本發(fā)明涉及儲能，尤其涉及一種戶用儲能系統(tǒng)及其充放電控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著可再生能源的大力推廣、鼓勵政策持續(xù)推行、戶用光伏系統(tǒng)裝機量持續(xù)提高，以及能源價格上漲、居民電價高和峰谷電價差異加大等因素，戶用儲能系統(tǒng)產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)迎來爆發(fā)；戶用儲能系統(tǒng)主要由儲能變流器管理系統(tǒng)、儲能電池系統(tǒng)以及其他電氣設(shè)備組成，其中，儲能變流器管理系統(tǒng)包含儲能變流器pcs(power?conversion?system)與能量管理系統(tǒng)ems(energy?storage?system)，儲能電池系統(tǒng)包含電池模組(電芯)與電池管理系統(tǒng)bms(battery?management?system)，電池模組通常使用鋰電池，由于鋰電池的低溫性能較差，而戶用儲能系統(tǒng)使用時的環(huán)境溫度范圍較寬，所以需要采用加熱裝置對電池模組進行加熱，保證其在適應(yīng)溫度范圍內(nèi)運行?，F(xiàn)有的戶用儲能系統(tǒng)的加熱裝置多為加熱膜、ptc加熱器、空調(diào)加熱等，加熱源多為外部供電或電池系統(tǒng)供電，電池系統(tǒng)供電消耗電池能量會導(dǎo)致儲能系統(tǒng)效率降低，外部供電時加熱源獨立于儲能系統(tǒng)，電芯加熱不夠靈活。因此，如何實現(xiàn)在低溫時對儲能電池系統(tǒng)中電芯進行加熱，該加熱源不來自系統(tǒng)外部且不來自電池系統(tǒng)，成為一個亟待解決的問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為cn114400388a的中國發(fā)明專利申請《一種儲能系統(tǒng)及其電池加熱方法》中，電池單元的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，控制相應(yīng)dc/dc變換電路，將電池單元的電能以預(yù)設(shè)頻率向直流母線進行放電，實現(xiàn)對電池單元自身加熱，該熱量由于來自于電池單元內(nèi)部，存在消耗電池能量進而導(dǎo)致儲能系統(tǒng)效率降低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何實現(xiàn)在低溫時對儲能電池系統(tǒng)中電芯進行加熱，該加熱源不來自系統(tǒng)外部且不來自電池系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種戶用儲能系統(tǒng)，包括電池系統(tǒng)、儲能變流器pcs，所述電池系統(tǒng)包括電池簇、加熱膜和電池管理系統(tǒng)bms，電池簇通過儲能變流器pcs連接到電網(wǎng)，儲能變流器pcs用于控制電池簇的充電和放電過程，加熱膜位于電池簇外圍并連接到儲能變流器pcs的直流側(cè)，電池管理系統(tǒng)bms與儲能變流器pcs通訊連接，用于管理和控制電池簇。

3、有益效果：本發(fā)明電池系統(tǒng)內(nèi)設(shè)加熱膜，加熱膜位于電池簇外圍并連接到儲能變流器pcs的直流側(cè)，當(dāng)儲能系統(tǒng)處于并網(wǎng)充電模式時，儲能變流器pcs能夠運行在svg模式下并接通加熱膜，實現(xiàn)在低溫時對儲能電池系統(tǒng)中電芯進行加熱，解決儲能系統(tǒng)低溫充電問題，該加熱源來自儲能變流器pcs直流側(cè)，不來自系統(tǒng)外部且不來自電池系統(tǒng)，從而提高戶用儲能系統(tǒng)加熱的靈活性、可靠性和工作效率。

