一种分布式储能系统及其充放电方法与流程

本发明涉及储能系统技术领域，特别是涉及一种分布式储能系统及其充放电方法。

背景技术：

目前，分布式储能系统配合光伏发电的应用模式占据国内大部分储能市场。而为了适应一些存在空间限制的应用场景例如充电站，工厂等，使用分布式储能系统配合负荷跟踪进行削峰填谷的应用模式也开始慢慢收到了重视。

现有的分布式储能系统，例如储能电站，一般通过计算储能电站的充电量控制储能电站的充放电，或者，通过剩余电量(stateofcharge，soc)作为充放电上、下限阈值判断，由于剩余电量的取值不精准，往往会导致电池电量无法得到合理利用，导致电池过充或过放造成电池鼓包，从而减少电池寿命。

发明人在实现本发明实施例的过程中，发现相关技术至少存在以下问题：现有的分布式储能系统存在充放电策略不合理，容易造成电池寿命减少的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例旨在提供一种分布式储能系统及其充放电方法，其解决了现有的分布式储能系统的充放电策略不合理，容易造成电池寿命减少的技术问题，提高电池的寿命。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种分布式储能系统，应用于储能机柜，所述储能机柜包括电池仓，用于存放电池，所述系统包括：可编程逻辑控制器、电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，所述可编程逻辑控制器为主设备，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表为从设备，其中，

所述可编程逻辑控制器，连接所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，用于获取所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的信息，并控制所述储能机柜的工作；

所述电池管理系统，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取电池信息，以使所述可编程逻辑控制器读取所述电池信息；

所述储能双向变流器，连接所述可编程逻辑控制器，用于根据所述可编程逻辑控制器发送的命令，控制所述储能机柜的电池的充放电；

所述温控单元，连接所述可编程逻辑控制器，用于控制所述储能机柜的温度；

所述电表，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取所述储能机柜的电池的电能数据以及所述储能机柜所处的电网的负载信息，并将所述电能数据以及所述负载信息发送到所述可编程逻辑控制器。

在本发明实施例中，所述分布式储能系统还包括：

云端监控中心，连接所述可编程逻辑控制器，用于监控所述储能机柜的运行状态，并通过所述可编程逻辑控制器控制所述储能机柜的工作。

在本发明实施例中，所述可编程逻辑控制器包括多个内部寄存器，每一内部寄存器对应不同的数据信息，所述可编程逻辑控制器通过轮询通讯的方式与所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表进行通讯，并将读取到的所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的信息保存在指定的寄存器中。

在本发明实施例中，所述可编程逻辑控制器连接所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表有固定的通讯协议格式，每一通讯协议格式包括一状态位，所述可编程逻辑控制器用于读取所述状态位的数据，并判断所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的故障情况，若所述状态位的数据异常，则所述可编程逻辑控制器向所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表发送故障信号，以停止所述储能机柜的运行。

在本发明实施例中，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表对应所述通讯协议格式的不同的地址位，所述可编程逻辑控制器通过所述地址位识别所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表。

第二方面，本发明实施例提供一种充放电方法，应用于上述的分布式储能系统，所述方法包括：

获取用户设置的充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值以及电池管理系统读取的最高单体电压、最低单体电压、电表总功率、储能机柜的电池仓的温度；

当所述储能双向变流器处于待机状态时，若当前时间处于所述用户设置的充放电时间段，判断当前的储能机柜是否存在故障；

若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最高单体电压小于预设最高充电电压阈值，同时所述温度不低于所述温度阈值，向所述储能双向变流器发送充电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行充电；

若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最低单体电压大于或等于预设最低放电电压阈值，同时所述电池管理系统读取到的电表总功率大于用户设置的放电启动的负载功率阈值，向所述储能双向变流器发送放电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行放电。

在一些实施例中，所述故障包括设备故障，所述判断当前的储能机柜是否存在故障，包括：

读取所述可编程逻辑控制器与所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的通讯协议格式的状态位的数据；

若所述状态位的数据异常，则确定当前的储能机柜存在故障。

在一些实施例中，所述故障还包括通讯故障，所述判断当前的储能机柜是否存在故障，还包括：

判断所述可编程逻辑控制器与所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表之间的通讯是否超过预设通讯时间，若是，记为一次通讯逾时，若所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表中的任意一个或多个设备与所述可编程逻辑控制器的通讯逾时超过预设通讯逾时次数，则确定当前的储能机柜存在故障。

