ES3035845T3 - Energy storage apparatus, control method for energy storage apparatus, and photovoltaic system - Google Patents

Abstract

En la presente solicitud se proporciona un aparato de almacenamiento de energía, un método de control para dicho aparato y un sistema fotovoltaico. El aparato de almacenamiento de energía comprende varios grupos de baterías, varias unidades de transformación, una unidad de arranque y un controlador. El controlador comprende varias unidades de control. La unidad de arranque se utiliza para, tras recibir una señal de arranque, controlar el cierre de un interruptor de control en al menos un grupo de baterías y arrancar la unidad de control correspondiente a dicho grupo. Cada unidad de control determina, según el estado de un interruptor de control en un grupo de baterías, si este se encuentra en modo de arranque autónomo, es decir, cuando es necesario restablecer la red eléctrica tras un corte de suministro. Cuando se determina que la unidad de control se encuentra en modo de arranque autónomo, controla un convertidor CC-CC en la unidad de transformación correspondiente para liberar la energía eléctrica almacenada en un paquete de baterías del grupo de baterías correspondiente y así energizar un bus de corriente continua. Al utilizar el aparato de almacenamiento de energía proporcionado en la presente solicitud, cuando un dispositivo electrónico o la red eléctrica experimentan un corte, se puede lograr un arranque en negro sin agregar un dispositivo adicional, reduciendo así los costos de un sistema fotovoltaico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de almacenamiento de energía, método de control para aparato de almacenamiento de energía y sistema fotovoltaico

Campo técnico

Esta solicitud se relaciona con el campo de las tecnologías de arranque autógeno y, específicamente, con un aparato de almacenamiento de energía, un método de control de aparato de almacenamiento de energía y un sistema fotovoltaico.

Antecedentes

A medida que los sistemas de generación de potencia de nueva generación se utilizan más ampliamente en el mundo, la estabilidad de dichos sistemas se ha tomado en serio. Un aparato de almacenamiento de energía puede almacenar el exceso de energía eléctrica cuando la producción de energía eléctrica del sistema de generación de potencia de nueva energía excede las demandas de electricidad de los dispositivos alimentados o las redes eléctricas, y proporcionar el exceso de energía eléctrica almacenada a los dispositivos alimentados o las redes eléctricas cuando la producción de energía eléctrica del sistema de generación de potencia de nueva energía es menor que las demandas de electricidad de los dispositivos alimentados o las redes eléctricas, para implementar la estabilidad del fuente de alimentación del sistema de generación de potencia de nueva energía. Por lo tanto, el aparato de almacenamiento de energía también se aplica ampliamente a los sistemas de generación de potencia de nueva generación.

Como sistemas comunes de generación de potencia nueva, los sistemas fuera de la red se aplican cada vez más en áreas sin grandes redes eléctricas, como áreas remotas o islas. Por ejemplo, un sistema fotovoltaico es uno de los sistemas fuera de la red. La energía eléctrica generada por el sistema fotovoltaico puede ser como salida para una red eléctrica o suministrarse directamente a un dispositivo alimentado. Cuando se apaga el dispositivo alimentado o la red eléctrica, el sistema fuera de la red se desconecta automáticamente de la red eléctrica. Por lo tanto, si es necesario implementar un arranque autógeno, es necesario recuperar una conexión entre el sistema fuera de la red y el dispositivo alimentado. Un método común de arranque autógeno del sistema fuera de la red es el siguiente: se configura un aparato de fuente de alimentación auxiliar en el sistema fuera de la red. Cuando se apaga el dispositivo alimentado o la red eléctrica, el aparato de fuente de alimentación auxiliar suministra energía a un controlador en el sistema fuera de la red. Una vez encendido el controlador, se puede implementar una conexión entre el sistema fuera de la red y la red eléctrica, y se puede restablecer el fuente de alimentación al dispositivo alimentado o a la red eléctrica. Sin embargo, en este inicio, es necesario configurar un nuevo dispositivo (por ejemplo, un aparato de fuente de alimentación auxiliar) en el sistema fuera de la red, y aumentan los costes generales del sistema.

El documento CN 204668965 U divulga un sistema de control de arranque autógeno de microrred distribuida basado en energía fotovoltaica y almacenamiento de energía. Comprende: una interfaz de array fotovoltaico, un convertidor de CC fotovoltaico, un controlador conectado a la red fotovoltaica, un controlador de carga de almacenamiento de energía, una interfaz de fuente de alimentación de CC de fuente de alimentación distribuida, un controlador de convertidor de almacenamiento de energía, un controlador de acceso de CC de batería, una interfaz de fuente de alimentación de CA de fuente de alimentación distribuida, un controlador de proceso de almacenamiento de energía, una batería, un convertidor de fuente de alimentación de CC, un controlador de CC de batería y un host de sistema de control de arranque autógeno.

Compendio

Esta solicitud proporciona un aparato de almacenamiento de energía, un método de control de aparato de almacenamiento de energía y un sistema fotovoltaico, de modo que cuando se apaga un dispositivo alimentado o una red eléctrica, se puede implementar un arranque autógeno sin añadir un dispositivo adicional, reduciendo así los costes del sistema fotovoltaico. La invención se define en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se definen características ventajosas.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de una estructura de un sistema fotovoltaico;

la FIG. 2 es un diagrama esquemático de una estructura de un sistema fotovoltaico que incluye un SAI;

la FIG. 3 es un diagrama esquemático de una estructura de un aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 4 es un diagrama esquemático de una estructura de un grupo de baterías;

la FIG. 5 es un diagrama esquemático de una estructura de una unidad de arranque;

la FIG. 6 es un diagrama esquemático de una estructura de un aparato de almacenamiento de energía que incluye una unidad de control de batería;

la FIG. 7A es un diagrama esquemático 1 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 7B es un diagrama esquemático 2 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 7C es un diagrama esquemático 3 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 8A es un diagrama esquemático 1 de un método de control de un aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 8B es un diagrama esquemático 2 de un método de control de aparato de almacenamiento de energía;

la FIG. 8C es un diagrama esquemático 3 de un método de control de aparato de almacenamiento de energía; y

la FIG. 9 es un diagrama esquemático de una estructura de un sistema fotovoltaico según esta solicitud.

Descripción de realizaciones

A continuación se describen algunos términos en realizaciones de esta solicitud, para ayudar a un experto en la técnica a tener un mejor entendimiento.

(1) Una unidad de gestión de batería (BMU) se configura para: monitorizar una tensión, una temperatura y otra información de una batería de almacenamiento de energía en un sistema de almacenamiento de energía, e informar la información anterior a una unidad de control de batería (BCU) a través de un bus de comunicaciones, de modo que la unidad de control de batería monitoriza y ajusta la batería de almacenamiento de energía en el sistema de gestión de batería basándose en la información anterior informada por la unidad de gestión de batería.

