[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种共享储能装置、共享储能装置的控制方法与共享储能系统。

[0002] 近年来，随着经济的快速增长、工业和电力商品的增加使得电力负荷快速增长，电网负荷峰谷差逐渐增大。同时随着储能成本降低，用户对于储能的应用越来越广泛，采用分时电价的工商业用户，还有采用单一电价结算的用户都有着降本需求。

[0003] 为解决广大用户的降本需求，目前设想了将储能做成模块化、可移动储能，在其他区域完成充电；在采用单一电价结算和用电高峰时期用电功率不足的用户处进行放电的解决方法，但是模块化、可移动储能的成本造价较高、其运营成本也较高，存在安全风险。

[0004] 因此，目前急需解决用户的降本需求和用电功率不足等问题。

[0043] 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，所描述的实施例仅仅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。

[0044] 在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0045] 由背景技术可知，目前对于用户的降本需求和用电功率不足等问题还没有较好的解决办法。

[0046] 因此，本发明实施例提供一种共享储能装置、共享储能装置的控制方法与共享储能系统，共享储能装置包括储能变流器、电池模块和控制器；储能变流器分别与客户端、电源和电池模块连接；电池模块和储能变流器连接的公共端，与另一储能变流器和另一储能变流器对应的电池模块连接的公共端相连；控制器与客户端相互通信连接，控制器与储能变流器连接；控制器用于接收客户端发送的用电计划表，根据用电计划表向储能变流器发送充电信号和放电信号；储能变流器用于基于充电信号控制电池模块进行充电；以及基于放电信号控制电池模块向客户端进行放电。基于客户端输入的用电计划表，针对性地发送充电信号和放电信号，通过储能变流器控制电池模块进行差价套利并保证客户端的用电功率，满足了用户的降本需求。

[0047] 参见图1，示出了本发明实施例提供的一种共享储能系统的示意图。该共享储能系统包括客户端01和共享储能装置02以及电源03。

[0048] 其中，共享储能装置02分别和客户端01与电源03连接。客户端01和电源03连接。客户端01是用电单元，如目标客户用电群体单元，或单元用电客户，可以是采用分时电价的工商业用户，也可以是采用单一电价结算的用户。电源03是公共电网，可以为共享储能装置02进行充电，以通过共享储能装置02为客户端01提供电能。在一些实施例中，电源03可以为客户端01进行供电。

[0049] 结合图1示出的内容，参见图2，示出了本发明实施例提供的一种共享储能装置的第一架构示意图。共享储能装置02包括储能变流器(Power Conversion System，PCS)、电池模块和控制器。

[0050] 具体的，储能变流器分别与客户端、电源和电池模块连接；电池模块和储能变流器连接的公共端，与另一储能变流器和另一储能变流器对应的电池模块连接的公共端相连；控制器与客户端相互通信连接，控制器与储能变流器连接。

[0051] 需要说明的是，控制器用于接收客户端发送的用电计划表，根据用电计划表向储能变流器发送充电信号和放电信号；储能变流器用于基于充电信号控制电池模块从电源03进行充电；以及基于放电信号控制电池模块向客户端进行放电。

[0052] 在实际应用中，储能变流器(PCS)可以设置在储能集装箱外部或者内部；在拓扑架构中，储能变流器(PCS)与客户端、电源和电池模块的信号控制连接方式和物理连接方式相同。电池模块可以是电池集装箱内部配置储能电池包、电池柜或电池控制器等装置；电池模块中配置DC/DC模块，当电池模块的SOC不同和直流侧电压不同时，利用储能变流器调节DC/DC模块，使多个电池模块之间电压保持一致，以达到支持多个电池模块在不同SOC状态下并联使用的效果。

[0053] 需要说明的是，共享储能装置02在建设规划时，采用的是分时电价，因此利用共享储能系统中的电源03进行充电时，可以选择在谷价时段或者平价时段获取成本较低的电能量。