在一些实施例中，所述方法包括：

若所述当前的储能机柜存在故障，向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入待机状态，直至所述故障消除时停止向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入工作状态。

在一些实施例中，所述方法还包括：

获取所述电表的电能数据，根据所述电能数据，计算所述储能机柜的运行效率，并将所述运行效率保存在指定寄存器，供云端监控中心监控。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本发明实施例提供的一种分布式储能系统，应用于储能机柜，所述储能机柜包括电池仓，用于存放电池，其特征在于，所述系统包括：可编程逻辑控制器、电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，所述可编程逻辑控制器为主设备，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表为从设备，其中，所述可编程逻辑控制器，连接所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，用于获取所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的信息，并控制所述分布式储能系统的工作；所述电池管理系统，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取电池信息，以使所述可编程逻辑控制器读取所述电池信息；所述储能双向变流器，连接所述可编程逻辑控制器，用于根据所述可编程逻辑控制器发送的命令，控制所述储能机柜的电池的充放电；所述温控单元，连接所述可编程逻辑控制器，用于控制所述储能机柜的温度；所述电表，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取所述储能机柜的电能数据以及所述储能机柜所处的电网的负载信息，并将所述电能数据以及所述负载信息发送到所述可编程逻辑控制器。通过上述方式，本发明实施例能够解决现有的分布式储能系统的充放电策略不合理，容易造成电池寿命减少的技术问题，提高电池的寿命。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种分布式储能系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种分布式储能系统的总流程图；

图3是本发明实施例提供的一种充放电方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种充放电方法的细化流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

分布式储能系统由储能电池、电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)、储能双向变流器(powerconversionsystem，pcs)、温控系统、电表采集及控制系统组成。而其控制系统需要实现其作为主设备与多方从设备的双向通讯及控制，且需要作为从设备可以被上方云端监控，同时要求稳定性高，成本低，便于集成。

发明人通过使用可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)实现与从设备的双向通讯和被上方云端监控，并配合搭建外围继电器实现对从设备的控制。可编程逻辑控制器本身就具有稳定性高，成本低，便于集成的特点。其内部程序不仅需要包含充放电策略的控制功能，同时还需要具备温控管理功能，电池管理和电表数据采集功能，以及系统报警和自恢复功能，其通过通讯采集从设备的数据，并通过程序编写，控制输出信号以实现充放电策略和温控管理，以此实现了对一个分布式储能系统内的所有从设备进行集中式的控制和管理。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种分布式储能系统的结构示意图；

其中，该分布式储能系统应用于储能机柜，所述储能机柜包括电池仓，所述电池仓用于存放电池。

如图1所示，该分布式储能系统100包括：可编程逻辑控制器10、电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50以及云端监控中心60，其中，所述可编程逻辑控制器10分别连接所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50以及云端监控中心60。其中，所述可编程逻辑控制器10、电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50均设置于所述储能机柜中，可以理解的是，所述储能机柜中还包括其他器件，例如：柜体、弱电箱、电源、开关等等。

具体的，所述可编程逻辑控制器10，作为所述分布式储能系统100的主设备，设置于所述储能机柜的弱电箱内部，用于对所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50等从设备进行控制，并将所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50等从设备的运行状态发送到所述云端监控中心，以使所述云端监控中心监控所述储能机柜的运行状态，并通过所述可编程逻辑控制器控制所述储能机柜的工作。

可以理解的是，所述可编程逻辑控制器10，包括多个内部寄存器，每一内部寄存器对应不同的数据信息，例如：每一内部寄存器对应不同的数据点，所述数据点包括：温度点、一节单体电池的电压值、电流值，以及其他数据信息，根据获取的所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50的数据信息，控制对应的内部寄存器对相应的数据信息进行处理。

具体的，当储能机柜上电后，所述储能机柜的弱电箱内部的可编程逻辑控制器10上电，所述可编程逻辑控制器10对自身的内部寄存器进行初始化配置，并开始与所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50进行轮询通讯，并将读取到的所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50的数据保存在指定的寄存器中。其中，所述可编程逻辑控制器10连接所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备，所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50有固定的通讯协议格式，每一通讯协议格式包括一状态位或故障位，所述可编程逻辑控制器10用于读取所述状态位的数据，并判断所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50的故障情况，若所述状态位的数据异常，则所述可编程逻辑控制器10向所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50发送故障信号，以停止所述储能机柜的运行。

