專利名稱：儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)以上實(shí)施例的方面涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境破壞、資源損耗等等成為嚴(yán)重的問(wèn)題，因此對(duì)能夠儲(chǔ)能并有效利用所存儲(chǔ)的能量的系統(tǒng)的興趣已增加。另外，對(duì)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中不產(chǎn)生污染或產(chǎn)生較小污染的可再生能量的興趣也已增大。已研究并開(kāi)發(fā)了將現(xiàn)有電網(wǎng)(grid)、可再生能源以及存儲(chǔ)電能的電池系統(tǒng)互聯(lián)的儲(chǔ)能系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)當(dāng)今的環(huán)境改變。儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)可再生能源、電池系統(tǒng)、電網(wǎng)和負(fù)載的條件具有各種操作模式，以便操作模式之間的過(guò)渡可穩(wěn)定地執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)以上實(shí)施例致力于一種能夠穩(wěn)定地改變操作模式的儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)以上實(shí)施例，可以減少儲(chǔ)能系統(tǒng)的頻繁操作模式改變，并且可以提高電池和轉(zhuǎn)換器的壽命。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括電池；逆變器，用于從外部電源接收第一電能(power)并產(chǎn)生第二電能；以及轉(zhuǎn)換器，連接在所述電池與所述外部電源和所述逆變器兩者之間。所述轉(zhuǎn)換器被配置為進(jìn)入介于用于對(duì)所述電池充電的充電模式與用于對(duì)所述電池放電的放電模式之間的斷(off)模式。所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值與所述第二電能的值之差改變極性時(shí)在設(shè)置時(shí)段進(jìn)入所述斷模式。在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述設(shè)置時(shí)段保持在所述斷模式下而不考慮所述第一電能的值與所述第二電能的值之差的變化。所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述設(shè)置時(shí)段過(guò)去之后，根據(jù)所述第一電能的值與所述第二電能的值之差在所述放電模式或所述充電模式下操作。所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值大于所述第二電能的值時(shí)在所述充電模式下操作以對(duì)所述電池充電，并且被配置為在所述第一電能的值小于所述第二電能的值時(shí)在所述放電模式下操作以對(duì)所述電池放電。所述第二電能可以根據(jù)連接到所述逆變器的負(fù)載所消耗的電能的量而變化。所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值介于第一閾值與比所述第一閾值低的第二閾值之間時(shí)進(jìn)入所述斷模式。所述第二電能的值可以介于所述第一閾值與所述第二閾值之間。
所述第一閾值和所述第二閾值可以與所述第二電能的值改變相同的量。在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值的變化介于所述第一閾值與所述第二閾值之間時(shí)保持在所述斷模式下。在所述轉(zhuǎn)換器在斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值位于所述第一閾值之上或位于所述第二閾值之下時(shí)退出所述斷模式。在所述轉(zhuǎn)換器退出所述斷模式之后，所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為根據(jù)所述第一電能的值以及所述第一閾值和所述第二閾值在所述放電模式或所述充電模式下操作。所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值大于所述第一閾值時(shí)在所述充電模式下操作以對(duì)所述電池充電，并且被配置為在所述第一電能的值小于所述第二閾值時(shí)在所述放電模式下操作以對(duì)所述電池放電。所述第一閾值或所述第二閾值中的至少一個(gè)可以介于上滯后值與下滯后值之間， 并且所述轉(zhuǎn)換器可以被配置為在所述第一電能的值的變化介于所述上滯后值與所述下滯后值之間時(shí)保持在所述斷模式下。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括連接在電池與外部電源和逆變器兩者之間的轉(zhuǎn)換器。所述方法包括由所述逆變器將來(lái)自所述外部電源的第一電能轉(zhuǎn)換成第二電能；并且操作所述轉(zhuǎn)換器以進(jìn)入介于用于對(duì)所述電池充電的充電模式與用于對(duì)所述電池放電的放電模式之間的斷模式。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述第一電能的值小于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池放電，并且在所述第一電能的值大于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池充電；并且在所述第一電能的值與所述第二電能的值之差改變極性時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以在設(shè)置時(shí)段進(jìn)入所述斷模式。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下而不考慮所述第一電能的值與所述第二電能的值之差的變化。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述設(shè)置時(shí)段過(guò)去之后，根據(jù)所述第一電能的值與所述第二電能的值之差使所述轉(zhuǎn)換器在所述放電模式或所述充電模式下操作。所述第二電能可以根據(jù)由連接到所述逆變器的負(fù)載所消耗的電能的量而變化。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述第一電能的值小于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池放電，并且在所述第一電能的值大于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池充電；并且在所述第一電能的值介于第一閾值與比所述第一閾值低的第二閾值之間時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以進(jìn)入所述斷模式。所述第一閾值和所述第二閾值可以與所述第二電能的值改變相同的量。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，在所述第一電能的值的變化介于所述第一閾值與所述第二閾值之間時(shí)使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，在所述第一電能的值位于所述第一閾值之上時(shí)或者在所述第一電能的值位于所述第二閾值之下時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以退出所述斷模式。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器退出所述斷模式之后，根據(jù)所述第一電能的值以及所述第一閾值和所述第二閾值使所述轉(zhuǎn)換器在所述放電模式或所述充電模式下操作。
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所述第一閾值或所述第二閾值中的至少一個(gè)可以介于上滯后值與下滯后值之間， 并且所述方法可以進(jìn)一步包括在所述第一電能的值的變化介于所述上滯后值與所述下滯后值之間時(shí)使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)的操作模式的框圖；圖3和圖4為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的操作模式的曲線圖；圖5A-5C、6A-6B、7A-7C、8A-8B、9A-9C至圖10A-10C為示出圖2的操作模式的模擬結(jié)果的視圖；圖11至圖14為示出根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的圖2的操作模式的曲線圖；圖15為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)的操作模式的框圖；以及圖16至圖18為示出根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的圖15的操作模式的曲線圖。
