权利要求
1.一种多电压模式集成的
锂电池储能系统，其特征在于，包括
光伏发电机组、电力供给端控制模块、第一调度开关S1、第二调度开关S2、第三调度开关S3、第四调度开关S4、第五调度开关S5、第六调度开关S6、第七调度开关S7、第八调度开关S8、梯次利用电池模组、功率型锂电池模组、能量型锂电池模组、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、DC/AC变换器以及电力需求端控制模块，其中，
所述
光伏发电机组的输出端连接所述电力供给端控制模块和所述第一DC/DC变换器，所述电力供给端控制模块还连接至所述梯次利用电池模组;
所述第一调度开关S1连接在所述光伏发电机组与所述DC/AC变换器之间，所述第三调度开关S3连接在所述第一DC/DC变换器与所述梯次利用电池模组之间，所述第四调度开关S4连接在所述第一DC/DC变换器与所述功率型锂电池模组之间，所述第五调度开关S5连接在所述第一DC/DC变换器与所述能量型锂电池模组之间;所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2串联在所述功率型锂电池模组与所述DC/AC变换器之间;所述第六调度开关S6的第一端连接所述梯次利用电池模组，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;所述第八调度开关S8的第一端连接所述能量型锂电池模组，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;
所述第二DC/DC变换器连接在所述功率型锂电池模组与所述梯次利用电池模组之间，所述第三DC/DC变换器连接在所述功率型锂电池模组与所述能量型锂电池模组之间，所述DC/AC变换器还连接至用电网，所述电力需求端控制模块的第一端连接至所述用电网，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;
所述电力供给端控制模块能够根据所述光伏发电机组的发电功率以及所述梯次利用电池模组的输出电量，控制所述第一调度开关S1、所述第二调度开关S2、所述第三调度开关S3、所述第四调度开关S4和所述第五调度开关S5的通断;
所述电力需求端控制模块能够根据所述用电网的需求功率，控制所述第六调度开关S6、所述第七调度开关S7和所述第八调度开关S8的通断。
2.根据权利要求1所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述电力供给端控制模块包括开关继电器J1、开关继电器J2、开关继电器J3、开关继电器J4、开关继电器J5、触点开关S21、触点开关S22、触点开关S41、触点开关S51、接地电阻R1和接地电阻R2，其中，
所述开关继电器J1和所述开关继电器J2并联在所述电力供给端控制模块的第一输入端与接地端之间，所述电力供给端控制模块的第一输入端连接所述光伏发电机组的输出端以获取所述光伏发电机组的发电功率作为第一控制信号，所述触点开关S21与所述开关继电器J4串联在所述电力供给端控制模块的第一输入端与所述接地端之间，所述接地电阻R1连接至所述接地端与所述电力供给端控制模块的第一输入端之间;
所述触点开关S22、所述触点开关S41、所述触点开关S51以及所述开关继电器J3串联在所述电力供给端控制模块的第二输入端与所述接地端之间，所述电力供给端控制模块的第二输入端连接所述梯次利用电池模组以获得所述梯次利用电池模组的输出电量作为第二控制信号;
所述接地电阻R2的第一端连接在所述触点开关S41与所述触点开关S51之间，所述接地电阻R2的第二端连接所述接地端;所述开关继电器J5的第一端连接在所述触点开关S41与所述触点开关S51之间，所述开关继电器J5的第二端连接所述接地端;
所述开关继电器J1用于控制所述第一调度开关S1的通断，所述开关继电器J2用于控制所述第二调度开关S2、所述触点开关S21和所述触点开关S22的通断，所述开关继电器J3用于控制所述第三调度开关S3的通断，所述开关继电器J4用于控制所述第四调度开关S4和所述触点开关S41的通断，所述开关继电器J5用于控制所述第五调度开关S5和所述触点开关S51的通断。
3.根据权利要求2所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述第二调度开关S2、所述触点开关S21、所述触点开关S22、所述触点开关S41和所述触点开关S51均为常闭开关;所述第一调度开关S1、所述第三调度开关S3、所述第四调度开关S4以及所述第五调度开关S5均为常开开关。
