的通斷，所述開關(guān)繼電器J4用于控制所述第四調(diào)度開關(guān)S4和所述觸點(diǎn)開關(guān)S41的通斷，所述開關(guān)繼電器J5用于控制所述第五調(diào)度開關(guān)S5和所述觸點(diǎn)開關(guān)S51的通斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第二調(diào)度開關(guān)S2、所述觸點(diǎn)開關(guān)S21、所述觸點(diǎn)開關(guān)S22、所述觸點(diǎn)開關(guān)S41和所述觸點(diǎn)開關(guān)S51均為常閉開關(guān);所述第一調(diào)度開關(guān)S1、所述第三調(diào)度開關(guān)S3、所述第四調(diào)度開關(guān)S4以及所述第五調(diào)度開關(guān)S5均為常開開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)繼電器J1和所述開關(guān)繼電器J2在所述第一控制信號(hào)高于所述光伏發(fā)電機(jī)組的預(yù)定發(fā)電功率的上限值時(shí)觸發(fā);所述開關(guān)繼電器J4在所述第一控制信號(hào)在預(yù)定發(fā)電功率的上限值與下限值之間時(shí)觸發(fā);所述開關(guān)繼電器J3在所述第二控制信號(hào)低于所述梯次利用電池模組的預(yù)定輸出電量的下限值時(shí)觸發(fā);所述開關(guān)繼電器J5在所述第二控制信號(hào)高于所述梯次利用電池模組的預(yù)定輸出電量的上限值時(shí)觸發(fā)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述電力需求端控制模塊包括開關(guān)繼電器J6、開關(guān)繼電器J7、開關(guān)繼電器J8、觸點(diǎn)開關(guān)S71、觸點(diǎn)開關(guān)S72、觸點(diǎn)開關(guān)S81和接地電阻R3，其中，

所述電力需求端控制模塊的輸入端連接至所述用電網(wǎng)，以接收來自所述用電網(wǎng)的用電網(wǎng)需求功率信號(hào)作為第三控制信號(hào)，所述觸點(diǎn)開關(guān)S71、所述觸點(diǎn)開關(guān)S81和所述開關(guān)繼電器J6串聯(lián)在所述電力需求端控制模塊的輸入端與接地端之間;

所述開關(guān)繼電器J7連接在所述電力需求端控制模塊的輸入端與所述接地端之間，所述接地電阻R3連接在所述電力需求端控制模塊的輸入端與所述接地端之間，所述觸點(diǎn)開關(guān)S72和所述觸點(diǎn)開關(guān)S72串聯(lián)在所述電力需求端控制模塊的輸入端與所述接地端之間;

所述開關(guān)繼電器J6用于控制所述第六調(diào)度開關(guān)S6的通斷，所述開關(guān)繼電器J7用于控制所述第七調(diào)度開關(guān)S7、所述觸點(diǎn)開關(guān)S71和所述觸點(diǎn)開關(guān)S72的通斷，所述開關(guān)繼電器J8用于控制所述第八調(diào)度開關(guān)S8和所述觸點(diǎn)開關(guān)S81的通斷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第六調(diào)度開關(guān)S6、所述第七調(diào)度開關(guān)S7和所述第八調(diào)度開關(guān)S8均為常開開關(guān);所述觸點(diǎn)開關(guān)S71、所述觸點(diǎn)開關(guān)S72和所述觸點(diǎn)開關(guān)S81均為常閉開關(guān)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述第三控制信號(hào)高于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值時(shí)，所述第七調(diào)度開關(guān)S7觸發(fā);當(dāng)所述第三控制信號(hào)處于所述預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值與下限值之間時(shí)，所述第八調(diào)度開關(guān)S8觸發(fā);當(dāng)所述第三控制信號(hào)低于所述預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的下限值時(shí)，所述第六調(diào)度開關(guān)S6觸發(fā)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述梯次利用電池模組包括低壓換電單元和多個(gè)具有100V輸出電壓的鋰電池組和多個(gè)具有200V輸出電壓的鋰電池組，其中，所述多個(gè)具有100V輸出電壓的鋰電池組和所述多個(gè)具有200V輸出電壓的鋰電池組均為退役鋰電池組，所述低壓換電單元為可拆卸的電池槽，所述鋰電池組能夠以拆卸的方式安裝在所述低壓換電單元上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述能量型鋰電池模組包括多個(gè)依次連接的300V能量型鋰電池，所述功率型鋰電池模組包括多個(gè)依次連接的500V功率型鋰電池。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0002]目前，太陽能、風(fēng)力發(fā)電和鋰電池儲(chǔ)能形成的微電網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景日益增多。在工廠或工業(yè)園區(qū)等本地負(fù)載附近建設(shè)可再生能源儲(chǔ)能電站，能夠有效供電并儲(chǔ)存多余電量，以應(yīng)對(duì)夜間或用電高峰時(shí)的發(fā)電不足。這種鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以顯著提升新能源的利用效率。