可以理解的是，在每一个从设备的通讯协议中，均设置有一状态位或故障位，所述可编程逻辑控制器10通过读取所述状态位或故障位对故障情况进行判断，当所述状态位或故障位的数据异常时，所述可编程逻辑控制器10将输出故障跳机信号，通过所述故障跳机信号停止所述储能机柜的运行，此时，所述储能机柜将进入待机状态，在待机状态下，所述可编程逻辑控制器10与所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备之间的通讯仍保持正常，所述可编程逻辑控制器10继续通过读取所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备的状态位或故障位，判断所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备是否发生故障，若所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备的状态位或故障位的数据正常，则所述可编程逻辑控制器10停止输出故障跳机信号，以使所述储能机柜恢复正常工作状态。

在本发明实施例中，所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备对应不同的id，所述可编程逻辑控制器10通过所述从设备的id识别所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50。例如：若id为1-10则代表电池管理系统20，若id为11则代表储能双向变流器30，若id为12，则代表温控单元40，若id为13-14，则代表电表。其中，当所述储能机柜的内部从设备无故障时，即所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备未发生故障时，所述可编程逻辑控制器10读取所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备的状态位或故障位的数据正常，此时所述可编程逻辑控制器10根据所述储能机柜设置的参数值，例如：充放电相关参数、充放电时间段、充放电电流大小、充放电启动电压范围、放电启动负载功率、充电停止最高单体电压阈值、放电停止最高单体电压阈值、温度阈值等数据，将获取的实际值对比所述设置的参数值，进而控制所述储能双向变流器30、温控单元40等从设备的启动或停止。可以理解的是，所述可编程逻辑控制器10通过输出控制信号控制继电器的通断，进而控制所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备的启动或停止，例如：所述温控单元40包括风扇，所述可编程逻辑控制器10输出控制信号，所述继电器的线圈得电，从而控制继电器对应开关闭合或者打开，进而通断所述风扇的电源，实现控制所述风扇的开启或关闭。在本发明实施例中，由于可编程逻辑控制器10具有稳定性高、成本低、便于集成的优势，因此通过可编程逻辑控制器10实现充放电策略、温控管理、电池管理、电表数据采集、系统报警和自恢复功能，能够更好地对所述储能设备中的从设备，例如：所述电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40以及电表50等从设备进行集中式的控制，提高系统的稳定性。

具体的，所述电池管理系统20，连接所述可编程逻辑控制器10，用于获取电池信息，以使所述所述可编程逻辑控制器10通过所述电池管理系统20读取所述电池信息，例如：所述电池管理系统20根据所述可编程逻辑控制器10发送的请求信息，将所述电池信息发送到所述可编程逻辑控制器10。其中，所述电池信息包括：每节电池的单体电压、电池仓温度、soc，以及等等，所述可编程逻辑控制器10根据所述电池信息，进行逻辑判断，进而控制所述储能双向变流器30、温控单元40等从设备的工作状态。其中，所述电池管理系统20还用于向所述可编程逻辑控制器10上报故障信息，所述故障信息包括：过温、低温、过压、欠压、过流等。当所述可编程逻辑控制器10读取到故障代码后，发送停机指令给所述储能双向变流器30，以使所述储能双向变流器30停止充放电，此时所述电池管理系统20处于正常工作状态，并持续向所述可编程逻辑控制器10提供电池信息。

具体的，所述储能双向变流器30，连接所述可编程逻辑控制器10，用于根据所述可编程逻辑控制器10发送的控制命令，控制所述储能机柜的电池的充放电。其中，所述储能双向变流器30包括待机状态和工作状态，在所述储能双向变流器30处于待机状态下，所述储能机柜也进入待机状态，此时所述储能机柜的电池停止充放电操作，在所述储能双向变流器30处于工作状态下，所述储能机柜的电池正常进行充放电操作。所述工作状态即为所述储能机柜处于充电或放电的状态。在本发明实施例中，所述控制命令包括停机命令和启动命令，所述储能双向变流器30接收到可编程逻辑控制器10发送的停机命令，即进入待机状态，停止对储能机柜的电池进行充放电，所述储能双向变流器30接收到可编程逻辑控制器10发送的启动命令，即进入正常工作状态，对所述储能机柜的电池进行充电或放电。在本发明实施例中，所述储能双向变流器30通过交直流转换的方式，为所述储能机柜的电池进行充电或放电。