Para aclarar los objetivos, las soluciones técnicas y las ventajas de esta solicitud, a continuación se describe con más detalle esta solicitud, con referencia a los dibujos adjuntos. Un método de operación específico en una realización de método también se puede aplicar a una realización de aparato o a una realización de sistema. Cabe señalar que, en las descripciones de esta solicitud, "una pluralidad" se refiere a dos o más. En vista de ello, en realizaciones de esta solicitud, "una pluralidad de" también puede entenderse como "al menos dos". Además, se debe entender que, en las descripciones de esta solicitud, términos como "primero" y "segundo" se utilizan meramente para distinguir y como descripción, y no se entenderán como una indicación o implicación de importancia relativa o una indicación o implicación de una secuencia.

Cabe señalar que una "conexión" en las realizaciones de esta solicitud significa una conexión eléctrica, y una conexión entre dos elementos eléctricos puede ser una conexión directa o indirecta entre los dos elementos eléctricos. Por ejemplo, una conexión entre A y B puede representar que A y B se conectan directamente entre sí, o A y B se conectan indirectamente entre sí mediante el uso de uno o más elementos eléctricos. Por ejemplo, la conexión entre A y B también puede representar que A se conecta directamente a C, C se conecta directamente a B y A y B se conectan entre sí a través de C.

Cabe señalar que un interruptor en las realizaciones de esta solicitud puede ser uno o más tipos de una pluralidad de tipos de dispositivos de conmutación tales como un relé, un transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET), un transistor de unión bipolar (BJT), un transistor bipolar de puerta aislada (GBT) y un transistor de potencia de nitruro de galio (GaN). En realizaciones de esta solicitud no se describen de nuevo detalles. Cada dispositivo de conmutación puede incluir un primer electrodo, un segundo electrodo y un electrodo de control, donde el electrodo de control se configura para controlar el encendido o apagado del interruptor. Cuando se enciende el interruptor, se puede transmitir una corriente entre el primer electrodo y el segundo electrodo del interruptor. Cuando se apaga el interruptor, no se puede transmitir una corriente entre el primer electrodo y el segundo electrodo del interruptor. El MOSFET se utiliza como ejemplo. El electrodo de control del interruptor es una puerta, el primer electrodo del interruptor puede ser una fuente del dispositivo de conmutación y el segundo electrodo puede ser un drenaje del dispositivo de conmutación. Alternativamente, el primer electrodo puede ser un drenaje del interruptor y el segundo electrodo puede ser una fuente del interruptor.

Un aparato de almacenamiento de energía proporcionado en esta solicitud se puede aplicar a un sistema fotovoltaico. La FIG. 1 es un diagrama esquemático de una estructura de un sistema fotovoltaico según una realización de esta solicitud. Como se muestra en la FIG. 1, el sistema fotovoltaico incluye una pluralidad de módulos fotovoltaicos, un convertidor de corriente continua (CC) a corriente continua (un convertidor CC-CC), un convertidor de corriente continua a corriente alterna (CA) (un convertidor CC-CA), un aparato de almacenamiento de energía y un módulo de control. Durante el uso real, el sistema fotovoltaico puede conectarse a una red eléctrica y transmitir la energía eléctrica generada a la red eléctrica. Alternativamente, el sistema fotovoltaico puede conectarse directamente a un dispositivo alimentado y suministrar directamente energía eléctrica generada al dispositivo alimentado.

La pluralidad de módulos fotovoltaicos se conectan al convertidor CC-CC, y la pluralidad de módulos fotovoltaicos se configuran para: convertir energía óptica en una primera corriente continua y tener como salida la primera corriente continua al convertidor CC-CC. El aparato de almacenamiento de energía se conecta entre el convertidor CC-CC y el convertidor CC-CA, y el convertidor CC-CC puede convertir la primera corriente continua recibida en una segunda corriente continua. El aparato de almacenamiento de energía puede almacenar el exceso de energía eléctrica cuando la energía eléctrica emitida por el convertidor CC-CC excede una demanda de energía eléctrica de la red eléctrica o una demanda del dispositivo alimentado, y enviar la energía eléctrica almacenada a la red eléctrica mediante el uso del convertidor CC-CA cuando la energía eléctrica emitida por el convertidor CC-CC no alcanza la demanda de energía eléctrica. El convertidor CC-CA se conecta a la red eléctrica. El convertidor CC-CA puede convertir la corriente continua recibida en corriente alterna y tener como salida la corriente alterna a la red eléctrica. Además, se puede conectar un transformador entre el sistema fotovoltaico y la red eléctrica, y el transformador aumenta la corriente alterna proporcionada por el sistema fotovoltaico, para implementar la transmisión de alto tensión y similares. Esto debe ser conocido por un experto en la técnica y no está limitado a esta solicitud.

Durante una aplicación real, la red eléctrica normalmente suministra energía al módulo de control. Cuando la red eléctrica conectada al módulo de control se apaga debido a un fallo, mantenimiento de rutina o similar, el sistema fotovoltaico considera directamente por defecto que ocurre un fallo en ese momento y deja de suministrar energía a un controlador. El controlador se configura para controlar el convertidor CC-CC, el convertidor CC-CA y el aparato de almacenamiento de energía. Después de que se soluciona el problema del dispositivo alimentado o de la red eléctrica, se debe restablecer el fuente de alimentación al controlador, para que el aparato de almacenamiento de energía o el módulo fotovoltaico en el sistema fotovoltaico vuelva a suministrar energía a la red eléctrica, implementando así un arranque autógeno.

Actualmente, un método común de arranque autógeno es disponer un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) en el sistema fotovoltaico. Como se muestra en la FIG. 2, el SAI se conecta por separado a la red eléctrica y al controlador, y se configura para: antes de que se apague la red eléctrica, almacenar energía eléctrica transmitida en la red eléctrica, y cuando se apaga la red eléctrica, suministrar energía eléctrica almacenada en el SAI al controlador. Una vez restablecido el fuente de alimentación al controlador, este vuelve a controlar el convertidor CC-CC, el convertidor CC-CA y el aparato de almacenamiento de energía para que funcionen normalmente y reabastece la energía eléctrica generada a la red eléctrica para implementar un arranque autógeno. Además, durante el uso real, el SAI puede incluir además un módulo de fuente de alimentación, y el SAI puede restaurar el fuente de alimentación al controlador mediante el uso del módulo de fuente de alimentación. Cuando se utiliza el método de arranque autógeno antes descrito, es necesario añadir un nuevo dispositivo SAI al sistema fotovoltaico, y se incrementan el volumen y los costes del sistema fotovoltaico. Como la energía eléctrica almacenada en el SAI no se utiliza con mucha frecuencia, el consumo de energía eléctrica de todo el sistema fotovoltaico se reduce aún más. Además, el módulo de fuente de alimentación debe configurarse adicionalmente para el SAI, lo que genera costes elevados y una vida útil corta.

En vista de esto, esta solicitud proporciona un aparato de almacenamiento de energía, un método de control de aparato de almacenamiento de energía y un sistema fotovoltaico, de modo que el sistema fotovoltaico implementa un arranque autógeno mediante el uso de una batería del sistema fotovoltaico sin añadir una fuente de alimentación adicional, reduciendo así los costes del sistema fotovoltaico.