[0003]同時(shí)，退役電動(dòng)汽車電池雖然容量下降至原始的70%~80%，仍具備較高能量。如果這些電池未能妥善利用，不僅會(huì)浪費(fèi)資源，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，不利于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。因此，將梯次利用電池或退役電池模塊引入儲(chǔ)能系統(tǒng)中，不僅可以儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換新能源發(fā)電的能量，還能促進(jìn)電池的再循環(huán)利用。

[0004]然而，梯次利用電池的加入增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)的復(fù)雜性，需有效控制器和策略確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定的工作。此外，傳統(tǒng)儲(chǔ)能裝置大多是能量型電池，這可能導(dǎo)致在發(fā)電功率波動(dòng)時(shí)無法有效利用電量，從而影響發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電機(jī)組、電力供給端控制模塊、第一調(diào)度開關(guān)S1、第二調(diào)度開關(guān)S2、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4、第五調(diào)度開關(guān)S5、第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7、第八調(diào)度開關(guān)S8、梯次利用電池模組、功率型鋰電池模組、能量型鋰電池模組、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、第三DC/DC變換器、DC/AC變換器以及電力需求端控制模塊，其中，

所述光伏發(fā)電機(jī)組的輸出端連接所述電力供給端控制模塊和所述第一DC/DC變換器，所述電力供給端控制模塊還連接至所述梯次利用電池模組;

所述第一調(diào)度開關(guān)S1連接在所述光伏發(fā)電機(jī)組與所述DC/AC變換器之間，所述第三調(diào)度開關(guān)S3連接在所述第一DC/DC變換器與所述梯次利用電池模組之間，所述第四調(diào)度開關(guān)S4連接在所述第一DC/DC變換器與所述功率型鋰電池模組之間，所述第五調(diào)度開關(guān)S5連接在所述第一DC/DC變換器與所述能量型鋰電池模組之間;所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2串聯(lián)在所述功率型鋰電池模組與所述DC/AC變換器之間;所述第六調(diào)度開關(guān)S6的第一端連接所述梯次利用電池模組，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;所述第八調(diào)度開關(guān)S8的第一端連接所述能量型鋰電池模組，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;

所述第二DC/DC變換器連接在所述功率型鋰電池模組與所述梯次利用電池模組之間，所述第三DC/DC變換器連接在所述功率型鋰電池模組與所述能量型鋰電池模組之間，所述DC/AC變換器還連接至用電網(wǎng)，所述電力需求端控制模塊的第一端連接至所述用電網(wǎng)，第二端連接在所述第七調(diào)度開關(guān)S7與所述第二調(diào)度開關(guān)S2之間;

所述電力供給端控制模塊能夠根據(jù)所述光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率以及所述梯次利用電池模組的輸出電量，控制所述第一調(diào)度開關(guān)S1、所述第二調(diào)度開關(guān)S2、所述第三調(diào)度開關(guān)S3、所述第四調(diào)度開關(guān)S4和所述第五調(diào)度開關(guān)S5的通斷;

所述電力需求端控制模塊能夠根據(jù)所述用電網(wǎng)的需求功率，控制所述第六調(diào)度開關(guān)S6、所述第七調(diào)度開關(guān)S7和所述第八調(diào)度開關(guān)S8的通斷。