4.根据权利要求2所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述开关继电器J1和所述开关继电器J2在所述第一控制信号高于所述光伏发电机组的预定发电功率的上限值时触发;所述开关继电器J4在所述第一控制信号在预定发电功率的上限值与下限值之间时触发;所述开关继电器J3在所述第二控制信号低于所述梯次利用电池模组的预定输出电量的下限值时触发;所述开关继电器J5在所述第二控制信号高于所述梯次利用电池模组的预定输出电量的上限值时触发。
5.根据权利要求1所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述电力需求端控制模块包括开关继电器J6、开关继电器J7、开关继电器J8、触点开关S71、触点开关S72、触点开关S81和接地电阻R3，其中，
所述电力需求端控制模块的输入端连接至所述用电网，以接收来自所述用电网的用电网需求功率信号作为第三控制信号，所述触点开关S71、所述触点开关S81和所述开关继电器J6串联在所述电力需求端控制模块的输入端与接地端之间;
所述开关继电器J7连接在所述电力需求端控制模块的输入端与所述接地端之间，所述接地电阻R3连接在所述电力需求端控制模块的输入端与所述接地端之间，所述触点开关S72和所述触点开关S72串联在所述电力需求端控制模块的输入端与所述接地端之间;
所述开关继电器J6用于控制所述第六调度开关S6的通断，所述开关继电器J7用于控制所述第七调度开关S7、所述触点开关S71和所述触点开关S72的通断，所述开关继电器J8用于控制所述第八调度开关S8和所述触点开关S81的通断。
6.根据权利要求5所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述第六调度开关S6、所述第七调度开关S7和所述第八调度开关S8均为常开开关;所述触点开关S71、所述触点开关S72和所述触点开关S81均为常闭开关。
7.根据权利要求5所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，当所述第三控制信号高于预定的正常用电网需求功率的上限值时，所述第七调度开关S7触发;当所述第三控制信号处于所述预定的正常用电网需求功率的上限值与下限值之间时，所述第八调度开关S8触发;当所述第三控制信号低于所述预定的正常用电网需求功率的下限值时，所述第六调度开关S6触发。
8.根据权利要求1所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述梯次利用电池模组包括低压换电单元和多个具有100V输出电压的锂电池组和多个具有200V输出电压的锂电池组，其中，所述多个具有100V输出电压的锂电池组和所述多个具有200V输出电压的锂电池组均为退役锂电池组，所述低压换电单元为可拆卸的电池槽，所述锂电池组能够以拆卸的方式安装在所述低压换电单元上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多电压模式集成的锂电池储能系统，其特征在于，所述能量型锂电池模组包括多个依次连接的300V能量型锂电池，所述功率型锂电池模组包括多个依次连接的500V功率型锂电池。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于微电网技术领域，具体涉及一种多电压模式集成的锂电池储能系统。
背景技术
[0002]目前，太阳能、风力发电和锂电池储能形成的微电网应用场景日益增多。在工厂或工业园区等本地负载附近建设可再生能源储能电站，能够有效供电并储存多余电量，以应对夜间或用电高峰时的发电不足。这种锂电池储能系统可以显著提升新能源的利用效率。
[0003]同时，退役电动汽车电池虽然容量下降至原始的70%~80%，仍具备较高能量。如果这些电池未能妥善利用，不仅会浪费资源，还会对环境产生负面影响，不利于实现“双碳”目标。因此，将梯次利用电池或退役电池模块引入储能系统中，不仅可以储存和转换新能源发电的能量，还能促进电池的再循环利用。
[0004]然而，梯次利用电池的加入增加了储能系统的复杂性，需有效控制器和策略确保系统高效稳定的工作。此外，传统储能装置大多是能量型电池，这可能导致在发电功率波动时无法有效利用电量，从而影响发电效率。
发明内容