具体的，所述温控单元40，连接所述可编程逻辑控制器10，用于控制所述储能机柜的温度。具体的，所述温控单元40用于控制所述储能机柜的电池仓的温度，所述温控单元40包括：空调和风扇，所述空调用于制冷或制热，所述风扇用于调整所述储能机柜的空气流速，进而控制所述储能机柜的温度。在本发明实施例中，所述风扇包括：抽风风扇、送风风扇、吸风风扇和排风风扇，均设置于所述储能机柜，用于对所述储能机柜进行加速降温。

具体的，所述电表50，连接所述可编程逻辑控制器10，用于获取所述储能机柜的电能数据以及所述储能机柜所处的电网的负载信息，并将所述电能数据以及所述负载信息发送到所述可编程逻辑控制器10。其中，所述电能数据包括电压、电流、负载功率、正向有功电能、反向有功电能，以及等等，所述可编程逻辑控制器10获取所述电表50的电能数据，根据所述电能数据，计算所述储能机柜的运行效率，并将所述运行效率保存在指定寄存器，供云端监控中心60监控。

具体的，所述云端监控中心60，连接所述可编程逻辑控制器10，用于接收所述可编程逻辑控制器10发送的数据，例如:电压、电流、负载功率、温度，以及等等。在本发明实施例中，所述系统还包括：串口服务器以及通讯模块，所述可编程逻辑控制器连接至所述串口服务器进行一层协议转换后，所述串口服务器连接至所述通讯模块，所述通讯模块通过无线连接的方式连接所述云端监控中心，所述云端监控中心向所述通讯模块请求数据后，以使所述通讯模块向所述云端监控中心发送数据。例如：所述云端监控中心向所述通讯模块请求数据后，所述通讯模块通过4g的方式向所述云端监控中心发送数据。

在本发明实施例中，所述云端监控中心60可以为云服务器，所述云服务器连接计算机设备，所述计算机设备用于监控所述储能机柜的运行状态，可以理解的是，所述计算机设备设置有显示屏幕，通过所述显示屏幕展示所述储能机柜的各项数据，从而直观地体现所述储能机柜的运行状态。其中，所述云端监控中心60还用于向所述可编程逻辑控制器10发送控制命令，进而控制所述储能机柜的运行，例如：所述云端监控中心60向所述可编程逻辑控制器10发送停机命令，所述可编程逻辑控制器10将控制所述储能双向变流器30进入待机状态，从而停止所述储能机柜的充放电。在本发明实施例中，所述可编程逻辑控制器10为主控单元，即主设备，用于向下与从设备，包括：电池管理系统20、储能双向变流器30、温控单元40、电表50进行双向通讯，同时，所述可编程逻辑控制器10向上与云端监控中心60进行通讯，被所述云端监控中心60进行监控，从而保证了本地自动化控制的同时，实现远程监控及操作，更好地实现对储能机柜的监控。

在本发明实施例中，通过提供一种分布式储能系统，应用于储能机柜，所述储能机柜包括电池仓，用于存放电池，其特征在于，所述系统包括：可编程逻辑控制器、电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，所述可编程逻辑控制器为主设备，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表为从设备，其中，所述可编程逻辑控制器，连接所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，用于获取所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的信息，并控制所述储能机柜的工作；所述电池管理系统，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取电池信息，以使所述可编程逻辑控制器读取所述电池信息；所述储能双向变流器，连接所述可编程逻辑控制器，用于根据所述可编程逻辑控制器发送的控制命令，控制所述储能机柜的电池的充放电；所述温控单元，连接所述可编程逻辑控制器，用于控制所述储能机柜的温度；所述电表，连接所述可编程逻辑控制器，用于获取所述储能机柜的电池的电能数据，并将所述电能数据发送到所述可编程逻辑控制器。通过上述方式，本发明实施例能够解决现有的分布式储能系统的充放电策略不合理，容易造成电池寿命减少的技术问题，提高电池的寿命。