[0054] 在本发明实施例中，设计了共享储能装置的拓扑架构，以实现在储能装置不频繁移动的前提下，完成差价套利以及利用电池模块保证客户端的用电功率；同时电池模块配置DC/DC模块，有效减少了大规模的共享储能装置存在的环流等问题，提高了共享储能装置的使用寿命和安全性。

[0055] 结合图1和图2示出的内容，参见图3，示出了本发明实施例提供的一种共享储能装置的第二架构示意图。

[0056] 具体的，储能变流器(PCS#1)通过第一开关连接客户端(客户#1)，储能变流器(PCS#1)通过第二开关连接电源03，储能变流器(PCS#1)连接第三开关的一侧，第三开关的另一侧与第四开关的一侧连接，第四开关的另一侧和电池模块(电池模块#1)连接；控制器(控制器#1)和储能变流器(PCS#1)连接；控制器(控制器#1)和客户端(客户#1)相互通信连接。

[0057] 第三开关和第四开关连接的公共端，通过第五开关与另一储能变流器(PCS#2)和另一储能变流器(PCS#2)对应的电池模块(电池模块#2)连接的公共端相连。

[0058] 可以理解的是，另一储能变流器(PCS#2)通过第六开关连接另一客户端(客户#2)，另一储能变流器(PCS#2)通过第七开关连接电源03，另一储能变流器(PCS#2)连接第八开关的一侧，第八开关的另一侧与第九开关的一侧连接，第九开关的另一侧和电池模块(电池模块#2)连接；控制器(控制器#2)和储能变流器(PCS#2)连接；控制器(控制器#2)和客户端(客户#2)相互通信连接。

[0059] 可以理解的是，第三开关和第四开关连接的公共端，通过第五开关与第八开关和第九开关连接的公共端相连。

[0060] 需要说明的是，第一开关和第二开关不能同时闭合。理由是当第一开关闭合时，通常是利用电池模块#1向客户#1提供电能或者提供部分电能；当第二开关闭合时，通常是处于在谷价时段或者平价时段，从电源03中获取电能量，为电池模块#1进行充电。因此不存在同一时刻既要充电又要放电的情况，同一个时刻，电池模块的充电和放电只有一种情形存在，即第一开关闭合时，第二开关一定是打开的，第二开关闭合时，第一开关一定是打开的；但是存在第一开关和第二开关同时开启的情况。

[0061] 可以理解的是，第六开关和第七开关不能同时闭合，但是存在第六开关和第七开关同时开启的情况。

[0062] 在具体实现过程中，控制器接收客户端发送的用电计划表，根据用电计划表确定控制策略，下面结合图3示出的内容，对相关的控制策略进行举例说明：

[0063] 控制器(控制器#1)接收客户端发送的用电计划表。

[0064] 在一些实施例中，控制器(控制器#1)接收客户端(客户#1)发送的用电计划表之后，获取用电计划表中的各个用电时段和用电时段相应的用电功率；根据时间顺序将各个用电时段进行排序，并将各个用电时段相应的用电功率对应存储，得到新的用电计划表。

[0065] 具体的，若当前时段为谷时段，控制器(控制器#1)根据用电计划表中处于当前时段的下一用电时段，和下一用电时段对应的用电功率，向储能变流器(PCS#1)发送充电信号，以使储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制电池模块(电池模块#1)进行充电。

[0066] 需要说明的是，储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制第一开关和第五开关开启，控制第二开关、第三开关和第四开关闭合，为电池模块(电池模块#1)进行充电。

[0067] 具体的，若当前时段为峰时段，控制器(控制器#1)从用电计划表中确定当前时段对应的用电功率；根据用电功率，向储能变流器(PCS#1)发送放电信号，以使储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制电池模块(电池模块#1)进行放电。

[0068] 需要说明的是，储能变流器(PCS#1)基于放电信号控制第二开关和第五开关开启，控制第一开关、第三开关和第四开关闭合，通过电池模块(电池模块#1)为客户端(客户#1)进行放电。

[0069] 具体的，若当前时段为平时段，控制器(控制器#1)查看用电计划表中是否存储当前时段。

[0070] 若用电计划表中存储当前时段，控制器(控制器#1)根据用电计划表中当前时段对应的用电功率，向储能变流器(PCS#1)发送放电信号，以使储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制电池模块(电池模块#1)进行放电。