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多电压模式集成的锂电池储能系统。
[0006]本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种多电压模式集成的锂电池储能系统，包括光伏发电机组、电力供给端控制模块、第一调度开关S1、第二调度开关S2、第三调度开关S3、第四调度开关S4、第五调度开关S5、第六调度开关S6、第七调度开关S7、第八调度开关S8、梯次利用电池模组、功率型锂电池模组、能量型锂电池模组、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、DC/AC变换器以及电力需求端控制模块，其中，
所述光伏发电机组的输出端连接所述电力供给端控制模块和所述第一DC/DC变换器，所述电力供给端控制模块还连接至所述梯次利用电池模组;
所述第一调度开关S1连接在所述光伏发电机组与所述DC/AC变换器之间，所述第三调度开关S3连接在所述第一DC/DC变换器与所述梯次利用电池模组之间，所述第四调度开关S4连接在所述第一DC/DC变换器与所述功率型锂电池模组之间，所述第五调度开关S5连接在所述第一DC/DC变换器与所述能量型锂电池模组之间;所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2串联在所述功率型锂电池模组与所述DC/AC变换器之间;所述第六调度开关S6的第一端连接所述梯次利用电池模组，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;所述第八调度开关S8的第一端连接所述能量型锂电池模组，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;
所述第二DC/DC变换器连接在所述功率型锂电池模组与所述梯次利用电池模组之间，所述第三DC/DC变换器连接在所述功率型锂电池模组与所述能量型锂电池模组之间，所述DC/AC变换器还连接至用电网，所述电力需求端控制模块的第一端连接至所述用电网，第二端连接在所述第七调度开关S7与所述第二调度开关S2之间;
所述电力供给端控制模块能够根据所述光伏发电机组的发电功率以及所述梯次利用电池模组的输出电量，控制所述第一调度开关S1、所述第二调度开关S2、所述第三调度开关S3、所述第四调度开关S4和所述第五调度开关S5的通断;
所述电力需求端控制模块能够根据所述用电网的需求功率，控制所述第六调度开关S6、所述第七调度开关S7和所述第八调度开关S8的通断。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明提供了一种多电压模式集成的锂电池储能系统，该锂电池储能系统中的电力供给端控制装置通过2个控制信号，即可实现调度开关S1~S5的3种互斥控制功能;电力需求端控制装置通过1个控制信号可实现调度开关S6~S8的3种互斥控制功能，通过多电压模式集成可以满足不同电压的用电需求，避免外接变压器产生的电力损耗，避免传统光伏储能系统发电功率过低时产生的“弃光”问题，提高能源的利用率。
[0008]2、本发明的梯次利用电池模组包括多个100/200V电压类型的退役锂电池组，既可以满足100/200/300/500V低压直流用电需求，又可以满足多样化换电需求。功率型锂电池模组由多个500V电压类型的功率型锂电池模组构成，可以向梯次利用电池模组和能量型锂电池模组充电。能量型锂电池模组由多个300V电压类型的能量型锂电池模组构成，可以满足300/600/1200/1500V中高压直流用电需求。
[0009]3、本实施例的梯次利用电池模组中的低压换电单元还可以充当储能模块向小功率单独用电单位和用电网供电，本发明通过多电压模式集成，可以满足不同电压的用电需求，避免了外接变压器产生的电力损耗，同时，使用不同类型储能电池，避免了传统光伏储能系统发电功率过低时产生的“弃光”问题，提高了能源的利用率。此外，多电压换电单元还可以起到储能模块作用，有效提高了退役电池利用率和实现了新能源发电的就地储存和消纳。
[0010]以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