La FIG. 3 es un diagrama esquemático de una estructura de un aparato de almacenamiento de energía. Como se muestra en la FIG. 3, el aparato de almacenamiento de energía proporcionado en esta realización de esta solicitud incluye una pluralidad de grupos de baterías, una pluralidad de unidades de conversión, una unidad de arranque y un controlador. El aparato de almacenamiento de energía se configura para suministrar energía a una red eléctrica. La red eléctrica se configura para suministrar energía al controlador. El aparato de almacenamiento de energía incluye la pluralidad de grupos de baterías, la pluralidad de unidades de conversión, la unidad de arranque y el controlador. El controlador incluye una pluralidad de unidades de control, la pluralidad de grupos de baterías están en una correspondencia uno a uno con la pluralidad de unidades de control y la pluralidad de unidades de conversión, la pluralidad de grupos de baterías están en una correspondencia uno a uno con la pluralidad de unidades de conversión, y cada grupo de baterías se conecta a una unidad de conversión correspondiente. Cada grupo de baterías incluye un paquete de baterías y un interruptor de control. Cada unidad de conversión incluye un convertidor de corriente continua a corriente continua CC-CC, y cada convertidor de CC-CC se conecta a un bus de corriente continua. La unidad de arranque se configura para: después de recibir una señal de inicio, controlar el interruptor de control en al menos uno de la pluralidad de grupos de baterías para cerrar, para iniciar una unidad de control correspondiente al menos a un grupo de baterías correspondiente al interruptor de control. Cualquiera de la pluralidad de unidades de control se configura para determinar, en función de un estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente, si un modo de arranque autógeno está activado, donde el modo de arranque autógeno es un modo en el que el fuente de alimentación a la red eléctrica necesita ser restaurado después de que la red eléctrica se apaga o el fuente de alimentación a un sistema se restaura mediante el uso de la red eléctrica; y al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente para convertir la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente en un objetivo de tensión para salida y liberación, para energizar el bus de corriente continua.

En un escenario de aplicación práctica, el aparato de almacenamiento de energía puede fijarse en un sistema fotovoltaico. Alternativamente, el aparato de almacenamiento de energía puede ser flexible y desmontable. Es decir, se proporciona una interfaz de conexión fija en el sistema fotovoltaico, y el aparato de almacenamiento de energía puede conectarse al sistema fotovoltaico a través de la interfaz de conexión fija.

El paquete de baterías en el grupo de baterías puede ser una sola batería de almacenamiento o puede ser un grupo de baterías de almacenamiento formado por una pluralidad de baterías de almacenamiento. Específicamente, la batería de almacenamiento puede ser una combinación de una o más de las siguientes: una batería de plomo-carbono, una batería de fosfato de hierro y litio, una batería ternaria de litio, una batería de sodio-azufre y una batería de flujo. El paquete de baterías se puede seleccionar de forma flexible en función de un entorno de aplicación real, un presupuesto de costes y similares.

El convertidor CC-CC incluido en la unidad de conversión se configura para: cuando la energía eléctrica generada por un módulo fotovoltaico en el sistema fotovoltaico excede una demanda de energía eléctrica de la red eléctrica, convertir una primera corriente continua recibida en una segunda corriente continua e introducir la segunda corriente continua en el grupo de baterías en el aparato de almacenamiento de energía, de modo que el grupo de baterías almacene el exceso de energía eléctrica; y cuando la energía eléctrica generada por el módulo fotovoltaico no alcanza una demanda de energía eléctrica de un dispositivo alimentado, convertir una segunda corriente continua generada por el grupo de baterías en una primera corriente continua y enviar la primera corriente continua a la red eléctrica. Además, se pueden conectar un transformador y un convertidor de CC-CA entre la unidad de conversión y la red eléctrica; el convertidor de CC-CA puede convertir la corriente continua recibida en una corriente alterna y tener como salida la corriente alterna a la red eléctrica, y el transformador aumenta la corriente alterna proporcionada por el sistema fotovoltaico para implementar la transmisión de alta tensión y similares. Esto debe ser conocido por un experto en la técnica y no está limitado a esta solicitud. Además, para permitir que el bus de corriente continua en el sistema fotovoltaico se inicie lentamente, el convertidor CC-CC puede liberar la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, de modo que el bus de corriente continua se energice. En concreto, el convertidor CC-CC puede convertir la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías del grupo de baterías correspondiente en el objetivo de tensión. El objetivo de tensión es menor que la tensión de trabajo normal del bus de corriente continua.

El controlador puede incluir una pluralidad de unidades de control. La pluralidad de unidades de control también está en correspondencia uno a uno con la pluralidad de unidades de conversión. La unidad de control puede ser una unidad de procesamiento central (CPU) de propósito general, un procesador de propósito general (DSP), un procesador de señal digital, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), una distribución de puertas programables en campo (FPGA) u otro dispositivo lógico programable, un dispositivo transistor lógico, un componente hardware o cualquier combinación de los mismos. La unidad de control puede implementar o ejecutar bloques, módulos y circuitos lógicos en diversos ejemplos descritos con referencia al contenido divulgado en esta solicitud. El procesador puede ser una combinación de procesadores que implementan una función informática, por ejemplo, una combinación que incluye uno o más microprocesadores, o una combinación de un DSP y un microprocesador.

A continuación se describen estructuras específicas de la pluralidad de grupos de baterías, la unidad de arranque y el controlador en el aparato de almacenamiento de energía.

En una implementación posible, cada grupo de baterías incluye además una primera fuente de alimentación auxiliar. En cada grupo de baterías, un primer electrodo del interruptor de control se conecta a un extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar, un segundo extremo del paquete de baterías se conecta al otro extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar, el primer electrodo del interruptor de control se conecta además a la unidad de arranque, un segundo electrodo del interruptor de control se conecta por separado a un primer extremo del paquete de baterías y a la unidad de arranque, y un electrodo de control del interruptor de control se conecta a la primera fuente de alimentación auxiliar. La primera fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de los múltiples grupos de baterías se configura para: después de que se cierra el interruptor de control en el grupo de baterías, suministrar energía a una unidad de gestión de baterías en la unidad de control correspondiente al grupo de baterías.

Cada unidad de control incluye la unidad de gestión de batería BMU. Cualquier unidad de gestión de batería en la pluralidad de unidades de control se configura para: detectar el estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente a la unidad de control; determinar si el modo de arranque autógeno está activado; y cuando el interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente a la unidad de control está cerrado, determinar que el modo de arranque autógeno está activado.

Después de que se apaga la red eléctrica, se activa la señal de inicio y la unidad de arranque controla el interruptor de control en al menos uno de los grupos de baterías para cerrarlo, para iniciar la primera fuente de alimentación auxiliar. Se forma una ruta de conducción entre la primera fuente de alimentación auxiliar y la unidad de gestión de batería, de modo que la primera fuente de alimentación auxiliar suministra energía a la unidad de gestión de batería en la unidad de control correspondiente.