[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明提供了一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，該鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電力供給端控制裝置通過2個(gè)控制信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)度開關(guān)S1~S5的3種互斥控制功能;電力需求端控制裝置通過1個(gè)控制信號(hào)可實(shí)現(xiàn)調(diào)度開關(guān)S6~S8的3種互斥控制功能，通過多電壓模式集成可以滿足不同電壓的用電需求，避免外接變壓器產(chǎn)生的電力損耗，避免傳統(tǒng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電功率過低時(shí)產(chǎn)生的“棄光”問題，提高能源的利用率。

[0008]2、本發(fā)明的梯次利用電池模組包括多個(gè)100/200V電壓類型的退役鋰電池組，既可以滿足100/200/300/500V低壓直流用電需求，又可以滿足多樣化換電需求。功率型鋰電池模組由多個(gè)500V電壓類型的功率型鋰電池模組構(gòu)成，可以向梯次利用電池模組和能量型鋰電池模組充電。能量型鋰電池模組由多個(gè)300V電壓類型的能量型鋰電池模組構(gòu)成，可以滿足300/600/1200/1500V中高壓直流用電需求。

[0009]3、本實(shí)施例的梯次利用電池模組中的低壓換電單元還可以充當(dāng)儲(chǔ)能模塊向小功率單獨(dú)用電單位和用電網(wǎng)供電，本發(fā)明通過多電壓模式集成，可以滿足不同電壓的用電需求，避免了外接變壓器產(chǎn)生的電力損耗，同時(shí)，使用不同類型儲(chǔ)能電池，避免了傳統(tǒng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電功率過低時(shí)產(chǎn)生的“棄光”問題，提高了能源的利用率。此外，多電壓換電單元還可以起到儲(chǔ)能模塊作用，有效提高了退役電池利用率和實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電的就地儲(chǔ)存和消納。

[0010]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力供給端控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力需求端控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種梯次利用電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力供給端控制模塊的控制流程圖;

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力需求端控制模塊的控制流程圖;

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種滯環(huán)控制圖。

具體實(shí)施方式

[0012]為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

[0013]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合附圖的具體實(shí)施方式詳細(xì)說明中即可清楚地呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式的說明，可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效進(jìn)行更加深入且具體地了解，然而所附附圖僅是提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案加以限制。

[0014]應(yīng)當(dāng)說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

[0015]實(shí)施例一

請(qǐng)參見圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包括光伏發(fā)電機(jī)組、電力供給端控制模塊、第一調(diào)度開關(guān)S1、第二調(diào)度開關(guān)S2、第一DC/DC變換器、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4、第五調(diào)度開關(guān)S5、梯次利用電池模組、功率型鋰電池模組、能量型鋰電池模組、第二DC/DC變換器、第三DC/DC變換器、第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7、第八調(diào)度開關(guān)S8、DC/AC變換器以及電力需求端控制模塊。

[0016]具體地，本實(shí)施例的光伏發(fā)電機(jī)組是輸出電壓1500V的光伏發(fā)電機(jī)組，光伏發(fā)電機(jī)組的輸出端連接電力供給端控制模塊和第一DC/DC變換器，電力供給端控制模塊還連接至梯次利用電池模組;第一調(diào)度開關(guān)S1連接在光伏發(fā)電機(jī)組與DC/AC變換器之間，第三調(diào)度開關(guān)S3連接在第一DC/DC變換器與梯次利用電池模組之間，第四調(diào)度開關(guān)S4連接在第一DC/DC變換器與功率型鋰電池模組之間，第五調(diào)度開關(guān)S5連接在第一DC/DC變換器與能量型鋰電池模組之間;第七調(diào)度開關(guān)S7與第二調(diào)度開關(guān)S2串聯(lián)在功率型鋰電池模組與DC/AC變換器之間;第六調(diào)度開關(guān)S6的第一端連接梯次利用電池模組，第二端連接在第七調(diào)度開關(guān)S7與第二調(diào)度開關(guān)S2之間;第八調(diào)度開關(guān)S8的第一端連接能量型鋰電池模組，第二端連接在第七調(diào)度開關(guān)S7與第二調(diào)度開關(guān)S2之間。