[0011]图1是本发明实施例提供的一种多电压模式集成的锂电池储能系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种电力供给端控制模块的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种电力需求端控制模块的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种梯次利用电池模组的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种电力供给端控制模块的控制流程图;
图6是本发明实施例提供的一种电力需求端控制模块的控制流程图;
图7是本发明实施例提供的一种滞环控制图。
具体实施方式
[0012]为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种多电压模式集成的锂电池储能系统进行详细说明。
[0013]有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
[0014]应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0015]实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种多电压模式集成的锂电池储能系统的结构示意图。该多电压模式集成的锂电池储能系统包括光伏发电机组、电力供给端控制模块、第一调度开关S1、第二调度开关S2、第一DC/DC变换器、第三调度开关S3、第四调度开关S4、第五调度开关S5、梯次利用电池模组、功率型锂电池模组、能量型锂电池模组、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、第六调度开关S6、第七调度开关S7、第八调度开关S8、DC/AC变换器以及电力需求端控制模块。
[0016]具体地，本实施例的光伏发电机组是输出电压1500V的光伏发电机组，光伏发电机组的输出端连接电力供给端控制模块和第一DC/DC变换器，电力供给端控制模块还连接至梯次利用电池模组;第一调度开关S1连接在光伏发电机组与DC/AC变换器之间，第三调度开关S3连接在第一DC/DC变换器与梯次利用电池模组之间，第四调度开关S4连接在第一DC/DC变换器与功率型锂电池模组之间，第五调度开关S5连接在第一DC/DC变换器与能量型锂电池模组之间;第七调度开关S7与第二调度开关S2串联在功率型锂电池模组与DC/AC变换器之间;第六调度开关S6的第一端连接梯次利用电池模组，第二端连接在第七调度开关S7与第二调度开关S2之间;第八调度开关S8的第一端连接能量型锂电池模组，第二端连接在第七调度开关S7与第二调度开关S2之间。
[0017]第二DC/DC变换器连接在功率型锂电池模组与梯次利用电池模组之间，第三DC/DC变换器连接在功率型锂电池模组与能量型锂电池模组之间，DC/AC变换器还连接至用电网，电力需求端控制模块的第一端连接至用电网，第二端连接在第七调度开关S7与第二调度开关S2之间;电力供给端控制模块能够根据光伏发电机组的发电功率以及梯次利用电池模组的输出电量，控制第一调度开关S1、第二调度开关S2、第三调度开关S3、第四调度开关S4和第五调度开关S5的通断;电力需求端控制模块能够根据用电网的需求功率，控制第六调度开关S6、第七调度开关S7和第八调度开关S8的通断。
[0018]进一步地，请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种电力供给端控制模块的结构示意图。该电力供给端控制模块包括开关继电器J1、开关继电器J2、开关继电器J3、开关继电器J4、开关继电器J5、触点开关S21、触点开关S22、触点开关S41、触点开关S51、接地电阻R1和接地电阻R2。
[0019]开关继电器J1和开关继电器J2并联在电力供给端控制模块的第一输入端与接地端之间，电力供给端控制模块的第一输入端连接光伏发电机组的输出端以获取光伏发电机组的发电功率作为第一控制信号，触点开关S21与开关继电器J4串联在电力供给端控制模块的第一输入端与接地端之间，接地电阻R1连接至接地端与电力供给端控制模块的第一输入端之间;触点开关S22、触点开关S41、触点开关S51以及开关继电器J3串联在电力供给端控制模块的第二输入端与接地端之间，电力供给端控制模块的第二输入端连接梯次利用电池模组以梯次利用电池模组的输出电量作为获得第二控制信号。