[0071] 需要说明的是，储能变流器(PCS#1)基于放电信号控制第二开关和第五开关开启，控制第一开关、第三开关和第四开关闭合，通过电池模块(电池模块#1)为客户端(客户#1)进行放电。

[0072] 也就是说，若当前时段为平时段，且用电计划表中指示当前时段有客户端(客户#1)的用电计划，则控制电池模块(电池模块#1)向客户端(客户#1)进行放电。

[0073] 若用电计划表中未存储当前时段，控制器(控制器#1)根据用电计划表中处于当前时段的下一用电时段，和下一用电时段对应的用电功率，向储能变流器(PCS#1)发送充电信号，以使储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制电池模块(电池模块#1)进行充电。

[0074] 需要说明的是，储能变流器(PCS#1)基于充电信号控制第一开关和第五开关开启，控制第二开关、第三开关和第四开关闭合，为电池模块(电池模块#1)进行充电。

[0075] 也就是说，若当前时段为平时段，但是用电计划表中指示当前时段没有客户端(客户#1)的用电计划，则控制电池模块(电池模块#1)根据用电计划表中处于当前时段的下一用电时段，和下一用电时段对应的用电功率进行充电。

[0076] 具体的，若当前时段晚于用电计划表中最晚的用电时段，且当前时段为峰时段，控制器获取目标客户端的用电计划表，目标客户端为使用单一电价结算的客户端；根据目标客户端的用电计划表中的用电时段和用电功率，和电池模块中的剩余电量，向储能变流器发送放电信号，以使储能变流器基于充电信号控制电池模块进行放电。

[0077] 需要说明的是，储能变流器基于放电信号控制第一开关和第二开关开启，控制第三开关、第四开关和第五开关闭合，以控制电池模块向目标客户端进行放电。

[0078] 也就是说，当用电计划表中的用电计划都已执行完成后，若当前时段为峰时段，可以控制多个电池模块进行并联，向使用单一电价结算的客户端进行放电，进一步进行电能量套利。

[0079] 进一步的说，若当前时段为平时段，且用电计划表中的用电计划都已执行完成，同时电池模块中还存储有剩余电量，也可以控制电池模块向使用单一电价结算的客户端进行放电。

[0080] 在一些实施例中，控制器还用于若用电计划表中未存储当前时段，且当前时段下电池模块为满电状态，向储能变流器发送复原信号；储能变流器还用于基于复原信号，控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关开启，以实现共享储能装置复原的目的。

[0081] 在本发明实施例中，通过控制器、储能变流器和电池模块，结合客户端的用电计划表和实时电价情况确定控制策略，满足客户端的用电计划的同时，高效率地进行差价套利，既满足了用户的降本需求，又增加了实际收益。

[0082] 结合图1至图3示出的内容，参见图4，示出了本发明实施例提供的一种共享储能装置的第三架构示意图。下面对图4所示的拓扑架构进行具体说明：

[0083] 客户#1通过开关kh1与储能变流器PCS#1连接；储能变流器PCS#1通过开关kp1与电源03连接；储能变流器PCS#1连接开关k1‑3的一侧，开关k1‑3的另一侧与开关k1‑4的一侧连接，开关k1‑4的另一侧与电池模块#1连接；开关k1‑3与开关k1‑4连接的公共端通过开关k1‑5与开关k2‑3和开关k2‑4连接的公共端连接；控制器#1和储能变流器PCS#1连接；控制器#1和客户#1相互通信连接。

[0084] 客户#2通过开关kh2与储能变流器PCS#2连接；储能变流器PCS#2通过开关kp2与电源03连接；储能变流器PCS#2连接开关k2‑3的一侧，开关k2‑3的另一侧与开关k2‑4的一侧连接，开关k2‑4的另一侧与电池模块#2连接；控制器#2和储能变流器PCS#2连接；控制器#2和客户#2相互通信连接。