请再参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种分布式储能系统的总流程图；

如图2所示，当所述分布式储能系统的系统上电后，系统将进入工作，首先程序进行初始化，所述分布式储能系统的可编程逻辑控制器的内部寄存器进行初始化配置，配置完成后，经过一段预设时间，所述预设时间可以人为设置，例如：将所述预设时间设置为10秒，经过10秒后，所述可编程逻辑控制器作为主设备，将与从设备进行实时轮询通讯，所述从设备包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表，其中，所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表均有固定的通讯协议格式，并且分别对应不同的地址位，所述可编程逻辑控制器通过不同的地址位识别不同的从设备，识别到所述从设备后，将通过所述通讯协议里规定的功能码读取所需要的数据，例如：状态位或故障位的数据，并且，所述可编程逻辑控制器还用于在通讯故障时输出故障信号。例如，所述地址位的id包括1-14，其中，数据为1-10代表电池管理系统，数据为11代表储能双向变流器，数据为12代表温控单元，数据为13-14代表电表，所述可编程逻辑控制器通过不同的地址位的数据，确定不同的从设备，并且，所述可编程逻辑控制器作为主设备与从设备进行实时轮询通讯，通过循环从1-14分别读取所述地址位的id，周期性地对id顺序进行循环读取，从而建立与所述从设备，包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的通讯。可以理解的是，所述地址位的id可以根据实际应用场景进行相应的修改。

其中，所述可编程逻辑控制器与所述从设备，包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表进行通讯，通过读取通讯数据，并将通讯得到的数据进行计算及操作，从而对所述从设备发送控制命令，以使所述从设备执行相应的操作，例如：在满足条件时控制储能双向变流器启动充放电，在满足条件时启动空调，在满足条件时启动风扇，或者，所述可编程逻辑控制器还用于对获取到的数据进行计算，例如：通过电表读取的电能数据进行计算，从而获取所述储能机柜的运行效率，并将所述运行效率保存在所述可编程逻辑控制器指定的内部寄存器，供云端监控中心进行读取。其中，所述可编程逻辑控制器还用于在判断所述储能机柜发生故障时，进行相应的故障处理，例如：若所述储能机柜的温度过高，控制空调启动，以降低所述储能机柜的温度。

请再参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种充放电方法的流程示意图；

如图3所示，该充放电方法，应用于上述的分布式储能系统，所述方法包括：

步骤s10：获取用户设置的充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值以及电池管理系统读取的最高单体电压、最低单体电压、电表总功率、储能机柜的电池仓的温度；

具体的，所述可编程逻辑控制器通信连接云端监控中心，用户可以通过所述云端监控中心或本地人机界面设置所述充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值，并通过所述云端监控中心向所述可编程逻辑控制器发送所述充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值，可以理解的是，在所述储能机柜通电后，用户还可以根据当地峰谷电价时间段，在所述云端监控中心或本地人机界面设置所述充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值以及温度阈值。其中，所述可编程逻辑控制器还连接电池管理系统，通过所述电池管理系统获取所述最高单体电压、最低单体电压、电表总功率、储能机柜的电池仓的温度。

步骤s20：当所述储能双向变流器处于待机状态时，若当前时间处于所述用户设置的充放电时间段，判断当前的储能机柜是否存在故障；

具体的，所述储能双向变流器包括工作状态和待机状态，当所述储能双向变流器处于待机状态时，所述可编程逻辑控制器首先判断当前时间是否处于用户设置的充放电时间段，若是，则所述可编程逻辑控制器判断当前的储能机柜是否存在故障。

具体的，所述故障包括：设备故障以及通讯故障。其中，所述判断当前的储能机柜是否存在设备故障，包括：读取所述可编程逻辑控制器与所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表的通讯协议格式的状态位的数据；若所述状态位的数据异常，则确定当前的储能机柜存在设备故障。其中，所述判断当前的储能机柜是否存在通讯故障，包括：判断所述可编程逻辑控制器与所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表之间的通讯是否超过预设通讯时间，若是，记为一次通讯逾时，若所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表中的任意一个或多个设备与所述可编程逻辑控制器的通讯逾时超过预设通讯逾时次数，则确定当前的储能机柜存在通讯故障。例如：所述预设通讯时间设置为500ms，所述预设通讯逾时次数为15次，当一次通讯超过500ms没有成功时，所述可编程逻辑控制器将记一次通讯逾时。由于可编程逻辑控制器使用轮询通讯的方式，当同一台从设备连续出现15次逾时时记为改从设备出现通讯故障，所述可编程逻辑控制器输出故障跳机信号。当通信恢复后可编程逻辑控制器恢复故障跳机信号。