具體實(shí)施例方式雖然本發(fā)明的示例性實(shí)施例能夠具有各種修改和可替代的形式，但本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中通過(guò)示例的方式示出，并且在這里將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)當(dāng)明白，并不存在將示例性實(shí)施例限制為所公開(kāi)的形式的意圖，而是相反地，示例性實(shí)施例將涵蓋落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代方式。下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在附圖中，相同的或?qū)?yīng)的附圖標(biāo)記表示相同的元件，因此將省略它們的描述。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。參見(jiàn)圖1，儲(chǔ)能系統(tǒng)1連接到發(fā)電系統(tǒng)2和電網(wǎng)3以向負(fù)載4供電。發(fā)電系統(tǒng)2利用能源產(chǎn)生電能。發(fā)電系統(tǒng)2向儲(chǔ)能系統(tǒng)1供應(yīng)所產(chǎn)生的電能。發(fā)電系統(tǒng)2可以是光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、潮汐發(fā)電系統(tǒng)等等。然而，這是示例性實(shí)施例，因而發(fā)電系統(tǒng)2不限于以上所提及的類型。發(fā)電系統(tǒng)2可以包括利用諸如太陽(yáng)熱、地?zé)岬鹊戎惖目稍偕芰慨a(chǎn)生電能的所有合適類型的發(fā)電系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，由于太陽(yáng)能電池利用陽(yáng)光產(chǎn)生電能，并且容易安裝在家庭、工廠等等中，因此太陽(yáng)能電池適合應(yīng)用于分布在家庭、工廠等等中的儲(chǔ)能系統(tǒng)1。發(fā)電系統(tǒng)2可以包括平行排列的多個(gè)發(fā)電模塊，并且通過(guò)這些發(fā)電模塊中的每個(gè)模塊發(fā)電以構(gòu)成大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。這里，電網(wǎng)3為發(fā)電廠、變電站、電力線等等的上位概念。如果電網(wǎng)3處于正常狀態(tài)，則電網(wǎng)3向儲(chǔ)能系統(tǒng)1供電以向負(fù)載4和/或電池30供電，并且電網(wǎng)3由儲(chǔ)能系統(tǒng)1 供電。如果電網(wǎng)3處于異常狀態(tài)，則電網(wǎng)3停止向儲(chǔ)能系統(tǒng)1供電，并且停止由儲(chǔ)能系統(tǒng)1
{共 ο負(fù)載4消耗由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能、存儲(chǔ)在電池30中的電能或者從電網(wǎng)3供應(yīng)的電能。家庭或工廠中的電氣/電子設(shè)備等等可以是負(fù)載4的示例。儲(chǔ)能系統(tǒng)1將由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)在電池30中，并且向電網(wǎng)3供應(yīng)所產(chǎn)生的電能。儲(chǔ)能系統(tǒng)1向電網(wǎng)3供應(yīng)存儲(chǔ)在電池30中的電能或者將由電網(wǎng)3供應(yīng)的電能存儲(chǔ)在電池30中。如果電網(wǎng)3處于異常狀態(tài)，例如發(fā)生電力故障，則儲(chǔ)能系統(tǒng)1執(zhí)行不間斷電源(UPS)操作以向負(fù)載4供電。即使電網(wǎng)3處于正常狀態(tài)，儲(chǔ)能系統(tǒng)1也可以向負(fù)載 4供應(yīng)由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能或者供應(yīng)存儲(chǔ)在電池30中的電能。儲(chǔ)能系統(tǒng)1包括控制電能轉(zhuǎn)換的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS) 10、電池管理系統(tǒng)(BMS)20、 電池30、第一開(kāi)關(guān)40和第二開(kāi)關(guān)50。PCS 10將發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3和電池30的電能轉(zhuǎn)換成合適的電能，并且向需要電能的地方(例如，負(fù)載4)供電。PCS 10包括第一轉(zhuǎn)換器11、直流(DC)鏈接單元12、逆變器 (inverter) 13、轉(zhuǎn)換器(converter) 14 和集成控制器 15。電能轉(zhuǎn)換器11為連接在發(fā)電系統(tǒng)2與DC鏈接單元12 (例如，DC鏈接器)之間的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備。電能轉(zhuǎn)換器11向DC鏈接單元12傳輸由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能。這里，電能轉(zhuǎn)換器11將電源電壓轉(zhuǎn)換成DC鏈接電壓。電能轉(zhuǎn)換器11根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2的類型可以為諸如轉(zhuǎn)換器、整流器電路等等之類的電能轉(zhuǎn)換電路。如果由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能為直流(DC)類型，則電能轉(zhuǎn)換器11可以為將DC電壓轉(zhuǎn)換成DC鏈接電壓的轉(zhuǎn)換器。如果由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能為交流(AC)類型， 則電能轉(zhuǎn)換器11可以為將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC鏈接電壓的整流器電路。如果發(fā)電系統(tǒng)2為光伏發(fā)電系統(tǒng)，則電路轉(zhuǎn)換器11可以包括最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)轉(zhuǎn)換器，該MPPT轉(zhuǎn)換器根據(jù)日射、溫度等等的改變控制MPTT以最大化由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2不發(fā)電時(shí)，電能轉(zhuǎn)換器11停止其操作，使得轉(zhuǎn)換器、整流器電路等等消耗最小量的電能。DC鏈接電壓的電平由于發(fā)電系統(tǒng)2或電網(wǎng)3中的瞬間電壓降、負(fù)載4中出現(xiàn)峰值負(fù)載等等而可能不穩(wěn)定。然而，為了轉(zhuǎn)換器14和逆變器13的正常操作應(yīng)使DC鏈接電壓穩(wěn)定。DC鏈接單元12連接在電能轉(zhuǎn)換器11與逆變器13之間以將DC鏈接電壓保持在穩(wěn)定的 (例如，均勻的)電壓下。大規(guī)模存儲(chǔ)電容器等等可以用作DC鏈接單元12。逆變器13為連接在DC鏈接單元12與第一開(kāi)關(guān)40之間的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備。逆變器 13可以包括在放電模式下將從發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池30輸出的DC鏈接電壓轉(zhuǎn)換成電網(wǎng) 3的AC電壓并輸出該AC電壓的逆變器。這里，逆變器13可以被設(shè)置為輸出均勻或基本上均勻量的電能。從逆變器13輸出的電能的量可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)換器14的操作而被均勻地保持，這將在后面更詳細(xì)地描述。逆變器13可以包括在充電模式下整流電網(wǎng)3的AC電壓、將 AC電壓轉(zhuǎn)換成DC鏈接電壓并輸出DC鏈接電壓以將電網(wǎng)3的電能存儲(chǔ)在電池30中的整流器電路。該逆變器可以是雙向逆變器或者可以包括多個(gè)逆變電路。逆變器13可以進(jìn)一步包括從輸出到電網(wǎng)3的AC電壓中去除諧波的濾波器。逆變器13可以進(jìn)一步包括使從逆變器13輸出的AC電壓的相位與電網(wǎng)3的AC電壓的相位同步以抑制無(wú)功功率產(chǎn)生的鎖相環(huán)(PLL)。逆變器13執(zhí)行諸如電壓變化范圍限制功能、功率因數(shù)提高功能、DC分量去除功能、瞬變現(xiàn)象保護(hù)功能等等之類的功能。當(dāng)不使用逆變器13時(shí)， 逆變器13可以停止其操作以降低功耗。轉(zhuǎn)換器14為連接在DC鏈接單元12與電池30之間的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備。轉(zhuǎn)換器14 包括在放電模式下將存儲(chǔ)在電池30中的電能的電壓轉(zhuǎn)換成逆變器13所需的電壓電平(即轉(zhuǎn)換成DC鏈接電壓)的轉(zhuǎn)換器。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14對(duì)電能執(zhí)行DC-DC轉(zhuǎn)換，并且輸出DC 鏈接電壓。