4、優(yōu)選的，所述戶用儲能系統(tǒng)還包括繼電器km1-km4、繼電器km7、電容c、第一預(yù)充電路和第二預(yù)充電路，電池簇的一端連接到繼電器km1的一端，電池簇的另一端連接到繼電器km2的一端，繼電器km1的另一端連接到繼電器km3的一端、第一預(yù)充電路的一端，繼電器km3的另一端與第一預(yù)充電路的另一端相連后連接到儲能變流器pcs直流側(cè)的一端、電容c的一端，繼電器km2的另一端連接到繼電器km4的一端、第二預(yù)充電路的一端，繼電器km4的另一端與第二預(yù)充電路的另一端相連后連接到儲能變流器pcs直流側(cè)的另一端、電容c的另一端，加熱膜的一端連接到繼電器km7的一端，繼電器km7的另一端連接到繼電器km1的另一端，加熱膜的另一端連接到繼電器km2的一端，儲能變流器pcs的交流側(cè)連接到電網(wǎng)。

5、有益效果：通過設(shè)置預(yù)充電路，當(dāng)儲能變流器pcs檢測到電池側(cè)電壓在儲能變流器pcs啟動電壓范圍內(nèi)后預(yù)充電路閉合，先對儲能變流器pcs母線進行預(yù)充，能夠保證電池系統(tǒng)輸出側(cè)電壓與儲能變流器pcs直流側(cè)電壓之間壓差處于安全范圍。

6、優(yōu)選的，所述第一預(yù)充電路包括電阻r1、繼電器km5，電阻r1與繼電器km5串聯(lián)后并聯(lián)在繼電器km3的兩端，第二預(yù)充電路包括電阻r2、繼電器km6，電阻r2和繼電器km6串聯(lián)后并聯(lián)在繼電器km4的兩端。

7、優(yōu)選的，所述戶用儲能系統(tǒng)還包括熔斷器fuse1、熔斷器fuse2、斷路器qf1，電池簇的一端通過熔斷器fuse1連接到繼電器km1的一端，電池簇的另一端通過熔斷器fuse2連接到繼電器km2的一端，儲能變流器pcs的交流側(cè)通過斷路器qf1連接到電網(wǎng)。

8、優(yōu)選的，所述電池管理系統(tǒng)bms與儲能變流器pcs通過can或rs485通訊連接。

9、本發(fā)明還提供一種戶用儲能系統(tǒng)的充放電控制方法，基于所述的戶用儲能系統(tǒng)，所述方法包括：儲能系統(tǒng)運行模式為并網(wǎng)充電模式時，電池管理系統(tǒng)bms判斷當(dāng)前電芯最低溫度t1是否小于等于電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0，若是，電池管理系統(tǒng)bms向儲能變流器pcs發(fā)送加熱請求，儲能變流器pcs進入svg運行模式，儲能變流器pcs的直流側(cè)接通加熱膜對電池簇加熱，加熱過程中，電池管理系統(tǒng)bms循環(huán)檢測當(dāng)前電芯最低溫度t1，若當(dāng)前電芯最低溫度t1≥電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt3，δt3為回差溫度，停止加熱，延遲設(shè)定時間后接通電池簇，儲能系統(tǒng)處于并網(wǎng)充電模式，電池管理系統(tǒng)bms循環(huán)檢測當(dāng)前電芯最低溫度t1，當(dāng)檢測到當(dāng)前電芯最低溫度t1有降低趨勢，儲能變流器pcs的直流側(cè)接通加熱膜對電池簇加熱；若否，儲能系統(tǒng)按照下發(fā)的運行模式及功率運行。

10、有益效果：本發(fā)明電池管理系統(tǒng)bms判斷儲能系統(tǒng)運行模式是否為并網(wǎng)充電模式，當(dāng)且僅當(dāng)儲能系統(tǒng)運行模式為并網(wǎng)充電模式時，電池管理系統(tǒng)bms進一步讀取電池簇中當(dāng)前電芯最低溫度t1，并決定是否需要電池簇進行加熱，相較于不區(qū)分儲能系統(tǒng)運行模式直接對電池加熱的方式，本發(fā)明根據(jù)儲能系統(tǒng)運行模式，能夠降低頻繁加熱造成的運行風(fēng)險和成本，保證對電芯加熱的安全性。