步骤s21：若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最高单体电压小于预设最高充电电压阈值，同时所述温度不低于所述温度阈值，向所述储能双向变流器发送充电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行充电；

或者，若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最低单体电压大于预设最低放电电压阈值，同时所述电池管理系统读取到的电表总功率大于用户设置的放电启动的负载功率阈值，向所述储能双向变流器发送放电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行放电。

具体的，当所述储能机柜的内部从设备，包括：所述电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表均不发生故障时，所述可编程逻辑控制器将根据所述用户设置的参数，包括：用户设置的充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值、充放电启动电压范围、预设最高充电电压阈值、预设最低放电电压阈值，以及等等参数，控制通讯写值或输出不同的干接点信号来控制各个从设备的启动或停止。所述通讯写值主要是指将一些设置值写入所述从设备，例如：给所述储能双向变流器的运行状态位写0或1,其中，0代表待机，1代表运行，或者，给所述储能双向变流器写充放电电流值。所述干接点信号主要是通过所述可编程逻辑控制器输出信号，控制外围继电器的通断，通过将所述干接点信号发送给所述从设备，从而控制所述从设备的启动和停止，例如：当所述可编程逻辑控制器输出所述干接点信号到所述温控单元，所述温控单元外围常闭继电器得电后断开，所述温控单元停机，例如空调停机。

具体的，若当前时间处于所述用户设置的充电时间段，若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最高单体电压小于预设最高充电电压阈值，同时所述温度不低于所述温度阈值，向所述储能双向变流器发送充电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行充电；其中，所述最高单体电压通过电池管理系统读取，所述预设最高充电电压阈值以及温度阈值均通过用户设置，例如：所述预设最高充电电压阈值设置为3.6v，所述温度阈值设置为-10℃，当所述最高单体电压小于3.6v且储能机柜的电池仓内的温度大于-10℃时，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送启动命令和充电电流设定值，以使所述储能双向变流器对所述储能机柜的电池进行充电。可以理解的是，当所述储能机柜的电池仓内的温度小于所述温度阈值时，所述可编程逻辑控制器将控制所述温控单元工作，以使所述温控单元将所述储能机柜的电池仓内的温度加热至大于或等于所述温度阈值。当所述最高单体电压大于所述预设最高充电电压阈值时，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入待机状态。

具体的，若当前时间处于所述用户设置的放电时间段，若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最低单体电压大于预设最低放电电压阈值，同时所述电池管理系统读取到的电表总功率大于用户设置的放电启动的负载功率阈值，向所述储能双向变流器发送放电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行放电。其中，所述最低单体电压通过所述电池管理系统读取，所述预设最低放电电压阈值以及所述放电启动的负载功率阈值均通过用户设置，所述可编程逻辑控制器首先通过电池管理系统获取所述储能机柜的最低单体电压值，并判断所述储能机柜的最低单体电压值是否大于或等于所述预设最低放电电压阈值并且所述电池管理系统读取到的电表总功率大于用户设置的放电启动的负载功率阈值，若是，则所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送启动命令，以使所述储能双向变流器进入工作状态，对所述储能机柜的电池进行放电，若所述储能机柜的最低单体电压值小于所述预设最低放电电压阈值，或者所述可编程逻辑控制器读取到的电表总功率小于或等于用户设置的放电启动的负载功率阈值，则所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入待机状态，例如：所述预设最低放电电压阈值设置为2.8v，所述放电启动的负载功率阈值设置为35kw,若所述储能机柜的最低单体电压值大于或等于2.8v，并且所述可编程逻辑控制器读取到的电表总功率大于35kw，则所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送启动命令，以使所述储能双向变流器进入工作状态，对所述储能机柜的电池进行放电，若所述储能机柜的最低单体电压值小于2.8v，或者，所述电池管理系统读取到的电表总功率小于或等于35kw，则所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入待机状态。

步骤s22：若所述当前的储能机柜存在故障，向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入待机状态，直至所述故障消除时停止向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入工作状态。