En este caso, la unidad de gestión de batería detecta una señal eléctrica en la primera fuente de alimentación auxiliar. Después de determinar que la señal eléctrica detectada dura la duración especificada, la unidad de gestión de batería controla la primera fuente de alimentación auxiliar para cerrar el interruptor de control. En este caso, la unidad de gestión de batería detecta nuevamente un estado cerrado del interruptor de control. Cuando se cierra el interruptor de control, la unidad de gestión de batería determina que el modo de arranque autógeno está activado, es decir, determina que la red eléctrica está actualmente apagada y es necesario restablecer el fuente de alimentación a la red eléctrica.

En una implementación posible, cuando el paquete de baterías no necesita almacenar o liberar energía eléctrica, la primera fuente de alimentación auxiliar puede controlarse además mediante el uso de la unidad de gestión de batería, de modo que la primera fuente de alimentación auxiliar esté habilitada para controlar el interruptor de control, para desconectar el paquete de baterías de la primera fuente de alimentación auxiliar, evitando así que la primera fuente de alimentación auxiliar consuma la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías.

Además, el interruptor de control incluido en cada grupo de baterías puede ser además un interruptor vinculado. Debido a una estructura del interruptor vinculado, después de que se cierra un interruptor de control, un interruptor de control en cada uno de los otros grupos de baterías puede ser accionado para cerrarse juntos, para suministrar energía a la primera fuente de alimentación auxiliar en cada grupo de baterías, de modo que el sistema fotovoltaico entre a un modo de arranque autógeno como un todo.

Con referencia a la FIG. 4, para facilitar el entendimiento, a continuación se describe un ejemplo específico de la estructura del grupo de baterías.

La FIG. 4 es un diagrama esquemático de una estructura de un grupo de baterías según una realización de esta solicitud. En la FIG. 4, una pluralidad de baterías constituyen un paquete de baterías, K1 es un interruptor de control y una BMU es una unidad de gestión de baterías.

Una relación de conexión de dispositivos en el grupo de baterías que se muestra en la FIG. 4 puede ser la siguiente: una primera fuente de alimentación auxiliar se conecta a la unidad de gestión de batería, un primer extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar se conecta a un primer electrodo de K1, un segundo extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar se conecta a un segundo extremo del paquete de baterías, un segundo electrodo de K1 se conecta a un primer extremo del paquete de baterías y un electrodo de control de K1 se conecta a una unidad de arranque.

Después de que la unidad de arranque recibe una señal de arranque, se forma una ruta de conducción entre el paquete de baterías y la primera fuente de alimentación auxiliar mediante el uso de la unidad de arranque. En este caso, le paquete de baterías transmite energía eléctrica a la primera fuente de alimentación auxiliar, y la primera fuente de alimentación auxiliar genera una señal eléctrica. La unidad de gestión de baterías detecta la señal eléctrica en la primera fuente de alimentación auxiliar y, tras determinar que la señal eléctrica detectada dura el tiempo especificado, controla la primera fuente de alimentación auxiliar para cerrar el electrodo de control del interruptor de control. La unidad de gestión de batería detecta nuevamente un estado cerrado del electrodo de control y, cuando K1 está cerrado, determina que está activado un modo de arranque autógeno. Ciertamente, las descripciones anteriores de la estructura del grupo de baterías son sólo un ejemplo. En una aplicación práctica, debido a las diferentes formas cerradas del interruptor de control, se puede utilizar alternativamente otra estructura dentro del grupo de baterías.

Para facilitar el entendimiento, a continuación se describe un ejemplo específico de la estructura de la unidad de arranque. La unidad de arranque se conecta a una pluralidad de grupos de baterías, de modo que la unidad de arranque recibe la señal de arranque cuando la red eléctrica se desconecta debido a un fallo, formando así la ruta de conducción entre la primera fuente de alimentación auxiliar en un módulo de batería y el paquete de baterías, para implementar un arranque autógeno.

La FIG. 5 es un diagrama esquemático de una estructura de una unidad de arranque. Como se muestra en la FIG. 5, para reducir el volumen y los costes de un aparato de almacenamiento de energía, la unidad de arranque incluye un interruptor de botón, y el interruptor de botón se conecta en paralelo a uno o más interruptores de control en una pluralidad de grupos de baterías. Una señal de inicio recibida por la unidad de arranque puede ser una señal para la cual la duración de presión es más larga que la duración especificada y un valor de presión de presión es mayor que un valor de presión especificado.

En una implementación posible, la unidad de arranque puede incluir además una pluralidad de interruptores de botón en una correspondencia uno a uno con la pluralidad de grupos de baterías.

Cada interruptor de botón se conecta en paralelo al interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente. Durante el uso real, es posible que haya una pluralidad de segundos interruptores de botón secundarios adyacentes o ubicados en ubicaciones diferentes. Una primera fuente de alimentación auxiliar en cada grupo de baterías puede enviar una señal de control a cualquier interruptor de control. Por lo tanto, cuando cualquier segundo interruptor de botón recibe la señal de inicio, el interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente puede cerrarse después de recibir la señal de control, y el interruptor de control se cierra después de que se energiza la primera fuente de alimentación auxiliar. Ciertamente, las descripciones anteriores de la estructura de la unidad de arranque son sólo un ejemplo y, en una aplicación práctica, la unidad de arranque puede utilizar alternativamente otra estructura. Por ejemplo, el interruptor en la unidad de arranque puede ser un interruptor de contactor, un interruptor magnético o similar.

En una implementación posible, cada unidad de conversión incluye además una segunda fuente de alimentación auxiliar. La primera fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de los múltiples grupos de baterías se conecta a la segunda fuente de alimentación auxiliar en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías. Cada unidad de control incluye una unidad de control de batería (BCU).

La primera fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de la pluralidad de grupos de baterías se configura además para iniciar la segunda fuente de alimentación auxiliar en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías; la segunda fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de la pluralidad de unidades de conversión se configura para suministrar energía a la unidad de control de batería en la unidad de control correspondiente al grupo de baterías; cualquier unidad de control de batería en una pluralidad de unidades de control se configura para: al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar un convertidor de CC-CC en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías para liberar energía eléctrica almacenada en un paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, para energizar un bus de corriente continua.