轉(zhuǎn)換器14包括在充電模式下將從電能轉(zhuǎn)換器11輸出的電能的電壓或從逆變器 13輸出的電能的電壓轉(zhuǎn)換成電池30所需的電壓電平(即轉(zhuǎn)換成充電電壓)的轉(zhuǎn)換器。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14對(duì)電能執(zhí)行DC-DC轉(zhuǎn)換，并且輸出充電電壓。如果不執(zhí)行電池30的充電或放電，則轉(zhuǎn)換器14停止其操作以降低功耗。該轉(zhuǎn)換器可以為雙向轉(zhuǎn)換器或者可以包括多個(gè)轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換器14根據(jù)由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量、由負(fù)載4消耗的電能的量、由電網(wǎng)3 供應(yīng)的電能的量或者傳遞至電網(wǎng)3的電能的量，在充電模式與放電模式之間改變其操作模式。下面將參照?qǐng)D2至圖18描述轉(zhuǎn)換器14的詳細(xì)的模式改變操作。集成控制器15監(jiān)控發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3、電池30和負(fù)載4的狀態(tài)，并且根據(jù)監(jiān)控結(jié)果控制電能轉(zhuǎn)換器11、逆變器13、轉(zhuǎn)換器14、BMS 20、第一開(kāi)關(guān)40和第二開(kāi)關(guān)50的操作。 集成控制器15監(jiān)控電網(wǎng)3中是否發(fā)生電力故障、發(fā)電系統(tǒng)2是否已產(chǎn)生電能、在確定發(fā)電系統(tǒng)2已產(chǎn)生電能的情況下所產(chǎn)生的電能的量、BMS 20的充電狀態(tài)、由負(fù)載4消耗的電能的量、時(shí)間等等。當(dāng)電網(wǎng)3中發(fā)生電力故障或者供應(yīng)給負(fù)載4的電能不足時(shí)，集成控制器15 確定包括在負(fù)載4中的功耗設(shè)備的優(yōu)選級(jí)，并且控制負(fù)載4以向具有最高優(yōu)選級(jí)的功耗設(shè)備供電。BMS 20連接到電池30，并且在集成控制器15的控制下控制電池30的充電和放電操作。BMS 20執(zhí)行過(guò)充電保護(hù)功能、過(guò)放電保護(hù)功能、過(guò)電流保護(hù)功能、過(guò)電壓保護(hù)功能、過(guò)熱保護(hù)功能、單電池平衡功能等等。為此，BMS 20監(jiān)控電池30的電壓、電流、溫度、電能的殘余量、壽命、充電狀態(tài)等等，并且將監(jiān)控結(jié)果傳輸給集成控制器15。電池30被供應(yīng)由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能或者電網(wǎng)3的電能、存儲(chǔ)電能并且將所存儲(chǔ)的電能供應(yīng)給負(fù)載4或電網(wǎng)3。電池30可以包括至少一個(gè)以上串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電池架作為子單元。每個(gè)電池架可以包括至少一個(gè)以上串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電池座作為子單元。這些電池座中的每一個(gè)可以包括多個(gè)電池單元。電池30可以被實(shí)現(xiàn)為各種類型的電池單元，例如鋰-鎘電池、鉛蓄電池、鎳金屬氫化物(NiMH)電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等等。電池30的電池架的數(shù)目根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)1所需的功率容量、設(shè)計(jì)條件等等來(lái)確定。例如，如果負(fù)載4的功耗大，則電池30可以被構(gòu)建為包括多個(gè)電池架。如果負(fù)載4的功耗小，則電池30可以被構(gòu)建為包括一個(gè)電池架。如果電池30由多層形成，則BMS 20可以包括關(guān)于這些層分別且獨(dú)立安裝的多個(gè) BMS0例如，如果電池30按照以上所描述的電池單元級(jí)、電池座級(jí)、電池架級(jí)和電池級(jí)的順序形成，則BMS 20可以包括分別控制多個(gè)電池座的多個(gè)座BMS、分別控制多個(gè)座BMS的多個(gè)架BMS以及控制多個(gè)架BMS的系統(tǒng)BMS或主BMS。第一開(kāi)關(guān)40和第二開(kāi)關(guān)50串聯(lián)連接在逆變器13與電網(wǎng)3之間，并且在集成控制器15的控制下執(zhí)行通/斷操作以控制發(fā)電系統(tǒng)2與電網(wǎng)3之間的電流流動(dòng)。第一開(kāi)關(guān)40 和第二開(kāi)關(guān)50的通/斷狀態(tài)根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3和電池30的狀態(tài)來(lái)確定。更詳細(xì)地說(shuō)，如果發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池30的電能被供應(yīng)給負(fù)載4，或者電網(wǎng)3的電能被供應(yīng)給電池30，則第一開(kāi)關(guān)40被接通。如果發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池30的電能被供應(yīng)給電網(wǎng)3，或者電網(wǎng)3的電能被供應(yīng)給負(fù)載4和/或電池30，則第二開(kāi)關(guān)50被接通。如果電網(wǎng)3中發(fā)生電力故障，則第二開(kāi)關(guān)50被切斷，而第一開(kāi)關(guān)40被接通。換句話說(shuō)，發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池30的電能被供應(yīng)給負(fù)載4，并且供應(yīng)給負(fù)載4的電能被防止流入電網(wǎng)3中。因此，儲(chǔ)能系統(tǒng)1被操作以防止操作電網(wǎng)3的電力線等等的工人因由儲(chǔ)能系統(tǒng)1供應(yīng)的電能而觸電致死。諸如繼電器等等之類的能耐高電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備可以用作第一開(kāi)關(guān)40和第二開(kāi)關(guān) 50?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述轉(zhuǎn)換器14的操作。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的操作模式的框圖。參見(jiàn)圖2，儲(chǔ)能系統(tǒng)1的逆變器13輸出固定量的電能。這里，不考慮由負(fù)載4消耗的電能的量、電網(wǎng)3的狀態(tài)等等。從逆變器13輸出的電能的量基本上等于輸入到逆變器 13中的電能的量，其中電能的量由Pirw表示。由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量由Ppv表示， 并且由轉(zhuǎn)換器14輸出的電能的量或者供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器14的電能的量由1 表示。如果轉(zhuǎn)換器14向逆變器13供電，則1 具有正值。如果電能從逆變器13被供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器14，則1 具有負(fù)值。電能的量之間的關(guān)系將在下面等式1中表示出Pinv = Ppv+Pb ... (1)其中Ppv的值不是恒定的而是不斷變化的。如果Ppv與Pirw類似，并且Ppv在略微增加和略微減少之間交替，則1 在正值與負(fù)值之間變化。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14在充電模式與放電模式之間頻繁地改變其操作模式。而且，電池30在被充電與被放電之間頻繁地改變。然而，轉(zhuǎn)換器14的操作模式的頻繁改變縮短轉(zhuǎn)換器14的壽命，或者使得在轉(zhuǎn)換器14 中會(huì)更可能發(fā)生故障。而且，電池30的充電和放電操作的重復(fù)對(duì)電池30的壽命具有有害的影響。另外，以上所述的操作使儲(chǔ)能系統(tǒng)1較不穩(wěn)定，因而不適合于儲(chǔ)能系統(tǒng)1。相應(yīng)地， 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器14的操作根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量而被預(yù)先設(shè)置以解決以上所提及的問(wèn)題。[第一實(shí)施例]圖3和圖4為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下。<設(shè)置操作-1>轉(zhuǎn)換器14的操作在轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變閾值點(diǎn)出現(xiàn)之后的預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)停止(改變成斷狀態(tài)，也就是，斷模式)。