[0017]第二DC/DC變換器連接在功率型鋰電池模組與梯次利用電池模組之間，第三DC/DC變換器連接在功率型鋰電池模組與能量型鋰電池模組之間，DC/AC變換器還連接至用電網(wǎng)，電力需求端控制模塊的第一端連接至用電網(wǎng)，第二端連接在第七調(diào)度開關(guān)S7與第二調(diào)度開關(guān)S2之間;電力供給端控制模塊能夠根據(jù)光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率以及梯次利用電池模組的輸出電量，控制第一調(diào)度開關(guān)S1、第二調(diào)度開關(guān)S2、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4和第五調(diào)度開關(guān)S5的通斷;電力需求端控制模塊能夠根據(jù)用電網(wǎng)的需求功率，控制第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7和第八調(diào)度開關(guān)S8的通斷。

[0018]進(jìn)一步地，請(qǐng)參見圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力供給端控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。該電力供給端控制模塊包括開關(guān)繼電器J1、開關(guān)繼電器J2、開關(guān)繼電器J3、開關(guān)繼電器J4、開關(guān)繼電器J5、觸點(diǎn)開關(guān)S21、觸點(diǎn)開關(guān)S22、觸點(diǎn)開關(guān)S41、觸點(diǎn)開關(guān)S51、接地電阻R1和接地電阻R2。

[0019]開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2并聯(lián)在電力供給端控制模塊的第一輸入端與接地端之間，電力供給端控制模塊的第一輸入端連接光伏發(fā)電機(jī)組的輸出端以獲取光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率作為第一控制信號(hào)，觸點(diǎn)開關(guān)S21與開關(guān)繼電器J4串聯(lián)在電力供給端控制模塊的第一輸入端與接地端之間，接地電阻R1連接至接地端與電力供給端控制模塊的第一輸入端之間;觸點(diǎn)開關(guān)S22、觸點(diǎn)開關(guān)S41、觸點(diǎn)開關(guān)S51以及開關(guān)繼電器J3串聯(lián)在電力供給端控制模塊的第二輸入端與接地端之間，電力供給端控制模塊的第二輸入端連接梯次利用電池模組以梯次利用電池模組的輸出電量作為獲得第二控制信號(hào)。

[0020]接地電阻R2的第一端連接在觸點(diǎn)開關(guān)S41與觸點(diǎn)開關(guān)S51之間，接地電阻R2的第二端連接在接地端，開關(guān)繼電器J5的第一端連接在觸點(diǎn)開關(guān)S41與觸點(diǎn)開關(guān)S51之間，開關(guān)繼電器J5的第二端連接在接地端;開關(guān)繼電器J1用于控制第一調(diào)度開關(guān)S1的通斷，開關(guān)繼電器J2用于控制第二調(diào)度開關(guān)S2、觸點(diǎn)開關(guān)S21和觸點(diǎn)開關(guān)S22的通斷，開關(guān)繼電器J3用于控制第三調(diào)度開關(guān)S3的通斷，開關(guān)繼電器J4用于控制第四調(diào)度開關(guān)S4和觸點(diǎn)開關(guān)S41的通斷，開關(guān)繼電器J5用于控制第五調(diào)度開關(guān)S5和觸點(diǎn)開關(guān)S51的通斷。

[0021]進(jìn)一步地，第二調(diào)度開關(guān)S2、觸點(diǎn)開關(guān)S21、觸點(diǎn)開關(guān)S22、觸點(diǎn)開關(guān)S41和觸點(diǎn)開關(guān)S51均為常閉開關(guān);第一調(diào)度開關(guān)S1、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4以及第五調(diào)度開關(guān)S5均為常開開關(guān)。

[0022]開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2在第一控制信號(hào)高于光伏發(fā)電機(jī)組的預(yù)定發(fā)電功率的上限值時(shí)觸發(fā);開關(guān)繼電器J4在第一控制信號(hào)在預(yù)定發(fā)電功率的上限值與下限值之間時(shí)觸發(fā);開關(guān)繼電器J3在第二控制信號(hào)低于梯次利用電池模組的預(yù)定輸出電量的下限值時(shí)觸發(fā);開關(guān)繼電器J5在第二控制信號(hào)高于梯次利用電池模組的預(yù)定輸出電量的上限值時(shí)觸發(fā)。