La FIG. 6 es un diagrama esquemático de una estructura de un aparato de almacenamiento de energía que incluye una unidad de control de batería. Como se muestra en la FIG. 6, después de que se inicia una primera fuente de alimentación auxiliar, la primera fuente de alimentación auxiliar permite que se inicie una segunda fuente de alimentación auxiliar. La segunda fuente de alimentación auxiliar se configura para suministrar energía a la unidad de control de batería en una unidad de control correspondiente. Después de encender la unidad de control de batería, la unidad de control de batería determina si un modo de arranque autógeno está activado; y si la unidad de control de batería está en el modo de arranque autógeno, controla un convertidor CC-CC en una unidad de conversión correspondiente para liberar energía eléctrica almacenada en un paquete de baterías en un grupo de baterías correspondiente, para energizar un bus de corriente continua. Específicamente, la unidad de control de la batería puede comunicarse con una unidad de gestión de batería para determinar si la unidad de control de la batería ya ha entrado al modo de arranque autógeno. Opcionalmente, una unidad de control de batería en cada unidad de control se comunica con la unidad de gestión de batería de al menos una de las siguientes maneras: una red de área local cableada (LAN), un bus serial (RS-485), una red de área del controlador (controller area network, CAN) y una comunicación de línea eléctrica (PLC), un servicio general de radio por paquetes (GPRS), una red inalámbrica, Bluetooth, ZigBee e infrarrojos.

Opcionalmente, la unidad de control de batería puede controlar la conexión y desconexión de un dispositivo de conmutación en el convertidor CC-CC mediante una señal de control. Por ejemplo, la señal de control puede ser una señal de modulación por ancho de pulsos (PWM) que se utiliza para ajustar, a un objetivo de tensión mediante el establecimiento de diferentes ciclos de trabajo, una tensión que sale del convertidor CC-CC. Aquí no se limita una manera específica de generar la señal de control, y ésta debe ser conocida por un experto en la técnica.

Opcionalmente, el dispositivo de conmutación en el convertidor CC-CC puede ser uno o más de una pluralidad de tipos de dispositivos de conmutación, tales como un relé, un transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico, un transistor de unión bipolar, un transistor bipolar de puerta aislada y un tubo de potencia de nitruro de galio. En esta realización de esta solicitud no se enumeran uno por uno los diversos tipos de dispositivos de conmutación. Cada dispositivo de conmutación puede incluir un primer electrodo, un segundo electrodo y un electrodo de control, donde el electrodo de control se configura para controlar el encendido o apagado del interruptor. Cuando se enciende el interruptor, se puede transmitir una corriente entre el primer electrodo y el segundo electrodo del interruptor. Cuando se apaga el interruptor, no se puede transmitir una corriente entre el primer electrodo y el segundo electrodo del interruptor. Se utiliza como ejemplo el transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico. El electrodo de control del interruptor es una puerta, el primer electrodo del interruptor puede ser una fuente del dispositivo de conmutación y el segundo electrodo puede ser un drenaje del dispositivo de conmutación. Alternativamente, el primer electrodo puede ser un drenaje del interruptor y el segundo electrodo puede ser una fuente del interruptor.

La FIG. 7A es un diagrama esquemático 1 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía. Como se muestra en la FIG. 7A, en una implementación posible, el aparato de almacenamiento de energía incluye además una pluralidad de sistemas de conversión de potencia PCS. La pluralidad de sistemas de conversión de potencia están en correspondencia uno a uno con la pluralidad de unidades de conversión. Cualquiera de la pluralidad de unidades de conversión se conecta mutuamente a cualquiera de la pluralidad de sistemas de conversión de potencia a través del bus de corriente continua.

Opcionalmente, el aparato de almacenamiento de energía incluye además una pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, una pluralidad de fuentes de alimentación auxiliares de terceros y una pluralidad de unidades de control de sistema SCU. La pluralidad de sistemas de conversión de potencia están en una correspondencia uno a uno con la pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, la pluralidad de fuentes de alimentación auxiliares de terceros y la pluralidad de unidades de control de sistema SCU. Cualquiera de la pluralidad de terceras fuentes de alimentación auxiliares se configura para obtener potencia del bus de corriente continua para iniciar la unidad de monitorización correspondiente al sistema de conversión de potencia. Cualquier unidad de control de batería en la pluralidad de unidades de control se configura además para: al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías para generar una señal de perturbación a una frecuencia especificada en el bus de corriente continua. Cualquiera de las unidades de control de sistema se configura para: detectar la señal de perturbación en el bus de corriente continua y un estado de funcionamiento del armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia; y cuando se detecta la señal de perturbación a la frecuencia especificada en el bus de corriente continua y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de funcionamiento normal, iniciar el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia. Una vez que el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red se inician normalmente, todo el aparato de almacenamiento de energía puede funcionar normalmente y suministrar energía a una red eléctrica, de modo que se restablece el fuente de alimentación a la red eléctrica.

Un experto en la técnica debe conocer una manera en la que la unidad de control de batería se comunica con la unidad de monitorización, y la manera no se describe en detalle en esta memoria. La unidad de monitorización puede obtener una señal de arranque autógeno de la unidad de control de batería y, después de obtener la señal de arranque autógeno, determinar que el modo de arranque autógeno está activado. Al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, la unidad de monitorización inicia el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red.

La FIG. 7B es un diagrama esquemático 2 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía. Como se muestra en la FIG. 7B, en algunos escenarios, debido a los costes o al límite de distancia, es difícil que la unidad de control de batería se comunique con la unidad de monitorización, y cualquier unidad de control de batería en la pluralidad de unidades de control se configura además para: al determinar que un modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías para generar una señal de perturbación a una frecuencia específica en el bus de corriente continua. Específicamente, la unidad de control de batería controla el convertidor CC-CC para generar perturbaciones en el bus, y utiliza una frecuencia de perturbación de tensión de bus específica para indicar que el modo de arranque autógeno está activado, de modo que después de recibir la perturbación de tensión de bus, todas las unidades de control de sistema decodifican la perturbación de tensión de bus, para determinar que el modo de arranque autógeno está activado. En algunos ejemplos, una forma de la perturbación puede ser una onda rectangular, una onda de diente de sierra, una onda de escalera o similar, y la forma de la perturbación no se limita en esta memoria.

La FIG. 7C es un diagrama esquemático 3 de una estructura entera de un aparato de almacenamiento de energía. Como se muestra en la FIG. 7C, cuando es difícil para la unidad de control de batería comunicarse con la unidad de monitorización, y en diferentes buses, los convertidores CC-CC se conectan a sistemas de conversión de potencia, en caso de que la unidad de control de batería determine que un modo de arranque autógeno está activado, el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente se controla para generar una señal de perturbación a una frecuencia específica en el bus de corriente continua, y la frecuencia de perturbación de tensión de bus específico se utiliza para indicar que el modo de arranque autógeno está activado. Después de recibir la perturbación de tensión de bus mencionada anteriormente, la unidad de monitorización conectada al convertidor CC-CC en un bus de corriente continua decodifica la perturbación de tensión de bus para determinar que el modo de arranque autógeno está activado. Otros armarios de encendido/apagado de la red eléctrica son notificados, por el armario de conexión/desconexión de red que está en la red eléctrica y que corresponde a la unidad de monitorización, para entrar al modo de arranque autógeno, y finalmente los otros armarios de encendido/apagado de la red realizan la transmisión aguas abajo por separado, para permitir que todo el aparato de almacenamiento de energía complete un arranque autógeno.