參見(jiàn)圖3，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的圖曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ft·。Ppv在第一時(shí)間tl之前比f(wàn)t·高，并且這指示發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生比逆變器13所需的電能的量大的電能的量。因此，與Ppv的超出ft·的一部分對(duì)應(yīng)的電能用于對(duì)電池30充電。由于Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量減少而下降到ft"之下， 因此轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止其操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從充電模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)換器14在斷狀態(tài)下時(shí)，盡管Ppv的值變化，轉(zhuǎn)換器14也不改變其操作模式。在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，轉(zhuǎn)換器14根據(jù)Ppv的值將其操作模式改變?yōu)榉烹娔Ｊ交虺潆娔Ｊ?。在圖3中，由于在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，即在第二時(shí)間t2時(shí)， Ppv保持比f(wàn)t·低，因此轉(zhuǎn)換器14從斷狀態(tài)改變?yōu)榉烹娔Ｊ?。參?jiàn)圖4，上部的曲線圖示出發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量，即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ft·。Ppv在第一時(shí)間tl之前比f(wàn)t·低，并且這指示發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生比逆變器13所需的電能的量少的電能的量。因此，與I^r-Ppv對(duì)應(yīng)的電能從電池30放電以補(bǔ)充Ppv。由于Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量增加而上升到ft·之上，因此轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止其操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14從放電模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)換器14在斷狀態(tài)下時(shí)，盡管Ppv的值變化，轉(zhuǎn)換器14也不改變其操作模式。在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，轉(zhuǎn)換器14根據(jù)Ppv的值將其操作模式改變?yōu)榉烹娔Ｊ交虺潆娔Ｊ?。在圖4中，由于在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，即在第二時(shí)間t2時(shí)， Ppv保持比f(wàn)t·高，因此轉(zhuǎn)換器14從斷狀態(tài)改變?yōu)槌潆娔Ｊ?。圖5A-5C和圖6A-6B示出利用通常的方法控制轉(zhuǎn)換器14的模擬結(jié)果，而圖7A-7C 和圖8A-8B示出利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法控制轉(zhuǎn)換器14的模擬結(jié)果。參見(jiàn)圖5A-5C，圖5A示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，圖5B示出轉(zhuǎn)換器14的操作，并且圖5C示出逆變器13的電能。圖5B中的實(shí)線指示轉(zhuǎn)換器14何時(shí)在充電模式下操作，而圖5B中的虛線示出轉(zhuǎn)換器14何時(shí)在放電模式下操作。圖5A-5C示出在發(fā)電系統(tǒng) 2所產(chǎn)生的電能的量迅速減少時(shí)利用通常的方法控制轉(zhuǎn)換器14的模擬結(jié)果。在圖5A中，發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量迅速減少。在圖5B中，與該減少對(duì)應(yīng)， 轉(zhuǎn)換器14的操作模式頻繁改變。在圖5C中，逆變器13的電能抖動(dòng)。參見(jiàn)圖6A-6B，這些曲線圖分別與圖5B和圖5C的用框標(biāo)記的放大部分對(duì)應(yīng)。在圖 6A中，轉(zhuǎn)換器14的操作模式在充電模式、斷狀態(tài)和放電模式之間頻繁改變。在圖6B中，逆變器13的電能不是恒定的而是不穩(wěn)定地變化。參見(jiàn)圖7A-7C，在圖7A中，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量快速減少時(shí)，轉(zhuǎn)換器14 從充電模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)，并且即使當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量變化時(shí)，轉(zhuǎn)換器14也在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)保持?jǐn)酄顟B(tài)，如圖7B所示。而且，在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間過(guò)去之后，檢測(cè)由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量以確定操作模式。轉(zhuǎn)換器14將其操作模式改變成所確定的操作模式。在一個(gè)實(shí)施例中，在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間過(guò)去之后，發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量的減少被保持，因而轉(zhuǎn)換器14從斷狀態(tài)改變成放電模式。在圖7C中，逆變器13的電能是穩(wěn)定的。參見(jiàn)圖8A-8B，這些圖分別與圖7B和圖7C的用框標(biāo)記的放大部分對(duì)應(yīng)。在圖8A 中，轉(zhuǎn)換器14保持?jǐn)酄顟B(tài)，然后改變成放電模式。因此，操作模式的改變僅僅執(zhí)行一次，因而逆變器13的電能是穩(wěn)定的。9A-9C示出利用通常的方法控制轉(zhuǎn)換器14的其它模擬結(jié)果。圖10A-10C示出利用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法控制轉(zhuǎn)換器14的其它模擬結(jié)果。參見(jiàn)圖9A-9C，圖9A示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，圖9B示出轉(zhuǎn)換器14的操作，并且圖9C示出逆變器13的電能。圖9B中的實(shí)線指示轉(zhuǎn)換器14何時(shí)在充電模式下操作，而圖9B中的虛線示出轉(zhuǎn)換器14何時(shí)在放電模式下操作。圖9A-9C示出在發(fā)電系統(tǒng) 2所產(chǎn)生的電能的量逐漸減少時(shí)利用通常的方法控制轉(zhuǎn)換器14的其它模擬結(jié)果。在圖9A中，發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量逐漸減少。在圖9B中，與該減少對(duì)應(yīng)， 在發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量減少的情況下，轉(zhuǎn)換器14在充電模式與斷狀態(tài)之間頻繁改變其操作模式。而且，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量進(jìn)一步減少時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在斷狀態(tài)與放電模式之間頻繁改變其操作模式。在圖9C中，逆變器13的電能抖動(dòng)。
