[发明专利]以光伏为中心的直流耦合离网型储能微电网控制装置

权利要求书

1.以光伏为中心的直流耦合离网型储能微电网控制装置，所述直流耦合离网型储能微电网包括：光伏阵列、直流母线、交流母线、由多组电池簇构成的电池系统，每组电池簇均包含多个电池箱，至少一个与交流母线相连接的应急备用发电机组，以及负载；其特征在于，所述控制装置包括：连接光伏阵列与直流母线的DC-DC转换器、电池系统管理单元、连接直流母线和交流母线的DC-AC转换器、多个直流侧开关、多个交流侧开关、可编程逻辑控制器,以及至少一个数据服务器，其中，

所述DC-DC转换器与直流母线之间通过一个直流侧开关相连接；所述直流侧开关集成有电压、电流信号测量仪器，以及受控单元；所述电压、电流信号测量仪器与所述可编程逻辑控制器相连接，用于获取直流母线的实时电压和实时电流并发送至可编程逻辑控制器；

每组电池簇各自通过一个独立的直流侧开关连接至直流母线，并且每组电池簇均设置有独立的电池簇管理系统；

每个电池箱均设置有独立的电池箱管理系统；所有电池箱管理系统与对应的电池簇管理系统相连接；每个电池簇管理系统均连接至所述电池系统管理单元；所述电池系统管理单元用于获取电池系统数据、电池现场数据和每个电池箱的实时数据，所述实时数据至少包括电池箱的电量、电流值、电流方向、电压值和温度；

所述DC-AC转换器与直流母线之间通过一个直流侧开关相连接；所述DC-AC转换器与交流母线之间通过一个交流侧开关相连接；所述交流侧开关集成有电压、电流信号测量仪器，以及受控单元；所述电压、电流信号测量仪器与所述可编程逻辑控制器相连接，用于获取交流母线的实时电压和实时电流并发送至可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器分别与所有直流侧开关的受控单元、交流侧开关的受控单元、DC-DC转换器、DC-AC转换器、电池系统管理单元和应急备用发电机组相连接；所述可编程逻辑控制器包括通用模块、开关模块和报警模块，其中，所述通用模块包括电池寿命优化单元，所述电池寿命优化单元与电池系统管理单元相连接，用于根据获取的电池系统数据预估电池系统的预估循环寿命，以及，根据获取的电池现场数据计算剩余循环寿命；电池寿命优化单元还用于在比较预估循环寿命和剩余循环寿命之后，生成电池寿命优化信息；

所述数据服务器与可编程逻辑控制器相连接，用于保存可编程逻辑控制器接收的数据和生成的数据。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，其中，所述通用模块还包括电池状态监测单元、DC-DC转换器单元、DC-AC转换器单元、实时传感单元、发电机组单元和数据服务器单元；其中，

所述电池状态监测单元分别与所述电池系统管理单元、直流侧开关的电压、电流信号测量仪器，以及，交流侧开关的电压、电流信号测量仪器相连接，用于监测电池系统中每一个电池箱的状态，所述电池箱的状态包括：电池怠速状态、电池充电状态、电池放电状态和电池故障状态；

DC-DC转换器单元，所述DC-DC转换器单元分别与所述开关模块、DC-DC转换器、电池系统管理单元和数据服务器单元相连接，用于根据最大功率点追踪算法MPPT和斜坡率控制方法控制DC-DC转换器，以及，向开关模块发送控制信号；

DC-AC转换器单元，所述DC-AC转换器单元分别与所述开关模块、DC-AC转换器、电池状态监测单元、电池系统管理单元以及发电机组单元相连接，用于根据电池箱的状态控制DC-AC转换器，以及，向开关模块发送控制信号；

实时传感单元，所述实时传感单元分别与每一个直流侧开关及交流侧开关上集成的电压、电流信号测量仪器相连接，用于获取并存储直流电压、直流电流、交流相电压、交流相电流和交流相频率；

发电机组单元，与应急备用发电机相连接，用于监测应急备用发电机的参数，以及，向应急备用发电机的控制器发送启停信号；

数据服务器单元，分别与电池状态监测单元和实时传感单元相连接，用于获取并存储电池箱的状态、直流电压、直流电流、交流相电压、交流相电流和交流相频率，以及，存储包括斜率和日照强度在内的历史数据。