Una realización de esta solicitud proporciona un método de control de un aparato de almacenamiento de energía, aplicado a un aparato de almacenamiento de energía. El aparato de almacenamiento de energía incluye: una pluralidad de grupos de baterías, una pluralidad de unidades de conversión, una unidad de arranque y un controlador. El método incluye: después de recibir una señal de inicio, controlar un interruptor de control en al menos uno de la pluralidad de grupos de baterías para cerrar, para iniciar una unidad de control correspondiente al grupo de baterías; determinar, en función de un estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente, si un modo de arranque autógeno está activado, donde el modo de arranque autógeno es un modo en el cual el fuente de alimentación a una red eléctrica necesita ser restaurado después de que la red eléctrica se apaga; y cuando se determina que el modo de arranque autógeno está activado, controlar un convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente para liberar energía eléctrica almacenada en un paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, para energizar un bus de corriente continua.

En una implementación posible, el aparato de almacenamiento de energía incluye además una pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, una pluralidad de fuentes de alimentación auxiliares de terceros y una pluralidad de unidades de control de sistema SCU. Una pluralidad de sistemas de conversión de potencia están en una correspondencia uno a uno con la pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, la pluralidad de fuentes de alimentación auxiliares de terceros y la pluralidad de unidades de control de sistema SCU. El sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red. El sistema de conversión de potencia incluye la unidad de monitorización SCU. El método incluye además: detectar la señal de perturbación en el bus de corriente continua y un estado de funcionamiento del armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia; y cuando se detecta la señal de perturbación a una frecuencia especificada en el bus de corriente continua y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de funcionamiento normal, iniciar el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia.

De la realización anterior se puede concluir que, con base en el aparato de almacenamiento de energía proporcionado en esta realización de esta solicitud, cuando se activa la señal de inicio después de que se apaga la red eléctrica conectada a un sistema fotovoltaico, la señal de inicio se envía a la unidad de arranque. Después de recibir la señal de inicio, la unidad de arranque controla el interruptor de control en al menos uno de los grupos de baterías para cerrar, e inicia la unidad de control correspondiente al interruptor de control. La unidad de control puede determinar, en función del estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente, si el modo de arranque autógeno está activado; y al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente para liberar la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, de modo que se energice el bus de corriente continua, implementando así un arranque autógeno sin añadir un dispositivo adicional.

Ciertamente, las descripciones anteriores de la estructura del aparato de almacenamiento de energía son sólo un ejemplo. En una aplicación práctica, en función de los diferentes dispositivos en el grupo de baterías, la unidad de conversión y la unidad de arranque, el aparato de almacenamiento de energía puede utilizar alternativamente otras estructuras. Las demás estructuras no se describen una por una en esta solicitud.

Debe entenderse que el aparato de almacenamiento de energía y el método de control de aparato de almacenamiento de energía anteriores también pueden aplicarse a otros campos en los que se necesita implementar un arranque autógeno, como la generación de potencia eólica, la generación de potencia hidroeléctrica y la generación de potencia térmica. El arranque autógeno se puede implementar utilizando el aparato y el método antes mencionados, para reducir los costes del arranque autógeno.

Específicamente, para la estructura del aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 7A, el aparato de almacenamiento de energía se puede controlar realizando un método de control de aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 8A, implementando así un arranque autógeno. Específicamente el método de control incluye principalmente las siguientes etapas.

S8101: realizar un arranque autógeno después de que la red eléctrica se desactiva, y pulsar un interruptor botón en una unidad de arranque.

Se debe entender que, después de presionar el interruptor de botón en la unidad de arranque, se forma una ruta de conducción entre una primera fuente de alimentación auxiliar y una unidad de gestión de batería, de modo que la primera fuente de alimentación auxiliar suministra energía a la unidad de gestión de batería en una unidad de control correspondiente.

S8102: La unidad de gestión de batería detecta una señal eléctrica en la primera fuente de alimentación auxiliar y, después de determinar que la señal eléctrica detectada dura la duración especificada, controla la primera fuente de alimentación auxiliar para cerrar un interruptor de control. La unidad de gestión de batería detecta nuevamente un estado cerrado del interruptor de control y, cuando el interruptor de control está cerrado, determina que está activado un modo de arranque autógeno.

S8103: la primera fuente de alimentación auxiliar inicia una segunda fuente de alimentación auxiliar, de modo que una unidad de control de baterías BCU se enciende; la unida de control de batería establece una conexión de comunicación a la unidad de gestión de batería; y cuando determina que el modo de arranque autógeno está activo, la unidad de control de batería controla un convertidor CC-CC en una unidad de conversión correspondiente para convertir la energía eléctrica almacenada en un paquete de batería en un grupo de baterías correspondiente hasta un objetivo de tensión, y tiene como salida el objetivo de tensión a un bus de corriente continua

S8104: una tercera fuente de alimentación auxiliar obtiene potencia del bus de corriente continua para alimentar una unidad de monitorización, y la unidad de control de batería establece una conexión de comunicación con la unidad de monitorización; y la unidad de monitorización obtiene una señal de la unidad de control de batería para determinar si el modo de arranque autógeno está activo, y cuando determina que el modo de arranque autógeno está activo, y un armario de conexión/desconexión de red correspondiente a un sistema de conversión de potencia está en un estado de trabajo normal, inicia todos los sistemas de conversión de potencia en todos los armarios de conexión/desconexión de red.

Para la estructura del aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 7B, el aparato de almacenamiento de energía se puede controlar realizando un método de control de aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 8B, implementando así un arranque autógeno. Específicamente el método de control incluye principalmente las siguientes etapas.

El método de la etapa S8201 a la etapa S8203 es el mismo que el método de la etapa S8101 a la etapa S8103 que se muestra en la FIG. 8A. Los detalles no se describen de nuevo en esta memoria.

Etapa S8204: una tercera fuente de alimentación auxiliar obtiene potencia del bus de corriente continua para alimentar una unidad de monitorización, y la unidad de control de batería BCU controla el convertidor CC-CC para generar perturbación de tensión a una frecuencia determinada en el bus de corriente continua.

Etapa S8205: todos los sistema de conversión de potencia se conectan en el mismo bus de corriente continua, y cada unidad de monitorización detecta la perturbación de tensión en el bus de corriente continua; tras recibir la perturbación de tensión a la frecuencia especificada, la unidad de monitorización decodifica la perturbación de tensión; y después de que la unidad de monitorización determina que el modo de arranque autógeno está activo y un armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de trabajo normal, la unidad de monitorización inicia todos los sistemas de conversión de potencia y todos los armarios de conexión/desconexión de red.

Para la estructura del aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 7C, el aparato de almacenamiento de energía se puede controlar realizando un método de control de aparato de almacenamiento de energía que se muestra en la FIG. 8C, implementando así un arranque autógeno. Específicamente el método de control incluye principalmente las siguientes etapas.

El método de la etapa S8301 a la etapa S8303 es el mismo que el método de la etapa S8101 a la etapa S8103 que se muestra en la FIG. 8A. Los detalles no se describen de nuevo en esta memoria.