參見(jiàn)圖10A-10C，在圖IOA中，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量逐漸減少時(shí)，轉(zhuǎn)換器 14從充電模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)，并且即使當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量變化時(shí)，轉(zhuǎn)換器14 也在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)保持?jǐn)酄顟B(tài)，如圖IOB所示。在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間過(guò)去之后，檢測(cè)由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量以確定操作模式，并且轉(zhuǎn)換器14將其操作模式改變成所確定的操作模式。在圖IOB中，在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間過(guò)去之后，由于發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量不斷減少并且下降到逆變器13中設(shè)置的輸出電能的量之下，因此轉(zhuǎn)換器14從斷狀態(tài)改變成放電模式。在圖IOC中，逆變器13的電能是穩(wěn)定的。如上所述，如果發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量在ft·(即轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變閾值)周圍略微變化，然后達(dá)到該閾值，則轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止操作。因此， 防止轉(zhuǎn)換器14過(guò)度地改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得到保證。[第二實(shí)施例]圖11和圖12為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖2所示的轉(zhuǎn)換器14的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下。<設(shè)置操作_2>轉(zhuǎn)換器14的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。參見(jiàn)圖11，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ftx)。轉(zhuǎn)換器14被切斷所在的斷狀態(tài)部分的上限被設(shè)置為ft~a，并且該斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b。Ppv在第一時(shí)間tl之前比Pra高，并且這指示發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生比逆變器13所需的電能的量大的電能的量。因此，未供應(yīng)給逆變器13 的過(guò)剩電能用于對(duì)電池30充電。當(dāng)Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量減少而下降到Pra之下時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從充電模式改變成斷狀態(tài)。轉(zhuǎn)換器14在 Ppv下降到Prb之下的第二時(shí)間t2將其操作模式從斷狀態(tài)改變?yōu)榉烹娔Ｊ健．?dāng)由發(fā)電系統(tǒng) 2產(chǎn)生的電能的量在第一時(shí)間tl與第二時(shí)間t2之間但在Pra與Prb之間(即在該斷狀態(tài)部分內(nèi))變化時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在這里保持?jǐn)酄顟B(tài)。參見(jiàn)圖12，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ftx)。轉(zhuǎn)換器14被切斷所在的斷狀態(tài)部分的上限被設(shè)置為ft~a，并且該斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b。Ppv在第一時(shí)間tl之前比Prb低，并且這指示發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生比逆變器13所需的電能的量少的電能的量。因此，與Pro-Ppv對(duì)應(yīng)的電能由電池30供應(yīng)以補(bǔ)充Ppv。當(dāng)Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量增加而上升到Prb之上時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從放電模式改變成斷狀態(tài)。轉(zhuǎn)換器14在 Ppv上升到Pra之上的第二時(shí)間t2將其操作模式從斷狀態(tài)改變?yōu)槌潆娔Ｊ?。?dāng)由發(fā)電系統(tǒng) 2產(chǎn)生的電能的量在第一時(shí)間tl與第二時(shí)間t2之間但在Pra與Prb之間(即在該斷狀態(tài)部分內(nèi))變化時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在這里保持?jǐn)酄顟B(tài)。在圖11和圖12的實(shí)施例中，Pro被設(shè)置在斷狀態(tài)部分的中間，但不限于此。例如，Pro可以被設(shè)置為等于Pra或I^rb。如上所述，從逆變器13輸出的電能的量被設(shè)置為ftx)。而且，盡管由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量與Pro不同，但轉(zhuǎn)換器14停止操作所在的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。因此，防止轉(zhuǎn)換器14過(guò)度改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。而且，包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得以保證。[第三實(shí)施例]圖13和圖14為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖2所示的轉(zhuǎn)換器14的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下?！丛O(shè)置操作_3>轉(zhuǎn)換器14的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。斷狀態(tài)部分的滯后部分被設(shè)置。參見(jiàn)圖13，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。如在圖11的實(shí)施例中那樣，在當(dāng)前實(shí)施例中，逆變器13的額定功率被設(shè)置為ftx)，斷狀態(tài)部分的上限被設(shè)置為ft~a，并且斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b。而且，在當(dāng)前實(shí)施例中，滯后部分相對(duì)于Pra和Prb被設(shè)置為Wil、 Ph2, Ph3和拖4。滯后部分防止轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變頻繁發(fā)生，并且下面將更詳細(xì)地描述其詳細(xì)的描述。當(dāng)Ppv在第一時(shí)間tl之前比即斷狀態(tài)部分的上限)高時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在充電模式下操作。Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量的減少而下降到Pra下方。當(dāng)Ppv在斷狀態(tài)部分內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從充電模式改變成斷狀態(tài)。在Ppv下降到Pra下方之后，Ppv在Pra周圍抖動(dòng)。因此，盡管Ppv在某種程度上上升到Pra之上，但轉(zhuǎn)換器14的操作模式并沒(méi)有改變到充電模式。這將會(huì)防止轉(zhuǎn)換器14 的操作模式改變頻繁發(fā)生，并且其判據(jù)在這里為Wil。換句話說(shuō)，Ppv在第一時(shí)間tl之后上升并且在第二時(shí)間t2上升到Pra之上。然而，當(dāng)Ppv如在第三時(shí)間t3那樣未超過(guò)Phl時(shí)， 轉(zhuǎn)換器14保持?jǐn)酄顟B(tài)。然而，如果Ppv下降到Ph2之下，然后上升到Pra之上，則轉(zhuǎn)換器14 的操作模式從斷狀態(tài)改變到充電模式。當(dāng)Ppv在第三時(shí)間t3之后不斷地減少，并且在第四時(shí)間t4下降到Prb之下，從而 Ppv離開(kāi)斷狀態(tài)部分時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從斷狀態(tài)改變成放電模式。即使Ppv下降到Prb之下、在Prb周圍抖動(dòng)并且在某種程度上上升到Prb之上，轉(zhuǎn)換器14也不會(huì)將其操作模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)。這將會(huì)防止轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變頻繁發(fā)生，并且其判據(jù)在這里為拖3。換句話說(shuō)，Ppv在第四時(shí)間t4之后上升并且在第五時(shí)間t5 上升到Prb之上。然而，如果Ppv不超過(guò)Ph3時(shí)，則轉(zhuǎn)換器14保持放電模式。因此，供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量隨著Ppv的變化而變化。然而，如果Ppv在第六時(shí)間 t6下降到Ph4之下，然后上升到Prb之上，則轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從放電模式改變到斷狀態(tài)。參見(jiàn)圖14，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。如在圖13的實(shí)施例中那樣，在當(dāng)前實(shí)施例中，逆變器13的額定功率被設(shè)置為ftx)，斷狀態(tài)部分的上限為設(shè)置為ft~a，并且斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b，并且滯后部分被設(shè)置為Phi、Ph2、Ph3和Ph4。