[0020]接地电阻R2的第一端连接在触点开关S41与触点开关S51之间，接地电阻R2的第二端连接在接地端，开关继电器J5的第一端连接在触点开关S41与触点开关S51之间，开关继电器J5的第二端连接在接地端;开关继电器J1用于控制第一调度开关S1的通断，开关继电器J2用于控制第二调度开关S2、触点开关S21和触点开关S22的通断，开关继电器J3用于控制第三调度开关S3的通断，开关继电器J4用于控制第四调度开关S4和触点开关S41的通断，开关继电器J5用于控制第五调度开关S5和触点开关S51的通断。
[0021]进一步地，第二调度开关S2、触点开关S21、触点开关S22、触点开关S41和触点开关S51均为常闭开关;第一调度开关S1、第三调度开关S3、第四调度开关S4以及第五调度开关S5均为常开开关。
[0022]开关继电器J1和开关继电器J2在第一控制信号高于光伏发电机组的预定发电功率的上限值时触发;开关继电器J4在第一控制信号在预定发电功率的上限值与下限值之间时触发;开关继电器J3在第二控制信号低于梯次利用电池模组的预定输出电量的下限值时触发;开关继电器J5在第二控制信号高于梯次利用电池模组的预定输出电量的上限值时触发。
[0023]换句话说，当光伏发电机组的输出功率位于预定发电功率的上限值与下限值之间(第一控制信号为中电平)，开关继电器J4触发，当光伏发电机组输出的功率高于预定发电功率的上限值(第一控制信号为高电平)，则开关继电器J1和开关继电器J2触发，当梯次利用电池模组的输出电量低于预定输出电量的下限值 (第一控制信号为低电平)时开关继电器J3触发，当梯次利用电池模组的输出电量高于预定输出电量的上限值(第二控制信号为高电平)时开关继电器J5触发。
[0024]具体地，本实施例的电力供给端控制模块仅通过2个控制信号(第一控制信号和第二控制信号)即可实现5个调度开关(第一调度开关S1、第二调度开关S2、第一DC/DC变换器、第三调度开关S3、第四调度开关S4、第五调度开关S5)的3种工作模式;电力供给端控制模块通过弱电控制强电，其中，第一控制信号为1500V光伏发电机组的发电功率信号，第二控制信号为梯次利用电池模组的当前电量信号。
[0025]3种工作模式包括：
当第一控制信号为高电平时，开关继电器J1和开关继电器J2触发，开关继电器J1控制第一调度开关S1导通，开关继电器J2控制第二调度开关S2和相应的触点开关S21、触点开关S22断开。
[0026]当第一控制信号为中电平时，开关继电器J1和开关继电器J2未触发，开关继电器J1控制第一调度开关S1断开，开关继电器J2控制第二调度开关S2和相应的触点开关S21、触点开关S22导通;开关继电器J4触发，开关继电器J4控制第四调度开关S4导通，同时控制触点开关S41断开。
[0027]当第一控制信号为低电平时，开关继电器J1、开关继电器J2和开关继电器J4均未触发，开关继电器J4控制第四调度开关S4断开，同时控制触点开关S41闭合。此时，由于触点开关S22导通，因此第二控制信号接入电路，当第二控制信号为高电平时，开关继电器J5触发，开关继电器J5控制第五调度开关S5，同时控制触点开关S51断开，于是开关继电器J3断开电路，开关继电器J3控制调度开关S3断开。当第二控制信号为低电平时，开关继电器J5不能触发，开关继电器J5控制调度开关S5断开，同时控制触点开关S51闭合，于是开关继电器J3触发，开关继电器J3控制调度开关S3闭合。
[0028]请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种电力需求端控制模块的控制流程图。该电力需求端控制模块包括开关继电器J6、开关继电器J7、开关继电器J8、触点开关S71、触点开关S72、触点开关S81和接地电阻R3。电力需求端控制模块的输入端连接至用电网，以接收来自用电网的用电网需求功率信号作为第三控制信号，触点开关S71、触点开关S81和开关继电器J6串联在电力需求端控制模块的输入端与接地端之间。
[0029]开关继电器J7连接在电力需求端控制模块的输入端与接地端之间，接地电阻R3连接在电力需求端控制模块的输入端与接地端之间，触点开关S72和触点开关S72串联在电力需求端控制模块的输入端与接地端之间;开关继电器J6用于控制第六调度开关S6的通断，开关继电器J7用于控制第七调度开关S7、触点开关S71和触点开关S72的通断，开关继电器J8用于控制第八调度开关S8和触点开关S81的通断。
[0030]第六调度开关S6、第七调度开关S7和第八调度开关S8均为常开开关;触点开关S71、触点开关S72和触点开关S81均为常闭开关。