具体的，当所述可编程逻辑控制器确定所述从设备，包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表等从设备，发生设备故障和/或通讯故障时，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入待机状态，在待机状态下，所述储能双向变流器不能对所述储能机柜中的电池进行充放电，直至所述故障消除时停止向所述储能双向变流器发送故障跳机信号，以使所述储能双向变流器进入工作状态。当所述可编程逻辑控制器确定所述从设备没有发生设备故障以及通讯故障时，所述可编程逻辑控制器停止发送故障停机信号，所述储能双向变流器进入工作状态。

请再参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种充放电方法的细化流程示意图；

如图4所示，该充放电方法，包括：

步骤s411：储能双向变流器进入待机状态；

具体的，所述分布式储能系统上电后，所述储能双向变流器进入待机状态，在待机状态下，所述储能双向变流器不对所述储能机柜的电池进行充放电。

步骤s412：当前时间处于放电时间段；

具体的，用户通过云端监控中心或本地人机界面对充放电时间段进行设置，所述充放电时间段包括充电时间段和放电时间段，所述可编程逻辑控制器确定当前时间是否处于放电时间段，若是，则进入步骤s413。

步骤s413：是否不存在故障？

具体的，所述可编程逻辑控制器判断从设备，包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表等从设备，是否发生设备故障和/或通讯故障，若所述从设备不发生设备故障或通讯故障，则进入步骤s414，若否，则返回步骤s411，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送故障停机信号，以使所述储能双向变流器进入待机状态。

步骤s414：最低单体电压是否大于放电阈值？

具体的，所述放电阈值为用户通过云端监控中心或本地人机界面进行设置，所述可编程逻辑控制器通过电池管理系统读取所述储能机柜的电池的最低单体电压，并判断所述最低单体电压是否大于用户预设的放电阈值，若是，则进入步骤s415，若否，则返回步骤s411，所述储能双向变流器维持现有的待机状态不动作。在本发明实施例中，所述放电阈值设置为3.0v。可以理解的是，所述放电阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s415：电表总功率是否大于负载功率阈值？

具体的，所述负载功率阈值为用户通过云端监控中心或本地人机界面进行设置，可编程逻辑控制器直接获取所述电表总功率，判断所述电表总功率是否大于负载功率阈值，若是，则进入步骤s416，若否，则返回步骤s411，所述储能双向变流器维持现有的待机状态不动作。在本发明实施例中，所述负载功率阈值设置为35kw。可以理解的是，所述负载功率阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s416：启动储能双向变流器对电池进行放电；

具体的，所述储能双向变流器将所述储能机柜的电池的电量放回电网，通过在峰价时段，将储能机柜的电池的电量用于供电，从而实现削峰填谷，为用户节省电费。

步骤s417：最低单体电压是否小于或等于放电截止电压阈值？

具体的，所述放电截止电压阈值为用户预设最低放电电压阈值，若所述电池管理系统读取的最低单体电压小于或等于所述放电截止电压阈值，则进入步骤s418，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入停机状态。若所述电池管理系统读取的所述最低单体电压大于所述放电截止电压阈值，则进入步骤s414：判断所述最低单体电压是否大于放电阈值，在本发明实施例中，所述放电截止电压阈值或预设最低放电电压阈值设置为2.8v。可以理解的是，所述放电截止电压阈值或预设最低放电电压阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s418：储能双向变流器停机；

具体的，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入停机状态。

步骤s419：当前时间段处于充电时间段；

具体的，用户通过云端监控中心或本地人机界面对充放电时间段进行设置，所述充放电时间段包括充电时间段和放电时间段，所述可编程逻辑控制器确定当前时间是否处于充电时间段，若是，则进入步骤s420。

步骤s420：是否不存在故障？

具体的，所述可编程逻辑控制器判断从设备，包括：电池管理系统、储能双向变流器、温控单元以及电表等从设备，是否发生设备故障和/或通讯故障，若所述从设备不发生设备故障或通讯故障，则进入步骤s421，若否，则返回步骤s411，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送故障停机信号，以使所述储能双向变流器进入待机状态。

步骤s421：最高单体电压是否小于充电阈值；

具体的，所述充电阈值为用户通过云端监控中心或本地人机界面进行设置，所述可编程逻辑控制器通过电池管理系统读取所述储能机柜的电池的最高单体电压，并判断所述最高单体电压是否小于用户预设的充电阈值，若是，则进入步骤s422，若否，则返回步骤s411，所述储能双向变流器维持现有的待机状态不动作。在本发明实施例中，所述放电阈值设置为3.5v。可以理解的是，所述放电阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s422：温度是否大于温度阈值？

