[发明专利]一种级联式多功能离并网储能系统及其控制方法

权利要求书

1.一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，包括主控制柜、功率柜、滤波柜和电池柜；所述主控制柜与功率柜分别通过动力电缆和422总线双向连接，所述功率柜通过动力电缆依次连接滤波柜和电池柜，所述功率柜通过CAN总线连接电池柜；

所述主控制柜包括主控制箱、第一电压传感器(1-2)、第一断路器(1-3)、第二电压传感器(1-4)、接触器(1-5)、并网电抗器(1-6)、熔断器(1-7)、电流传感器(1-8)、第二断路器(1-9)、并离网切换电路(1-10)、滤波电容(1-11)和开关电源；所述第一电压传感器(1-2)依次连接第一断路器(1-3)、第二电压传感器(1-4)、接触器(1-5)、并网电抗器(1-6)、熔断器(1-7)和电流传感器(1-8)，所述并网电抗器(1-6)和接触器(1-5)之间连接滤波电容(1-11)，所述第二电压传感器(1-4)和第一断路器(1-3)之间依次连接第二断路器(1-9)和并离网切换电路(1-10)，所述主控制箱分别连接电流传感器(1-8)、滤波电容(1-11)、第一电压传感器(1-2)和第二电压传感器(1-4)，所述开关电源分别连接第一电压传感器(1-2)、第二电压传感器(1-4)和电流传感器(1-8)。

2.根据权利要求1所述一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，所述主控制箱包括背板总线板卡、主控制板卡、光纤接收通讯板卡、光纤发送通讯板卡、IO板卡和电源板卡；所述主控制板卡、光纤接收通讯板卡、光纤发送通讯板卡、IO板卡和电源板卡分别插在背板总线板卡的插槽内，所述IO板包括FPGA，所述主控制板卡包括CPU，所述FPGA分别连接电流传感器(1-8)、滤波电容(1-11)、第一电压传感器(1-2)和第二电压传感器(1-4)，所述电源板卡连接电池柜。

3.根据权利要求2所述一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，所述功率柜包括若干功率箱；所述若干功率箱按照级联的方式分成三组，每组功率箱依次串联，所述三组功率箱的一端分别为U相、V相和W相，所述三组功率箱的另一端分别连接到N相，所述U相、V相和W相分别连接所述主控制柜的A点处，所述功率箱包括若干金氧半场效晶体管。

4.根据权利要求3所述一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，所述滤波柜包括若干滤波模块，所述若干滤波模块互不连接，所述滤波模块包括MOS管T_Buck、MOS管T_Boost、电感L、电容、CDC_P+接口、DC_P-接口、DC_B+接口和DC_B-接口；所述DC_B+接口依次连接MOS管T_Buck、MOS管T_Boost和DC_B-接口，所述DC_B-接口分别连接电容C和DC_P-接口，所述电容C分别连接电感L的一端和DC_P+接口，所述电感L另一端连接在MOS管T_Buck和MOS管T_Boost之间，所述DC_P+接口、DC_P-接口、DC_B+接口和DC_B-接口通过动力电缆与功率箱DC+接口和DC接口连接。

5.根据权利要求4所述一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，所述电池柜包括若干电池箱；所述若干电池箱之间互不连接，所述电池箱通过DC+接口、DC-接口和CAN总线分别与所述DC_B+接口、DC_B-接口和功率箱的CAN总线接口连接，所述电池箱包括电池阵列和BMS；所述电池阵列包括若干电池，所述电池并联再串联，单体电池电压范围2.7～3.4V，2～5节电池并联，串联级数为16～20节，BMS使用CAN 2.0A通讯协议，与功率箱的CAN总线通讯。

6.根据权利要求5所述一种级联式多功能离并网储能系统，其特征在于，所述并离网切换电路包括8个开关电路模块和负载，所述负载一端连接两个开关电路模块，其中一个开关电路连接功率柜的N相，另一个开关电路模块连接电网N相，所述负载另一端连接6个开关电路模块，所述其中三个开关电路分别与功率柜的U相、V相和W相连接，所述另外三个开关电路连接电网的U相、V相和W相，所述开关电路模块包括两个mosfet反并联。

7.一种基于权利要求1-6任意所述一种级联式多功能离并网储能系统实现的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、在并网点P接入电网；

步骤b、电能经过电流传感器(1-8)、滤波电容(1-11)、第一电压传感器(1-2)和第二电压传感器(1-4)，主控制箱实时采集电流值和电压值判断电网是否正常，当电网正常时执行步骤c，当电网异常时，执行步骤d；

步骤c、第一断路器和第二断路器均吸合，电能依次通过功率柜和滤波柜进行充电或者放电；

步骤d、第一断路器断开，切换至离网状态，在电池柜电量允许的情况下，经过第二断路器向用电设备连接点提供380V\220V，50Hz电源，如果电池电量低于限定数值，则向用户或上级系统发出电池电量低、电网断开的报警信息，在用户用电设备无需用电时，第二断路器断开，实现用电设备从系统的切除。