當(dāng)Ppv在第一時(shí)間tl之前比Prb (其為斷狀態(tài)部分的下限)低時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在放電模式下操作。Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量的增加而上升到Prb之上。當(dāng)Ppv在斷狀態(tài)部分內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從放電模式改變成斷狀態(tài)。即使Ppv上升到Prb之上、在Prb周圍抖動(dòng)并且在某種程度上下降到Prb之下，轉(zhuǎn)換器14也不會(huì)將其操作模式改變?yōu)榉烹娔Ｊ健＿@將會(huì)防止轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變頻繁發(fā)生，并且其判據(jù)在這里為拖4。換句話說(shuō)，Ppv在第一時(shí)間tl之后減少并且在第二時(shí)間t2 下降到Prb之下。然而，如果Ppv在第三時(shí)間t3未下降到Ph4之下，則轉(zhuǎn)換器14保持?jǐn)酄顟B(tài)。然而，如果Ppv上升到Ph3之上，然后下降到Prb之下，則轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從斷狀態(tài)改變到放電模式。當(dāng)Ppv在第三時(shí)間t3之后不斷地增加，并且在第四時(shí)間t4上升到Pra之上，從而 Ppv離開(kāi)斷狀態(tài)部分時(shí)，轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從斷狀態(tài)改變成充電模式。即使Ppv上升到Pra之上、在Pra周圍抖動(dòng)并且在某種程度上下降到Pra之下，轉(zhuǎn)換器14也不會(huì)將其操作模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)。這將會(huì)防止轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變頻繁發(fā)生，并且其判據(jù)在這里為拖2。換句話說(shuō)，Ppv在第四時(shí)間t4之后減少并且在第五時(shí)間t5 下降到Pra之下。然而，如果Ppv未下降到Ph2之下，則轉(zhuǎn)換器14保持充電模式。因此，供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量隨著Ppv的變化而變化。然而，如果Ppv在第六時(shí)間t6上升到Phl之上，然后下降到Pra之下，則轉(zhuǎn)換器14將其操作模式從充電模式改變到斷狀態(tài)。如上所述，從逆變器13輸出的電能的量被設(shè)置為ftx)。而且，盡管由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量與Pro不同，但轉(zhuǎn)換器14停止操作的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。因此，防止轉(zhuǎn)換器 14過(guò)度改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。而且，包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得以保證。另外，由于滯后部分被設(shè)置在斷狀態(tài)部分的邊界上，因此可以防止在斷狀態(tài)部分的邊界附近發(fā)生轉(zhuǎn)換器14的操作模式的頻繁改變。已參照?qǐng)D2至圖14描述了本發(fā)明，其中在圖2至圖14中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這些實(shí)施例。 例如，“設(shè)置操作-I”和“設(shè)置操作_3”可以結(jié)合。具體來(lái)說(shuō)，如果發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量增加(或減少)以進(jìn)入斷狀態(tài)部分， 則轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)將其操作模式改變成斷狀態(tài)。就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，即使當(dāng)操作模式在離開(kāi)斷狀態(tài)部分之后由于發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的變化太大而應(yīng)當(dāng)被改變成其相反的操作模式，轉(zhuǎn)換器14也在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)保持其斷狀態(tài)操作模式。然后，在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間之后，轉(zhuǎn)換器14通過(guò)判斷由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量而在充電模式、放電模式和斷狀態(tài)之一下操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14的操作模式的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)時(shí)間、斷狀態(tài)部分和滯后部分并發(fā)地(例如，同時(shí))確定。圖15為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的操作模式的框圖。參見(jiàn)圖15，儲(chǔ)能系統(tǒng)1向電網(wǎng)3供應(yīng)固定量的電能，即向電網(wǎng)3出售固定量的電能。這里，供應(yīng)給電網(wǎng)3的電能的量為Pg，而由負(fù)載4消耗的電能的量為P1。從逆變器13 輸出的電能的量基本上等于輸入到逆變器13中的電能的量。這里，從逆變器13輸出的電能的量和輸入到逆變器13中的電能的量由Pinv表示。由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量由Ppv 表示，并且從轉(zhuǎn)換器14輸出的電能的量或供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器14的電能的量由1 表示。如果轉(zhuǎn)換器14向逆變器13供電，則1 具有正值。如果電能被供應(yīng)給電池30，則1 具有負(fù)值。電能的量之間的關(guān)系將在下面的等式2中表示出Pg = Pinv-PlPinv = Ppv+Pb — (2)其中Pl和Ppv的值不是恒定的而是不斷變化的。1 根據(jù)Pl和Ppv的值的變化在為正值與為負(fù)值之間變化。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14在充電模式與放電模式之間頻繁地改變其操作模式。而且，電池30在被充電與被放電之間改變。然而，如上所述，轉(zhuǎn)換器14的操作模式的頻繁改變縮短轉(zhuǎn)換器14的壽命，或者使得在轉(zhuǎn)換器14中更可能發(fā)生故障。而且，電池30的充電和放電操作的重復(fù)對(duì)電池30的壽命具有有害的影響。而且，以上所描述的操作使儲(chǔ)能系統(tǒng)1較不穩(wěn)定，因而不適合于儲(chǔ)能系統(tǒng)1。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器14的操作根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量和負(fù)載4所消耗的電能的量而被預(yù)置，以解決以上所提及的問(wèn)題。[第四實(shí)施例]圖16為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖15所示的轉(zhuǎn)換器14的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下?！丛O(shè)置操作_4>轉(zhuǎn)換器14的操作在轉(zhuǎn)換器14的操作模式改變閾值點(diǎn)發(fā)生之后的預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)停止(改變到斷狀態(tài))。