[0031]当第三控制信号高于预定的正常用电网需求功率的上限值时(第三控制信号为高电平)，第七调度开关S7触发，当第三控制信号处于预定的正常用电网需求功率的上限值与下限值之间时(第三控制信号为中电平)，第八调度开关S8触发，当第三控制信号低于预定的正常用电网需求功率的下限值时(第三控制信号为低电平)，第六调度开关S6触发。
[0032]换句话说，在当前的用电网需求功率高于预定的正常用电网需求功率上限值时，第七调度开关S7触发;在当前的用电网需求功率位于预定的正常用电网需求功率的上限值与下限值之间时，第八调度开关S8触发;在当前的用电网需求功率低于预定的正常用电网需求功率的下限值时，第六调度开关S6触发。
[0033]本实施例的电力需求端控制模块通过弱电控制强电，通过1个控制信号(第三控制信号)即可实现3个调度开关(第六调度开关S6、第七调度开关S7和第八调度开关S8)的3种工作模式。
[0034]该3种工作模式包括：
当第二调度开关S2导通，第三控制信号为高电平时，开关继电器J7触发，开关继电器J7控制调度开关S7闭合，同时控制触点开关S71和触点开关S72断开。于是开关继电器J6和开关继电器J8断开电路，调度开关S6和调度开关S8断开。
[0035]当第二调度开关S2导通，第三控制信号为中电平时，开关继电器J7未触发，调度开关S7断开，同时触点开关S71和S72闭合。于是开关继电器J8触发，开关继电器J8控制调度开关S8闭合，同时控制触点开关S81断开。于是关继电器J6断开电路，调度开关S6断开。
[0036]当第二调度开关S2导通，第三控制信号为低电平时，开关继电器J7和J8均未触发，调度开关S7和调度开关S8断开，同时触点开关S71、触点开关S72闭合以及触点开关S81闭合。于是开关继电器J6触发，开关继电器J6控制调度开关S6闭合。
[0037]请参见图4，本实施例的梯次利用电池模组包括低压换电单元和多个具有100V输出电压的锂电池组和多个具有200V输出电压的锂电池组，上述锂电池组均为退役锂电池组，低压换电单元为可拆卸的电池槽，锂电池组能够以拆卸的方式安装在低压换电单元上，即可以满足100/200/300/500V低压直流用电需求，又可以满足多样化换电需求。这些退役锂电池组可以重新组合成为1500V的电池模块，然后并联以增大梯次利用电池模组的容量。
[0038]低压换电单元相当于可替换电池槽，当需要换电时，可以将对应电压的换电模块例如200V锂电池待充电模块与其中的一个已经充满电的200V模块替换，此后将单独对新换的200V电池模块充电。如果换电模块为300V，可以采用已经充满电的200V和100V模块替换该模块进行换电，此后将对新换的300V电池模块充电。在换电用户长时间未拿走换电模块时，还可以充当储能模块，与其他锂电池组组成1500V锂电池储能模块，最终可向100V/200V/300V/500V小功率单独用电单位供电，或通过DC/AC变换器向用电网供电。
[0039]本实施例的能量型锂电池模组包括多个300V能量型锂电池，即可以满足300/600/1200/1500V直流用电需求，又可以向用电网供电。当能量型锂电池模组的当前电量较低时，功率型锂电池模组将会通过第三DC/DC变换器为能量型锂电池模组充电，以保证与能量型锂电池模组连接的300/600/1200/1500V中高功率单独用电单位的稳定运行。
[0040]进一步地，本实施例的功率型锂电池模组包括3个依次连接的500V功率型锂电池。
[0041]请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种电力供给端控制模块的控制流程图。本实施例的电力供给端控制模块的控制方法具体如下：
当1500V光伏发电机组的发电功率大于预定发电功率的上限值，此时第一控制信号为高电平，开关继电器J1和开关继电器J2触发，开关继电器J1控制第一调度开关S1导通，开关继电器J2控制第二调度开关S2和相应的触点开关S21、S22断开，光伏发电机组直接通过DC/AC变换器向用电网供电。
[0042]当1500V光伏发电机组的发电功率大于预定发电功率的下限值并小于上限值，此时第一控制信号为中电平，电力供给端控制模块控制第一调度开关S1断开、第四调度开关S4导通，第二调度开关S2导通、第三调度开关S3和第五调度开关S5断开，光伏发电机组通过第一DC/DC变换器向功率型锂电池模组充电。