11、優(yōu)選的，儲能變流器pcs進入svg運行模式時，電池管理系統(tǒng)bms控制繼電器km1斷開，繼電器km2和繼電器km7閉合，儲能變流器pcs接收到電池管理系統(tǒng)bms的加熱請求后，儲能變流器pcs控制繼電器km3和繼電器km4閉合，并按照電池管理系統(tǒng)bms請求的電壓和功率對加熱膜進行加熱。

12、有益效果：在剛開始加熱時，電池簇并未接通，儲能變流器pcs處于svg運行模式，此時儲能變流器pcs的直流側(cè)接通加熱膜對電池簇加熱，通過將電池系統(tǒng)與加熱電路電氣隔離，保證電池系統(tǒng)的安全。

13、優(yōu)選的，當(dāng)前電芯最低溫度t1≥電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt3時，電池管理系統(tǒng)bms向儲能變流器pcs發(fā)送停止加熱請求，電池管理系統(tǒng)bms控制繼電器km2和繼電器km7斷開，儲能變流器pcs接收到電池管理系統(tǒng)bms的停止加熱請求后關(guān)機，并控制繼電器km3和繼電器km4斷開，延遲設(shè)定時間后，電池管理系統(tǒng)bms控制繼電器km1和繼電器km2閉合，當(dāng)儲能變流器pcs檢測到電池側(cè)電壓在儲能變流器pcs啟動電壓范圍內(nèi)后控制繼電器km5和繼電器km6閉合，對儲能變流器pcs母線進行預(yù)充，預(yù)充結(jié)束后，儲能變流器pcs控制繼電器km3和繼電器km4閉合，并控制繼電器km5和繼電器km6斷開，此時儲能系統(tǒng)按照上位機下發(fā)的充電功率運行。

14、有益效果：當(dāng)儲能變流器pcs檢測到電池側(cè)電壓在儲能變流器pcs啟動電壓范圍內(nèi)后繼電器km5和繼電器km6閉合，先對儲能變流器pcs母線進行預(yù)充，保證電池系統(tǒng)輸出側(cè)電壓與儲能變流器pcs直流側(cè)電壓之間壓差處于安全范圍。

15、優(yōu)選的，儲能系統(tǒng)處于并網(wǎng)充電模式中，電池管理系統(tǒng)bms循環(huán)檢測當(dāng)前電芯最低溫度t1，并判斷當(dāng)前電芯最低溫度t1是否大于電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt4，δt4為回差溫度，且δt4小于δt3，若否，電池管理系統(tǒng)bms向儲能變流器pcs發(fā)送加熱請求，儲能變流器pcs調(diào)整輸出功率，儲能變流器pcs的直流側(cè)接通加熱膜對電池簇加熱，直到當(dāng)前電芯最低溫度t1≥電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt3，停止加熱，若是，儲能系統(tǒng)按照原充電功率運行。

16、有益效果：儲能系統(tǒng)處于并網(wǎng)充電模式中，電池管理系統(tǒng)bms循環(huán)檢測當(dāng)前電芯最低溫度t1，當(dāng)檢測到電芯溫度有降低趨勢時，通過調(diào)整儲能變流器pcs輸出功率以滿足儲能系統(tǒng)的正常工作。

17、優(yōu)選的，當(dāng)前電芯最低溫度t1≤電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt4時，電池管理系統(tǒng)bms控制繼電器km7閉合，并向儲能變流器pcs發(fā)送加熱請求，并附帶加熱功率，儲能變流器pcs接收到加熱請求后，調(diào)整輸出功率p總，直到當(dāng)前電芯最低溫度t1≥電芯最低加熱溫度設(shè)定值t0+δt3，電池管理系統(tǒng)bms向儲能變流器pcs發(fā)送停止加熱請求，并控制繼電器km7斷開，儲能變流器pcs接收到電池管理系統(tǒng)bms的停止加熱請求后，調(diào)整輸出功率，此時儲能變流器pcs的輸出功率為上位機下發(fā)的功率。