參見(jiàn)圖16，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ft·。在當(dāng)前實(shí)施例中，由于1 被設(shè)置為恒定，因此ft·隨著Pl變化。在圖16中，ft·在第一時(shí)間tl與第二時(shí)間t2之間變化一次，然后在第三時(shí)間 t3再一次變化。Ppv在第一時(shí)間tl之前比f(wàn)t·高，并且這指示發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生比逆變器13所需的電能的量大的電能的量。因此，與Ppv的超過(guò)ft·的一部分對(duì)應(yīng)的電能用于對(duì)電池30充電。當(dāng)Ppv在第一時(shí)間tl因發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量減少而下降到ft"之下時(shí)， 轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14從充電模式改變?yōu)閿酄顟B(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)換器14在斷狀態(tài)下時(shí)，轉(zhuǎn)換器14不會(huì)因?yàn)镻pv的值的變化而改變其操作模式。因此，盡管ft"在第一時(shí)間tl與第二時(shí)間t2之間變化，但這個(gè)在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)不會(huì)被 ^慮ο在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，轉(zhuǎn)換器14根據(jù)Ppv的值將其操作模式改變?yōu)榉烹娔Ｊ交虺潆娔Ｊ?。在圖16中，當(dāng)Ppv在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后，即在第二時(shí)間t2 保持比f(wàn)t"低時(shí)，轉(zhuǎn)換器14從斷狀態(tài)改變?yōu)榉烹娔Ｊ?。?dāng)Ppv在第三時(shí)間t3隨著ft·的減少而上升到ft"之上時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14從放電模式改變到斷狀態(tài)。而且，由于Ppv在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間ts過(guò)去之后比f(wàn)t·高，因此轉(zhuǎn)換器14在第四時(shí)間t4從斷狀態(tài)改變到充電模式。如上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)換器14根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量和負(fù)載4所消耗的電能的量在操作模式改變閾值周圍操作并且滿足改變其操作模式的條件時(shí)，轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先
14設(shè)置的時(shí)間ts內(nèi)停止操作。因此，防止轉(zhuǎn)換器14過(guò)度改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。而且，包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得以保證。[第五實(shí)施例]圖17為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖15所示的轉(zhuǎn)換器14的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下?！丛O(shè)置操作_5>轉(zhuǎn)換器14的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。參見(jiàn)圖17，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ftx)。轉(zhuǎn)換器14被切斷所在的斷狀態(tài)部分的上限被設(shè)置為ft~a，并且該斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b。圖17的轉(zhuǎn)換器14的操作基本上與參照?qǐng)D11和圖12描述的轉(zhuǎn)換器14的操作相同，因此這里將省略其詳細(xì)描述。然而，如在圖16 的實(shí)施例中所描述的那樣，在當(dāng)前實(shí)施例中，Pro隨著Pl的變化而變化。而且，屬于該斷狀態(tài)部分的Pra和I^rb隨著Pl的變化而變化。換句話說(shuō)，Pra和Prb與ftx)的值改變相同的量。因此，由Pl的變化而引起的Pra和Prb的變化連同Ppv的變化一起將被考慮以改變轉(zhuǎn)換器14的操作模式。如上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)換器14根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量和負(fù)載4所消耗的電能的量在操作模式改變閾值周圍操作時(shí)，轉(zhuǎn)換器14停止操作所在的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。因此，防止轉(zhuǎn)換器14過(guò)度改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。而且，包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得以保證。[第六實(shí)施例]圖18為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖15所示的轉(zhuǎn)換器14的操作模式的曲線圖。轉(zhuǎn)換器14的操作模式的確定被設(shè)置如下?！丛O(shè)置操作_6>轉(zhuǎn)換器14的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。斷狀態(tài)部分的滯后部分被設(shè)置。參見(jiàn)圖18，上部的曲線圖示出由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量，而下部的曲線圖示出供應(yīng)到電池30或由電池30供應(yīng)的電能的量。從逆變器13輸出的電能的預(yù)先設(shè)置的量， 即逆變器13的額定功率，被設(shè)置為ftx)。轉(zhuǎn)換器14被切斷所在的斷狀態(tài)部分的上限為設(shè)置為ft~a，該斷狀態(tài)部分的下限被設(shè)置為ft~b，并且滯后部分相對(duì)于Pra和Prb被設(shè)置為Wil、 Ph2、Ph3和拖4。圖18的轉(zhuǎn)換器14的操作基本上與參照?qǐng)D13和圖14描述的轉(zhuǎn)換器14的操作相同，因此這里將省略其詳細(xì)描述。然而，如在圖16和圖17的實(shí)施例中的那樣，在當(dāng)前實(shí)施例中，Pro隨著PI的變化而變化。而且，屬于斷狀態(tài)部分的Pra和I^rb以及屬于滯后部分的Phl至Ph4隨著Pl的變化而變化。因此，由Pl的變化而引起的Ppv的變化以及 Pra, Prb和Phl至Wi4的變化將被考慮以改變轉(zhuǎn)換器14的操作模式。如上所述，如果轉(zhuǎn)換器14根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量和負(fù)載4所消耗的電能的量在操作模式改變閾值周圍操作，則轉(zhuǎn)換器14停止操作所在的斷狀態(tài)部分被設(shè)置。因此，防止轉(zhuǎn)換器14過(guò)度改變其操作模式，轉(zhuǎn)換器14的壽命增加，并且轉(zhuǎn)換器14的故障發(fā)生減少。而且，包括轉(zhuǎn)換器14的儲(chǔ)能系統(tǒng)1的穩(wěn)定性得以保證。另外，滯后部分被設(shè)置在斷狀態(tài)部分的邊界上以防止在斷狀態(tài)部分上或附近發(fā)生轉(zhuǎn)換器14的操作模式的頻繁改變。已參照?qǐng)D15至圖18描述了本發(fā)明，其中圖15至圖18示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這些實(shí)施例。 例如，“設(shè)置操作_4”和“設(shè)置操作_6”可以結(jié)合。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的量增加(或減少)以進(jìn)入斷狀態(tài)部分時(shí)， 轉(zhuǎn)換器14在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)將其操作模式改變成斷狀態(tài)。就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，即使當(dāng)操作模式在離開(kāi)斷狀態(tài)部分之后由于發(fā)電系統(tǒng)2所產(chǎn)生的電能的改變太大而應(yīng)當(dāng)被改變成其相反操作模式，轉(zhuǎn)換器14也在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間內(nèi)保持其斷狀態(tài)操作模式。