[0043]当1500V光伏发电机组的发电功率小于预定发电功率的下限值并且梯次利用电池模组电量小于预定输出电量的下限值时，此时第一控制信号为低电平，电力供给端控制模块控制第一调度开关S1断开、第三调度开关S3导通，第二调度开关S2导通、第四调度开关S4和第五调度开关S5断开，光伏发电机组通过第一DC/DC变换器向梯次利用电池模组充电。
[0044]当1500V光伏发电机组的发电功率小于预定发电功率的下限值并且梯次利用电池模组电量大于预定输出电量的下限值时，此时电力供给端控制模块控制第一调度开关S1断开、第五调度开关S5导通，第二调度开关S2导通、第三调度开关S3和第四调度开关S4断开，光伏发电机组通过第一DC/DC变换器向能量型电池组充电。
[0045]请参见图6，图6是本发明实施例提供的一种电力需求端控制模块的控制流程图。本实施例的电力需求端控制模块的控制方法，具体如下：
当第二调度开关S2断开时，电力需求端控制模块控制第六调度开关S6、第七调度开关S7和第八调度开关S8均断开，各电池模组(梯次利用电池模组、功率型锂电池模组、能量型锂电池模组)不向用电网供电。
[0046]当第二调度开关S2导通，并且用电网需求功率大于预定的正常用电网需求功率的上限值，此时电力需求端控制模块控制第七调度开关S7导通，第六调度开关S6和第八调度开关S8关闭，功率型锂电池模组通过DC/AC变换器向用电网供电。
[0047]当第二调度开关S2导通，并且用电网需求功率大于预定的正常用电网需求功率的上限值且小于上限值，此时电力需求端控制模块控制第八调度开关S8导通，第六调度开关S6和第七调度开关S7关闭，能量型锂电池模组通过DC/AC变换器向用电网供电。
[0048]当第二调度开关S2导通，并且用电网需求功率小于预定的正常用电网需求功率的下限值，此时电力需求端控制模块控制第六调度开关S6导通第七调度开关S7和第八调度开关S8关闭，梯次利用电池模组通过DC/AC变换器向用电网供电。
[0049]进一步地，请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种滞环控制图。本实施例的光伏发电机组的发电功率的上限值和下限值以及用电网的需求功率的上限值和下限值均可以设计为1个5%的滞环区间，避免调度开关和DC-DC变换器在上限值、下限值附近区域频繁切换工作模式。
[0050]综上，本发明提供了一种多电压模式集成的锂电池储能系统，该锂电池储能系统中的电力供给端控制装置通过2个控制信号，即可实现调度开关S1~S5的3种互斥控制功能;电力需求端控制装置通过1个控制信号可实现调度开关S6~S8的3种互斥控制功能，通过多电压模式集成可以满足不同电压的用电需求，避免外接变压器产生的电力损耗，避免传统光伏储能系统发电功率过低时产生的“弃光”问题，提高能源的利用率。
[0051]本发明的梯次利用电池模组包括多个100/200V电压类型的退役锂电池组，既可以满足100/200/300/500V低压直流用电需求，又可以满足多样化换电需求。功率型锂电池模组由多个500V电压类型的功率型锂电池模组构成，可以向梯次利用电池模组和能量型锂电池模组充电。能量型锂电池模组由多个300V电压类型的能量型锂电池模组构成，可以满足300/600/1200/1500V中高压直流用电需求。
[0052]本实施例的梯次利用电池模组中的低压换电单元还可以充当储能模块向小功率单独用电单位和用电网供电，本发明通过多电压模式集成，可以满足不同电压的用电需求，避免了外接变压器产生的电力损耗，同时，使用不同类型储能电池，避免了传统光伏储能系统发电功率过低时产生的“弃光”问题，提高了能源的利用率。此外，多电压换电单元还可以起到储能模块作用，有效提高了退役电池利用率和实现了新能源发电的就地储存和消纳。
[0053]在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，本发明所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0054]另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
[0055]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
说明书附图(7)
声明：
“多电压模式集成的锂电池储能系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江苏万锂达智能科技有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