[0085] 客户#m‑1通过开关khm‑1与储能变流器PCS#n‑1连接；储能变流器PCS#n‑1通过开关kpm‑1与电源03连接；储能变流器PCS#n‑1连接开关kn‑1‑3的一侧，开关kn‑1‑3的另一侧与开关kn‑1‑4的一侧连接，开关kn‑1‑4的另一侧与电池模块#n‑1连接；开关kn‑1‑3与开关kn‑1‑4连接的公共端通过开关kn‑1‑5与开关kn‑3和开关kn‑4连接的公共端连接；控制器#n‑1和储能变流器PCS#n‑1连接；控制器#n‑1和客户#m‑1相互通信连接。

[0086] 客户#m通过开关khm与储能变流器PCS#n连接；储能变流器PCS#n通过开关kpm与电源03连接；储能变流器PCS#n连接开关kn‑3的一侧，开关kn‑3的另一侧与开关kn‑4的一侧连接，开关kn‑4的另一侧与电池模块#n连接；控制器#n和储能变流器PCS#n连接；控制器#n和客户#m相互通信连接。

[0087] 需要说明的是，m和n的值为任意正整数。

[0088] 可以理解的是，当开关k1‑5处于开启状态时，电池模块#1和电池模块#2非并联；当开关k1‑5处于闭合状态时，电池模块#1和电池模块#2并联；当开关kn‑1‑5处于开启状态时，电池模块#n‑1和电池模块#n非并联；当开关kn‑1‑5处于闭合状态时，电池模块#n‑1和电池模块#n并联。也就是说，开关k1‑5起到为电池模块#1和电池模块#2进行的桥接作用；开关kn‑1‑5起到为电池模块#n‑1和电池模块#n进行的桥接作用。

[0089] 具体的，储能变流器PCS#1当接收到控制器#1发送的充电信号时，通过控制开关kp1、开关k1‑3和开关k1‑4闭合，开关kh1和开关k1‑5开启，以控制电池模块#1从电源03进行充电；储能变流器PCS#1当接收到控制器#1发送的放电信号时，通过控制开关kp1和开关k1‑5开启，开关kh1、开关k1‑3和开关k1‑4闭合，以控制电池模块#1向客户#1进行放电。

[0090] 储能变流器PCS#2当接收到控制器#2发送的充电信号时，通过控制开关kp2、开关k2‑3和开关k2‑4闭合，开关kh2和开关k1‑5开启，以控制电池模块#2从电源03进行充电；储能变流器PCS#2当接收到控制器#2发送的放电信号时，通过控制开关kp2和开关k1‑5开启，开关kh2、开关k2‑3和开关k2‑4闭合，以控制电池模块#2向客户#2进行放电。

[0091] 储能变流器PCS#n‑1当接收到控制器#n‑1发送的充电信号时，通过控制开关kpm‑1、开关kn‑1‑3和开关kn‑1‑4闭合，开关khm‑1和开关kn‑1‑5开启，以控制电池模块#n‑1从电源03进行充电；储能变流器PCS#n‑1当接收到控制器#n‑1发送的放电信号时，通过控制开关kpm‑1和开关kn‑1‑5开启，开关khm‑1、开关kn‑1‑3和开关kn‑1‑4闭合，以控制电池模块#n‑1向客户#m‑1进行放电。

[0092] 储能变流器PCS#n当接收到控制器#n发送的充电信号时，通过控制开关kpm、开关kn‑3和开关kn‑4闭合，开关khm和开关kn‑1‑5开启，以控制电池模块#n从电源03进行充电；储能变流器PCS#n当接收到控制器#n发送的放电信号时，通过控制开关kpm和开关kn‑1‑5开启，开关khm、开关kn‑3和开关kn‑4闭合，以控制电池模块#n向客户#n进行放电。

[0093] 在一些实施例中，储能变流器PCS#1和储能变流器PCS#2可以通过控制开关k1‑3、k1‑4、k1‑5、k2‑3和k2‑4闭合或开启，实现控制电池模块#1、电池模块#2、以及电池模块#1和电池模块#2的目的。扩展到n个PCS和n个电池模块。