具体的，所述温度阈值为用户通过云端监控中心或本地人机界面进行设置，所述电池管理系统读取所述储能机柜的电池仓的温度，所述可编程逻辑控制器通过所述电池管理系统读取所述温度，若所述温度大于所述温度阈值，则进入步骤s423，若所述温度小于或等于所述温度阈值，则返回步骤s411，所述储能双向变流器维持现有的待机状态不动作。在本发明实施例中，若所述温度等于或低于温度阈值，则控制所述温控单元调整所述电池仓的温度，以使所述电池仓的温度大于或等于所述温度阈值。在本发明实施例中，所述温度阈值设置为-10℃。可以理解的是，所述温度阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s423：启动储能双向变流器对电池进行充电；

具体的，所述储能双向变流器对所述储能机柜的电池进行充电，通过在谷价时段，将电网的电量对储能机柜的电池进行充电，从而实现削峰填谷，为用户节省电费。

步骤s424：最高单体电压是否大于或等于充电截止电压阈值？

具体的，所述充电截止电压阈值为用户预设最高充电电压阈值，若所述电池管理系统读取的最高单体电压大于所述充电截止电压阈值，则进入步骤s425，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入停机状态。若否，则所述可编程逻辑控制器继续判断所述电池管理系统读取的最高单体电压是否大于所述充电截止电压阈值，直至所述电池管理系统读取的最高单体电压大于所述充电截止电压阈值，进入步骤s425。在本发明实施例中，所述充电截止电压阈值或预设最高充电电压阈值为3.6v。可以理解的是，所述充电截止电压阈值或预设最高充电电压阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

步骤s425：储能双向变流器停机；

具体的，所述可编程逻辑控制器向所述储能双向变流器发送停机命令，以使所述储能双向变流器进入停机状态。

在本发明实施例中，所述储能机柜的电池为磷酸铁锂电池，本发明的充放电逻辑针对磷酸铁锂梯次利用电池的使用进行的针对性的优化。由于磷酸铁锂电池在低温环境下电解液活性降低，锂离子迁移阻抗增大，其性能在环境温度低的情况下性能较差。在本发明充放电逻辑内，所述方法还包括：充电前会对环境温度进行一次判断。当环境温度低于温度阈值时，例如：所述温度阈值为-10℃，所述可编程逻辑控制器会先向温控单元下方空调启动指令，开启空调制热。等环境温度被加热到-10℃以上才允许储能双向变流器开始进行充电。在所述储能机柜运行期间，所述可编程逻辑控制器的程序设定的温控的处理方法会时刻将电池仓内温度维持在-20℃到45℃之间以满足磷酸铁锂的额定储藏温度，从而延长电池使用寿命及维持其充放电效率。可以理解的是，所述温度阈值可以根据实际应用场景进行相应的修改。

另一方面，市面上bms产品计算soc精度参差不齐。在串联系统中，通过整组电池的soc进行充放电启停的判断容易造成电池过充或过放导致电池鼓包。在本发明的充放电方法中，通过以电压为阈值判断启停充放电，更好的保证了梯次利用电池的安全性。

在本发明实施例中，通过提供一种充放电方法，应用于上述的分布式储能系统，所述方法包括：获取用户设置的充放电时间段、充放电电流、放电启动的负载功率阈值、温度阈值以及电池管理系统读取的最高单体电压、最低单体电压、电表总功率、储能机柜的电池仓的温度；当所述储能双向变流器处于待机状态时，若当前时间处于所述用户设置的充放电时间段，判断当前的储能机柜是否存在故障；若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最高单体电压小于预设最高充电电压阈值，同时所述温度不低于所述温度阈值，向所述储能双向变流器发送充电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行充电；或者，若当前的储能机柜不存在故障，并且所述最低单体电压大于或等于预设最低放电电压阈值，同时所述电池管理系统读取到的电表总功率大于用户设置的放电启动的负载功率阈值，向所述储能双向变流器发送放电命令，以使所述储能双向变流器对所述电池进行放电。通过上述方式，本发明实施例能够解决现有的分布式储能系统的充放电策略不合理，容易造成电池寿命减少的技术问题，提高电池的寿命。

以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用直至得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。