然后，在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間之后，轉(zhuǎn)換器14通過(guò)判斷由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電能的量而在充電模式、放電模式和斷狀態(tài)之一下操作。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)換器14的操作模式的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)時(shí)間、斷狀態(tài)部分和滯后部分并發(fā)地(例如，同時(shí))確定。雖然已參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不背離如以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍及其等同物的情況下，可以在這里對(duì)形式和細(xì)節(jié)做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括電池；逆變器，用于從外部電源接收第一電能并產(chǎn)生第二電能；以及轉(zhuǎn)換器，連接在所述電池與所述外部電源和所述逆變器兩者之間，所述轉(zhuǎn)換器被配置為進(jìn)入介于用于對(duì)所述電池充電的充電模式與用于對(duì)所述電池放電的放電模式之間的斷模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述第一電能的值與所述第二電能的值之差改變極性時(shí)在設(shè)置時(shí)段進(jìn)入所述斷模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述設(shè)置時(shí)段保持在所述斷模式下而不考慮所述第一電能的值與所述第二電能的值之差的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述設(shè)置時(shí)段過(guò)去之后，根據(jù)所述第一電能的值與所述第二電能的值之差在所述放電模式或所述充電模式下操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述第二電能根據(jù)連接到所述逆變器的負(fù)載所消耗的電能的量而變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述第一電能的值介于第一閾值與比所述第一閾值低的第二閾值之間時(shí)進(jìn)入所述斷模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述第二電能的值介于所述第一閾值與所述第二閾值之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述第一閾值和所述第二閾值與所述第二電能的值改變相同的量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中，在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述第一電能的值的變化介于所述第一閾值與所述第二閾值之間時(shí)保持在所述斷模式下。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中，在所述轉(zhuǎn)換器在斷模式下時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述第一電能的值位于所述第一閾值之上或位于所述第二閾值之下時(shí)退出所述斷模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中，在所述轉(zhuǎn)換器退出所述斷模式之后，所述轉(zhuǎn)換器被配置為根據(jù)所述第一電能的值以及所述第一閾值和所述第二閾值在所述放電模式或所述充電模式下操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中所述第一閾值或所述第二閾值中的至少一個(gè)介于上滯后值與下滯后值之間，并且所述轉(zhuǎn)換器被配置為在所述第一電能的值的變化介于所述上滯后值與所述下滯后值之間時(shí)保持在所述斷模式下。
13.一種操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括連接在電池與外部電源和逆變器兩者之間的轉(zhuǎn)換器，所述方法包括由所述逆變器將來(lái)自所述外部電源的第一電能轉(zhuǎn)換成第二電能；并且操作所述轉(zhuǎn)換器以進(jìn)入介于用于對(duì)所述電池充電的充電模式與用于對(duì)所述電池放電的放電模式之間的斷模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述第一電能的值小于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池放電，并且在所述第一電能的值大于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池充電；并且在所述第一電能的值與所述第二電能的值之差改變極性時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以在設(shè)置時(shí)段進(jìn)入所述斷模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下而不考慮所述第一電能的值與所述第二電能的值之差的變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述設(shè)置時(shí)段過(guò)去之后，根據(jù)所述第一電能的值與所述第二電能的值之差使所述轉(zhuǎn)換器在所述放電模式或所述充電模式下操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，其中所述第二電能根據(jù)由連接到所述逆變器的負(fù)載所消耗的電能的量而變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述第一電能的值小于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池放電，并且在所述第一電能的值大于所述第二電能的值時(shí)由所述轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池充電；并且在所述第一電能的值介于第一閾值與比所述第一閾值低的第二閾值之間時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以進(jìn)入所述斷模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，其中所述第一閾值和所述第二閾值與所述第二電能的值改變相同的量。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，在所述第一電能的值的變化介于所述第一閾值與所述第二閾值之間時(shí)使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器在所述斷模式下時(shí)，在所述第一電能的值位于所述第一閾值之上時(shí)或者在所述第一電能的值位于所述第二閾值之下時(shí)，操作所述轉(zhuǎn)換器以退出所述斷模式。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)換器退出所述斷模式之后，根據(jù)所述第一電能的值以及所述第一閾值和所述第二閾值使所述轉(zhuǎn)換器在所述放電模式或所述充電模式下操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的操作儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，其中所述第一閾值或所述第二閾值中的至少一個(gè)介于上滯后值與下滯后值之間，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述第一電能的值的變化介于所述上滯后值與所述下滯后值之間時(shí)使所述轉(zhuǎn)換器保持在所述斷模式下。
全文摘要
提供了一種儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。相應(yīng)地，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的操作模式被穩(wěn)定地改變。所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括電池；逆變器，用于從外部電源接收第一電能并產(chǎn)生第二電能；以及轉(zhuǎn)換器，連接在所述電池與所述外部電源和所述逆變器兩者之間。所述轉(zhuǎn)換器被配置為進(jìn)入介于用于對(duì)所述電池充電的充電模式與用于對(duì)所述電池放電的放電模式之間的斷模式。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102593956SQ201110156830
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者李成任 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社