Etapa S8304: una tercera fuente de alimentación auxiliar obtiene potencia del bus de corriente continua para alimentar una unidad de monitorización, y la unidad de control de batería BCU controla el convertidor CC-CC para generar perturbación de tensión a una frecuencia determinada en el bus de corriente continua.

Etapa S8305: todos los sistemas de conversión de potencia se conectan a diferentes buses de corriente continua, y el sistema de conversión de potencia conectado al convertidor CC-CC detecta la perturbación de tensión en el bus; tras recibir la perturbación de tensión en la segunda frecuencia especificada, la unidad de monitorización decodifica la perturbación de tensión; después de que la unidad de monitorización determina que el modo de arranque autógeno está activo y un armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de trabajo normal, la unidad de monitorización inicia el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia.

Etapa S8306: El armario de conexión/desconexión de red notifica, a través del bus en la red eléctrica, a otro armario de conexión/desconexión de red para que entre al modo de arranque autógeno.

Basándose en un mismo concepto inventivo, una realización de esta solicitud proporciona un sistema fotovoltaico. Como se muestra en la FIG. 9, el sistema fotovoltaico incluye: una pluralidad de módulos fotovoltaicos, un convertidor de corriente continua a corriente continua CC-CC y un convertidor de corriente continua a corriente alterna CC-CA, un módulo de control y el aparato de almacenamiento de energía definido en la realización anterior.

La pluralidad de módulos fotovoltaicos se conectan al convertidor CC-CC, y se configuran para: convertir energía óptica en una primera corriente continua y tener como salida la primera corriente continua al convertidor CC-CC. El convertidor CC-CC se conecta por separado al convertidor CC-CA y al aparato de almacenamiento de energía, y el convertidor CC-CC se configura para: convertir la primera corriente continua en una segunda corriente continua y tener como salida por separado la segunda corriente continua al convertidor CC-CA y al aparato de almacenamiento de energía. El aparato de almacenamiento de energía se conecta al módulo de control, y el aparato de almacenamiento de energía se configura para suministrar energía al módulo de control. El convertidor CC-CA se configura para: convertir la segunda corriente continua en una primera corriente alterna y tener como salida la primera corriente alterna. El módulo de control se conecta por separado al convertidor CC-CC y al convertidor CC-CA, y el módulo de control se configura para controlar un estado de trabajo del convertidor CC-CC y un estado de trabajo del convertidor CC-CA. En una implementación posible, el módulo de control se configura además para controlar un estado de funcionamiento del aparato de almacenamiento de energía.

Los expertos en la técnica deben comprender que las realizaciones de esta solicitud pueden proporcionarse como un método, un sistema o un producto de programa informático. Por lo tanto, esta solicitud puede usar una forma de una realización de solo hardware, una realización de solo software o una realización con una combinación de software y hardware. Además, esta solicitud puede usar una forma de producto de programa informático que se implementa en uno o más soportes de almacenamiento usables por ordenador (incluidos, pero sin limitarse a una memoria de disco magnético, un CD-ROM, una memoria óptica y similares) que incluyen código de programa usable por ordenador.

Debe entenderse en función de los diagramas de flujo y/o los diagramas de bloques del método, el dispositivo (el sistema), y el producto de programa informático según esta solicitud que las instrucciones del programa informático pueden usarse para implementar cada proceso y/o cada bloque en los diagramas de flujo y/o los diagramas de bloques y una combinación de un proceso y/o un bloque en los diagramas de flujo y/o los diagramas de bloques. Estas instrucciones del programa informático pueden proporcionarse a un procesador de un ordenador de uso general, un ordenador especializado, un procesador integrado o un procesador de cualquier otro dispositivo de procesamiento de datos programable para generar una máquina, para que las instrucciones, que se ejecutan por un ordenador o un procesador de cualquier otro dispositivo de procesamiento de datos programable generen un aparato para implementar una función específica en uno o más procesos en los diagramas de flujo y/o en uno o más de los bloques en los diagramas de bloques.

Estas instrucciones de programa informático pueden almacenarse en una memoria legible por ordenador que puede indicar a un ordenador u otro dispositivo de procesamiento de datos programable que funcione de una forma específica, para que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por ordenador generen un artefacto que incluya un aparato de instrucción. El aparato de instrucción implementa una función específica en uno o más procesos en los diagramas de flujo y/o en uno o más bloques en los diagramas de bloques.

Estas instrucciones de programa informático se pueden cargar de manera alternativa en el ordenador o cualquier otro dispositivo de procesamiento de datos programable, de tal modo que se realiza una serie de operaciones y etapas en el ordenador o en cualquier otro dispositivo programable, para generar un procesamiento implementado por ordenador. Por lo tanto, las instrucciones ejecutadas en el ordenador o en cualquier otro dispositivo programable proporcionan etapas para implementar una función específica en uno o más procesos en los diagramas de flujo y/o en uno o más bloques en los diagramas de bloques.

Es evidente que un experto en la técnica puede realizar diversas modificaciones y variaciones a esta solicitud sin apartarse del alcance de esta solicitud. Esta solicitud pretende cubrir estas modificaciones y variaciones de esta solicitud siempre que caigan dentro del alcance de protección definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de almacenamiento de energía, en donde el aparato de almacenamiento de energía se configura para suministrar energía a una red eléctrica; el aparato de almacenamiento de energía comprende: una pluralidad de grupos de baterías, una pluralidad de unidades de conversión, una unidad de arranque, y un controlador; la red eléctrica se configura para suministrar energía al controlador, el controlador comprende una pluralidad de unidades de control, la pluralidad de grupos de baterías están en correspondencia uno a uno con la pluralidad de unidades de control y la pluralidad de unidades de conversión, y cada grupo de baterías se conecta a una unidad de conversión correspondiente; cada grupo de baterías comprende un paquete de baterías y un interruptor de control; y cada unidad de conversión comprende un convertidor CC-CC de corriente continua a corriente continua, y cada convertidor CC-CC está conectado a un bus de corriente continua;

la unidad de arranque se configura para: después de recibir una señal de inicio, controlar el interruptor de control en al menos uno de la pluralidad de grupos de baterías a la posición de cierre, para iniciar una unidad de control correspondiente al menos a un grupo de baterías; y

cualquiera de la pluralidad de unidades de control se configura para detectar, en función de un estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente, si un modo de arranque autógeno está activado, y cuando el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente para liberar la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, para energizar el bus de corriente continua, en donde el modo de arranque autógeno está en un modo en el que el fuente de alimentación a la red eléctrica tiene que restaurarse después de que la red eléctrica se apaga,

en donde cada unidad de control comprende una unidad de gestión de batería, BMU;

cualquier unidad de gestión de batería en la pluralidad de unidades de control se configura para: detectar el estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente a la unidad de control; determinar si el modo de arranque autógeno está activado; y cuando el interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente a la unidad de control está cerrado, determinar que el modo de arranque autógeno está activado;

caracterizado por que

cada grupo de baterías comprende además: una primera fuente de alimentación auxiliar; en cada grupo de baterías, un primer electrodo del interruptor de control se conecta a un extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar, un segundo extremo del paquete de baterías se conecta al otro extremo de la primera fuente de alimentación auxiliar, el primer electrodo del interruptor de control se conecta además a la unidad de arranque, un segundo electrodo del interruptor de control se conecta por separado a un primer extremo del paquete de baterías y a la unidad de arranque, y un electrodo de control del interruptor de control se conecta a la primera fuente de alimentación auxiliar; y

la primera fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de los múltiples grupos de baterías se configura para: después de que se cierra el interruptor de control en el grupo de baterías, suministrar energía a una unidad de gestión de baterías en la unidad de control correspondiente al grupo de baterías.