[0023]換句話說，當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)組的輸出功率位于預(yù)定發(fā)電功率的上限值與下限值之間(第一控制信號(hào)為中電平)，開關(guān)繼電器J4觸發(fā)，當(dāng)光伏發(fā)電機(jī)組輸出的功率高于預(yù)定發(fā)電功率的上限值(第一控制信號(hào)為高電平)，則開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2觸發(fā)，當(dāng)梯次利用電池模組的輸出電量低于預(yù)定輸出電量的下限值 (第一控制信號(hào)為低電平)時(shí)開關(guān)繼電器J3觸發(fā)，當(dāng)梯次利用電池模組的輸出電量高于預(yù)定輸出電量的上限值(第二控制信號(hào)為高電平)時(shí)開關(guān)繼電器J5觸發(fā)。

[0024]具體地，本實(shí)施例的電力供給端控制模塊僅通過2個(gè)控制信號(hào)(第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào))即可實(shí)現(xiàn)5個(gè)調(diào)度開關(guān)(第一調(diào)度開關(guān)S1、第二調(diào)度開關(guān)S2、第一DC/DC變換器、第三調(diào)度開關(guān)S3、第四調(diào)度開關(guān)S4、第五調(diào)度開關(guān)S5)的3種工作模式;電力供給端控制模塊通過弱電控制強(qiáng)電，其中，第一控制信號(hào)為1500V光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率信號(hào)，第二控制信號(hào)為梯次利用電池模組的當(dāng)前電量信號(hào)。

[0025]3種工作模式包括：

當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為高電平時(shí)，開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2觸發(fā)，開關(guān)繼電器J1控制第一調(diào)度開關(guān)S1導(dǎo)通，開關(guān)繼電器J2控制第二調(diào)度開關(guān)S2和相應(yīng)的觸點(diǎn)開關(guān)S21、觸點(diǎn)開關(guān)S22斷開。

[0026]當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為中電平時(shí)，開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2未觸發(fā)，開關(guān)繼電器J1控制第一調(diào)度開關(guān)S1斷開，開關(guān)繼電器J2控制第二調(diào)度開關(guān)S2和相應(yīng)的觸點(diǎn)開關(guān)S21、觸點(diǎn)開關(guān)S22導(dǎo)通;開關(guān)繼電器J4觸發(fā)，開關(guān)繼電器J4控制第四調(diào)度開關(guān)S4導(dǎo)通，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S41斷開。

[0027]當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為低電平時(shí)，開關(guān)繼電器J1、開關(guān)繼電器J2和開關(guān)繼電器J4均未觸發(fā)，開關(guān)繼電器J4控制第四調(diào)度開關(guān)S4斷開，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S41閉合。此時(shí)，由于觸點(diǎn)開關(guān)S22導(dǎo)通，因此第二控制信號(hào)接入電路，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)為高電平時(shí)，開關(guān)繼電器J5觸發(fā)，開關(guān)繼電器J5控制第五調(diào)度開關(guān)S5，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S51斷開，于是開關(guān)繼電器J3斷開電路，開關(guān)繼電器J3控制調(diào)度開關(guān)S3斷開。當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)為低電平時(shí)，開關(guān)繼電器J5不能觸發(fā)，開關(guān)繼電器J5控制調(diào)度開關(guān)S5斷開，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S51閉合，于是開關(guān)繼電器J3觸發(fā)，開關(guān)繼電器J3控制調(diào)度開關(guān)S3閉合。

[0028]請(qǐng)參見圖3，圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力需求端控制模塊的控制流程圖。該電力需求端控制模塊包括開關(guān)繼電器J6、開關(guān)繼電器J7、開關(guān)繼電器J8、觸點(diǎn)開關(guān)S71、觸點(diǎn)開關(guān)S72、觸點(diǎn)開關(guān)S81和接地電阻R3。電力需求端控制模塊的輸入端連接至用電網(wǎng)，以接收來自用電網(wǎng)的用電網(wǎng)需求功率信號(hào)作為第三控制信號(hào)，觸點(diǎn)開關(guān)S71、觸點(diǎn)開關(guān)S81和開關(guān)繼電器J6串聯(lián)在電力需求端控制模塊的輸入端與接地端之間。