[0094] 在本发明实施例中，设计了共享储能装置的拓扑架构，以实现在储能装置不频繁移动的前提下，完成差价套利以及利用电池模块保证客户端的用电功率；

[0095] 基于上述本发明实施例公开的共享储能系统和共享储能装置，参见图5，示出了本发明实施例提供的一种共享储能装置的控制方法的流程图。其中，共享储能装置可以为上述图1公开的共享储能系统中的共享储能装置02，该控制方法包括：

[0096] 步骤S501：通过控制器获取客户端输入的用电计划表。

[0097] 在具体实现步骤S501的过程中，控制器以Web页面的形式提供数据交互入口，供用户查询共享储能装置的当前信息(例如当前电池模块的数量等)。通过数据交互入口接收用户输入的客户端的用电计划表，用电计划表包含多个用电时段和用电时段相应的用电功率。用电计划表以一天24小时为单位，用电时段时间间隔任意，可以为分钟也可以是小时，由用户根据需求确定。

[0098] 在一些实施例中，通过数据交互入口接收用户输入的控制参数，包括共享储能装置的规格参数(例如电池模块和储能变流器的数量，电池模块的最大容量等)。

[0099] 在具体实现中，获取用电计划表中的各个用电时段(如T1‑Tj)和用电时段相应的用电功率(如p1‑pi)；根据时间顺序将各个用电时段进行排序(如按照时间0点‑24点先后排序)，并将各个用电时段相应的用电功率对应存储，形成多维数组，得到新的用电计划表。

[0100] 步骤S502：若当前时段为谷时段，控制器向储能变流器发送充电信号，以使储能变流器基于充电信号控制电池模块从电源进行充电。

[0101] 在具体实现步骤S502的过程中，若当前时段为谷时段，向储能变流器发送充电信号，利用储能变流器控制电池模块，根据下一用电时段和下一用电时段对应的用电功率从电源进行充电。

[0102] 可以理解的是，在电价处于谷时段时对电池模块进行充电，可以获取成本较低的电能量。

[0103] 步骤S503：若当前时段为峰时段，控制器根据用电计划表，向储能变流器发送放电信号，以使储能变流器基于放电信号控制电池模块向客户端进行放电。

[0104] 可以理解的是，在电价处于峰时段时控制电池模块向客户端进行放电，可以实现电能量套利的目的。

[0105] 步骤S504：若当前时段为平时段，且用电计划表中不包含当前时段，控制器向储能变流器发送充电信号，以使储能变流器基于充电信号控制电池模块从电源进行充电。

[0106] 步骤S505：若当前时段为平时段，且用电计划表中包含当前时段，控制器向储能变流器发送放电信号，以使储能变流器基于放电信号控制电池模块向客户端进行放电。

[0107] 需要说明的是，步骤S501至步骤S505的具体实现过程详见上述图1至图4的解释说明，在此不进行赘述。

[0108] 在本发明实施例中，根据客户端输入的用电计划表、谷时段的电价、平时段的电价和峰时段的电价，控制电池模块进行差价套利以及利用电池模块保证客户端的用电功率，满足了用户的降本需求。

[0109] 综上所述，本发明实施例提供一种共享储能装置、共享储能装置的控制方法与共享储能系统，共享储能装置包括储能变流器、电池模块和控制器；储能变流器分别与客户端、电源和电池模块连接；电池模块和储能变流器连接的公共端，与另一储能变流器和另一储能变流器对应的电池模块连接的公共端相连；控制器与客户端相互通信连接，控制器与储能变流器连接；控制器用于接收客户端发送的用电计划表，根据用电计划表向储能变流器发送充电信号和放电信号；储能变流器用于基于充电信号控制电池模块进行充电；以及基于放电信号控制电池模块向客户端进行放电。基于客户端输入的用电计划表，针对性地发送充电信号和放电信号，通过储能变流器控制电池模块进行差价套利并保证客户端的用电功率，满足了用户的降本需求。

[0110] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统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可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0111] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0112] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。