2. El aparato de almacenamiento de energía según la reivindicación 1, en donde cada unidad de conversión comprende además una segunda fuente de alimentación auxiliar; la primera fuente de alimentación auxiliar de cualquiera de los grupos de baterías se conecta a la segunda fuente de alimentación auxiliar de la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías; cada unidad de control comprende una unidad de control de batería, BCU.

la primera fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de los múltiples grupos de baterías se configura además para iniciar (S8103) a la segunda fuente de alimentación auxiliar en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías;

la segunda fuente de alimentación auxiliar en cualquiera de la pluralidad de unidades de conversión se configura para suministrar energía a la unidad de control de batería en la unidad de control correspondiente al grupo de baterías; y

cualquier unidad de control de batería en la pluralidad de unidades de control se configura para: al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías para liberar la energía eléctrica almacenada en el paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, para energizar el bus de corriente continua.

3. El aparato de almacenamiento de energía según la reivindicación 2, en donde la unidad de control de batería en cada unidad de control se comunica con la unidad de gestión de batería de al menos una de las siguientes maneras: una red de área local cableada LAN, un bus serie, una red de área de controlador CAN y un PLC portador de línea eléctrica, un servicio general de radio por paquetes GPRS, una red inalámbrica wifi, Bluetooth, ZigBee o infrarrojos.

4. El aparato de almacenamiento de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde comprende además una pluralidad de sistemas de conversión de potencia PCS, en donde dichos sistemas se corresponden uno a uno con las unidades de conversión; y

cualquiera de las unidades de conversión se conecta mutuamente con cualquiera de los sistemas de conversión de potencia a través del bus de corriente continua.

5. El aparato de almacenamiento de energía según la reivindicación 4, en donde el aparato de almacenamiento de energía comprende además una pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, y una pluralidad de terceras fuentes de alimentación auxiliares y una pluralidad de unidades de control de sistema SCU; y los sistemas de conversión de potencia se corresponden directamente con los armarios de conexión/desconexión de red, las fuentes de alimentación auxiliares y las unidades de control de sistema SCU.

cualquiera de la pluralidad de terceras fuentes de alimentación auxiliares se configura para obtener (S8104) potencia del bus de corriente continua para iniciar la unidad de monitorización correspondiente al sistema de conversión de potencia;

cualquier unidad de control de batería en la pluralidad de unidades de control se configura además para: al determinar que el modo de arranque autógeno está activado, controlar el convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente al grupo de baterías para generar una señal de perturbación a una frecuencia especificada en el bus de corriente continua; y

cualquiera de las unidades de control de sistema se configura para: detectar la señal de perturbación (S8205) en el bus de corriente continua y un estado de funcionamiento del armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia, y

cuando se detecta la señal de perturbación en la frecuencia especificada en el bus de corriente continua y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de funcionamiento normal, inicie el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia.

6. El aparato de almacenamiento de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la unidad de arranque comprende un interruptor de botón, en donde el interruptor de botón se conecta en paralelo a uno o más interruptores de control en la pluralidad de grupos de baterías.

7. Un sistema fotovoltaico, en donde el sistema fotovoltaico comprende una pluralidad de módulos fotovoltaicos, un convertidor de corriente continua a corriente continua CC-CC, un convertidor de corriente continua a corriente alterna CC-CA, un módulo de control y el aparato de almacenamiento de energía según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde

la pluralidad de módulos fotovoltaicos se conectan al convertidor CC-CC, y la pluralidad de módulos fotovoltaicos se configuran para: convertir energía óptica en una primera corriente continua y tener como salida la primera corriente continua al convertidor CC-CC;

el convertidor CC-CC se conecta por separado al convertidor CC-CA y al aparato de almacenamiento de energía, y el convertidor CC-CC se configura para: convertir la primera corriente continua en una segunda corriente continua y tener como salida por separado la segunda corriente continua al convertidor CC-CA y al aparato de almacenamiento de energía;

el aparato de almacenamiento de energía se conecta al módulo de control, y el aparato de almacenamiento de energía se configura para suministrar energía al módulo de control;

el convertidor CC-CA se configura para: convertir la segunda corriente continua en una corriente alterna y tener como salida la corriente alterna: y

el módulo de control se conecta por separado al convertidor CC-CC y al convertidor CC-CA, y el módulo de control se configura para controlar un estado de trabajo del convertidor CC-CC y un estado de trabajo del convertidor CC-CA.

8. El sistema según la reivindicación 7, en donde el módulo de control se configura además para controlar un estado de funcionamiento del aparato de almacenamiento de energía.

9. Un método de control de un aparato de almacenamiento de energía, aplicado a un aparato de almacenamiento de energía, en donde el aparato de almacenamiento de energía comprende una pluralidad de grupos de baterías, varias unidades de conversión, una unidad de arranque y un controlador; y el método comprende:

después de recibir una señal de inicio, controlar un interruptor de control en al menos uno de la pluralidad de grupos de baterías a la posición cerrada, para iniciar una unidad de control correspondiente al grupo de baterías;

detectar, en función de un estado del interruptor de control en el grupo de baterías correspondiente, si está activado un modo de arranque autógeno, en donde el modo de arranque autógeno es un modo en el que es necesario restablecer el fuente de alimentación a una red eléctrica después de que se apague la red eléctrica; y

cuando el modo de arranque autógeno está activado, controlar un convertidor CC-CC en la unidad de conversión correspondiente para liberar energía eléctrica almacenada en un paquete de baterías en el grupo de baterías correspondiente, para energizar un bus de corriente continua,

caracterizado por que

el aparato de almacenamiento de energía comprende además una pluralidad de armarios de conexión/desconexión de red, y una pluralidad de terceras fuentes de alimentación auxiliares y una pluralidad de unidades de control de sistema SCU; y los sistemas de conversión de potencia se corresponden directamente con los armarios de conexión/desconexión de red, las fuentes de alimentación auxiliares y las unidades de control de sistema SCU; y

el método comprende además:

detectar una señal de perturbación en el bus de corriente continua y un estado de funcionamiento del armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia; y

cuando se detecta la señal de perturbación en una frecuencia especificada en el bus de corriente continua y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia está en un estado de funcionamiento normal, inicie el sistema de conversión de potencia y el armario de conexión/desconexión de red correspondiente al sistema de conversión de potencia.