[0029]開關(guān)繼電器J7連接在電力需求端控制模塊的輸入端與接地端之間，接地電阻R3連接在電力需求端控制模塊的輸入端與接地端之間，觸點(diǎn)開關(guān)S72和觸點(diǎn)開關(guān)S72串聯(lián)在電力需求端控制模塊的輸入端與接地端之間;開關(guān)繼電器J6用于控制第六調(diào)度開關(guān)S6的通斷，開關(guān)繼電器J7用于控制第七調(diào)度開關(guān)S7、觸點(diǎn)開關(guān)S71和觸點(diǎn)開關(guān)S72的通斷，開關(guān)繼電器J8用于控制第八調(diào)度開關(guān)S8和觸點(diǎn)開關(guān)S81的通斷。

[0030]第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7和第八調(diào)度開關(guān)S8均為常開開關(guān);觸點(diǎn)開關(guān)S71、觸點(diǎn)開關(guān)S72和觸點(diǎn)開關(guān)S81均為常閉開關(guān)。

[0031]當(dāng)?shù)谌刂菩盘?hào)高于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值時(shí)(第三控制信號(hào)為高電平)，第七調(diào)度開關(guān)S7觸發(fā)，當(dāng)?shù)谌刂菩盘?hào)處于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值與下限值之間時(shí)(第三控制信號(hào)為中電平)，第八調(diào)度開關(guān)S8觸發(fā)，當(dāng)?shù)谌刂菩盘?hào)低于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的下限值時(shí)(第三控制信號(hào)為低電平)，第六調(diào)度開關(guān)S6觸發(fā)。

[0032]換句話說，在當(dāng)前的用電網(wǎng)需求功率高于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率上限值時(shí)，第七調(diào)度開關(guān)S7觸發(fā);在當(dāng)前的用電網(wǎng)需求功率位于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值與下限值之間時(shí)，第八調(diào)度開關(guān)S8觸發(fā);在當(dāng)前的用電網(wǎng)需求功率低于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的下限值時(shí)，第六調(diào)度開關(guān)S6觸發(fā)。

[0033]本實(shí)施例的電力需求端控制模塊通過弱電控制強(qiáng)電，通過1個(gè)控制信號(hào)(第三控制信號(hào))即可實(shí)現(xiàn)3個(gè)調(diào)度開關(guān)(第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7和第八調(diào)度開關(guān)S8)的3種工作模式。

[0034]該3種工作模式包括：

當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，第三控制信號(hào)為高電平時(shí)，開關(guān)繼電器J7觸發(fā)，開關(guān)繼電器J7控制調(diào)度開關(guān)S7閉合，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S71和觸點(diǎn)開關(guān)S72斷開。于是開關(guān)繼電器J6和開關(guān)繼電器J8斷開電路，調(diào)度開關(guān)S6和調(diào)度開關(guān)S8斷開。

[0035]當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，第三控制信號(hào)為中電平時(shí)，開關(guān)繼電器J7未觸發(fā)，調(diào)度開關(guān)S7斷開，同時(shí)觸點(diǎn)開關(guān)S71和S72閉合。于是開關(guān)繼電器J8觸發(fā)，開關(guān)繼電器J8控制調(diào)度開關(guān)S8閉合，同時(shí)控制觸點(diǎn)開關(guān)S81斷開。于是關(guān)繼電器J6斷開電路，調(diào)度開關(guān)S6斷開。

[0036]當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，第三控制信號(hào)為低電平時(shí)，開關(guān)繼電器J7和J8均未觸發(fā)，調(diào)度開關(guān)S7和調(diào)度開關(guān)S8斷開，同時(shí)觸點(diǎn)開關(guān)S71、觸點(diǎn)開關(guān)S72閉合以及觸點(diǎn)開關(guān)S81閉合。于是開關(guān)繼電器J6觸發(fā)，開關(guān)繼電器J6控制調(diào)度開關(guān)S6閉合。

[0037]請(qǐng)參見圖4，本實(shí)施例的梯次利用電池模組包括低壓換電單元和多個(gè)具有100V輸出電壓的鋰電池組和多個(gè)具有200V輸出電壓的鋰電池組，上述鋰電池組均為退役鋰電池組，低壓換電單元為可拆卸的電池槽，鋰電池組能夠以拆卸的方式安裝在低壓換電單元上，即可以滿足100/200/300/500V低壓直流用電需求，又可以滿足多樣化換電需求。這些退役鋰電池組可以重新組合成為1500V的電池模塊，然后并聯(lián)以增大梯次利用電池模組的容量。

[0038]低壓換電單元相當(dāng)于可替換電池槽，當(dāng)需要換電時(shí)，可以將對(duì)應(yīng)電壓的換電模塊例如200V鋰電池待充電模塊與其中的一個(gè)已經(jīng)充滿電的200V模塊替換，此后將單獨(dú)對(duì)新?lián)Q的200V電池模塊充電。如果換電模塊為300V，可以采用已經(jīng)充滿電的200V和100V模塊替換該模塊進(jìn)行換電，此后將對(duì)新?lián)Q的300V電池模塊充電。在換電用戶長時(shí)間未拿走換電模塊時(shí)，還可以充當(dāng)儲(chǔ)能模塊，與其他鋰電池組組成1500V鋰電池儲(chǔ)能模塊，最終可向100V/200V/300V/500V小功率單獨(dú)用電單位供電，或通過DC/AC變換器向用電網(wǎng)供電。

[0039]本實(shí)施例的能量型鋰電池模組包括多個(gè)300V能量型鋰電池，即可以滿足300/600/1200/1500V直流用電需求，又可以向用電網(wǎng)供電。當(dāng)能量型鋰電池模組的當(dāng)前電量較低時(shí)，功率型鋰電池模組將會(huì)通過第三DC/DC變換器為能量型鋰電池模組充電，以保證與能量型鋰電池模組連接的300/600/1200/1500V中高功率單獨(dú)用電單位的穩(wěn)定運(yùn)行。

[0040]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的功率型鋰電池模組包括3個(gè)依次連接的500V功率型鋰電池。

[0041]請(qǐng)參見圖5，圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力供給端控制模塊的控制流程圖。本實(shí)施例的電力供給端控制模塊的控制方法具體如下：

當(dāng)1500V光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率大于預(yù)定發(fā)電功率的上限值，此時(shí)第一控制信號(hào)為高電平，開關(guān)繼電器J1和開關(guān)繼電器J2觸發(fā)，開關(guān)繼電器J1控制第一調(diào)度開關(guān)S1導(dǎo)通，開關(guān)繼電器J2控制第二調(diào)度開關(guān)S2和相應(yīng)的觸點(diǎn)開關(guān)S21、S22斷開，光伏發(fā)電機(jī)組直接通過DC/AC變換器向用電網(wǎng)供電。

[0042]當(dāng)1500V光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率大于預(yù)定發(fā)電功率的下限值并小于上限值，此時(shí)第一控制信號(hào)為中電平，電力供給端控制模塊控制第一調(diào)度開關(guān)S1斷開、第四調(diào)度開關(guān)S4導(dǎo)通，第二調(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通、第三調(diào)度開關(guān)S3和第五調(diào)度開關(guān)S5斷開，光伏發(fā)電機(jī)組通過第一DC/DC變換器向功率型鋰電池模組充電。

[0043]當(dāng)1500V光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率小于預(yù)定發(fā)電功率的下限值并且梯次利用電池模組電量小于預(yù)定輸出電量的下限值時(shí)，此時(shí)第一控制信號(hào)為低電平，電力供給端控制模塊控制第一調(diào)度開關(guān)S1斷開、第三調(diào)度開關(guān)S3導(dǎo)通，第二調(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通、第四調(diào)度開關(guān)S4和第五調(diào)度開關(guān)S5斷開，光伏發(fā)電機(jī)組通過第一DC/DC變換器向梯次利用電池模組充電。

[0044]當(dāng)1500V光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率小于預(yù)定發(fā)電功率的下限值并且梯次利用電池模組電量大于預(yù)定輸出電量的下限值時(shí)，此時(shí)電力供給端控制模塊控制第一調(diào)度開關(guān)S1斷開、第五調(diào)度開關(guān)S5導(dǎo)通，第二調(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通、第三調(diào)度開關(guān)S3和第四調(diào)度開關(guān)S4斷開，光伏發(fā)電機(jī)組通過第一DC/DC變換器向能量型電池組充電。

[0045]請(qǐng)參見圖6，圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電力需求端控制模塊的控制流程圖。本實(shí)施例的電力需求端控制模塊的控制方法，具體如下：

當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2斷開時(shí)，電力需求端控制模塊控制第六調(diào)度開關(guān)S6、第七調(diào)度開關(guān)S7和第八調(diào)度開關(guān)S8均斷開，各電池模組(梯次利用電池模組、功率型鋰電池模組、能量型鋰電池模組)不向用電網(wǎng)供電。

[0046]當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，并且用電網(wǎng)需求功率大于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值，此時(shí)電力需求端控制模塊控制第七調(diào)度開關(guān)S7導(dǎo)通，第六調(diào)度開關(guān)S6和第八調(diào)度開關(guān)S8關(guān)閉，功率型鋰電池模組通過DC/AC變換器向用電網(wǎng)供電。

[0047]當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，并且用電網(wǎng)需求功率大于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的上限值且小于上限值，此時(shí)電力需求端控制模塊控制第八調(diào)度開關(guān)S8導(dǎo)通，第六調(diào)度開關(guān)S6和第七調(diào)度開關(guān)S7關(guān)閉，能量型鋰電池模組通過DC/AC變換器向用電網(wǎng)供電。

[0048]當(dāng)?shù)诙{(diào)度開關(guān)S2導(dǎo)通，并且用電網(wǎng)需求功率小于預(yù)定的正常用電網(wǎng)需求功率的下限值，此時(shí)電力需求端控制模塊控制第六調(diào)度開關(guān)S6導(dǎo)通第七調(diào)度開關(guān)S7和第八調(diào)度開關(guān)S8關(guān)閉，梯次利用電池模組通過DC/AC變換器向用電網(wǎng)供電。

[0049]進(jìn)一步地，請(qǐng)參見圖7，圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種滯環(huán)控制圖。本實(shí)施例的光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率的上限值和下限值以及用電網(wǎng)的需求功率的上限值和下限值均可以設(shè)計(jì)為1個(gè)5%的滯環(huán)區(qū)間，避免調(diào)度開關(guān)和DC-DC變換器在上限值、下限值附近區(qū)域頻繁切換工作模式。

[0050]綜上，本發(fā)明提供了一種多電壓模式集成的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，該鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電力供給端控制裝置通過2個(gè)控制信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)度開關(guān)S1~S5的3種互斥控制功能;電力需求端控制裝置通過1個(gè)控制信號(hào)可實(shí)現(xiàn)調(diào)度開關(guān)S6~S8的3種互斥控制功能，通過多電壓模式集成可以滿足不同電壓的用電需求，避免外接變壓器產(chǎn)生的電力損耗，避免傳統(tǒng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電功率過低時(shí)產(chǎn)生的“棄光”問題，提高能源的利用率。

[0051]本發(fā)明的梯次利用電池模組包括多個(gè)100/200V電壓類型的退役鋰電池組，既可以滿足100/200/300/500V低壓直流用電需求，又可以滿足多樣化換電需求。功率型鋰電池模組由多個(gè)500V電壓類型的功率型鋰電池模組構(gòu)成，可以向梯次利用電池模組和能量型鋰電池模組充電。能量型鋰電池模組由多個(gè)300V電壓類型的能量型鋰電池模組構(gòu)成，可以滿足300/600/1200/1500V中高壓直流用電需求。

[0052]本實(shí)施例的梯次利用電池模組中的低壓換電單元還可以充當(dāng)儲(chǔ)能模塊向小功率單獨(dú)用電單位和用電網(wǎng)供電，本發(fā)明通過多電壓模式集成，可以滿足不同電壓的用電需求，避免了外接變壓器產(chǎn)生的電力損耗，同時(shí)，使用不同類型儲(chǔ)能電池，避免了傳統(tǒng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電功率過低時(shí)產(chǎn)生的“棄光”問題，提高了能源的利用率。此外，多電壓換電單元還可以起到儲(chǔ)能模塊作用，有效提高了退役電池利用率和實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電的就地儲(chǔ)存和消納。

[0053]在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，本發(fā)明所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)模塊或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。

[0054]另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能模塊可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)模塊單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。

[0055]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

說明書附圖(7)