家庭光儲系統中，過欠壓保護器與儲能設備的協同運行需圍繞電壓穩定、設備保護及系統效率展開，其核心策略及實施要點如下：

### **一、協同運行的核心目標**
1. **電壓穩定控制**
- 當電網電壓異常（如過壓≥270V或欠壓≤170V）時，過欠壓保護器需在1秒內切斷電路，避免設備損壞。
- 儲能系統需快速響應（響應時間＜100ms），通過充放電調節并網點電壓，將波動幅度控制在±5%以內，滿足電網對新能源電站的“低電壓穿越”“波動率限制”要求。

2. **設備保護與故障隔離**
- 過欠壓保護器切斷電路后，儲能系統需立即停止充放電，防止反向電流或過壓對電池造成二次傷害。
- 協同監測電池組狀態（如單體電壓、溫度），當檢測到故障（如過充、過溫）時，閉鎖儲能充放電功能，僅保留光伏并網功能。

3. **系統效率優化**
- 在電壓正常范圍內，儲能系統需優先消納光伏發電，減少棄光率，并通過峰谷套利（如低谷電價時充電，高峰電價時放電）提升經濟性。
- 結合負荷需求，動態調整儲能充放電功率，避免頻繁啟停導致的效率損失。

### **二、協同控制策略**
#### **1. 電壓閾值觸發策略**
- **過壓保護**：當并網點電壓持續超過270V±5V時，過欠壓保護器切斷電路，同時儲能系統停止充電并轉為放電模式，通過消耗電能降低電壓。
- **欠壓保護**：當電壓持續低于170V±5V時，保護器切斷電路，儲能系統優先保障關鍵負荷供電（如冰箱、照明），維持系統運行4小時以上。

#### **2. 動態功率調節策略**
- **功率平滑控制**：實時監測光伏輸出功率（采樣頻率≥1kHz），當功率波動超過目標并網功率的±30%時，儲能系統通過充電（光伏功率＞目標功率）或放電（光伏功率＜目標功率）平抑波動，將1分鐘內功率波動降至±5%以內。
- **經濟調度控制**：基于電價曲線和光伏預測，制定次日充放電計劃。例如，光伏大發時段（12:00-14:00）優先自用，余電充電；電價高峰時段（8:00-10:00）儲能滿功率放電，減少電網購電。

#### **3. 應急與備用控制策略**
- **離網運行**：電網停電時，過欠壓保護器檢測到失壓（持續＞200ms）后，立即斷開并網開關，同時向儲能系統發送“離網模式”指令。儲能系統在200ms內建立穩定電壓（380V±2%），光伏通過離網逆變器繼續供電，儲能補充差額功率。
- **備電支撐**：日常維持儲能SOC在30%-70%，應急狀態下允許短時放電至10%，保障關鍵負荷供電≥4小時。恢復電網供電后，優先充電至50%再并網。

### **三、技術實現要點**
1. **通信與數據交互**
- 采用標準化協議（如Modbus-RTU、MQTT）實現光伏并網柜與儲能PCS的數據互通。光伏并網柜向儲能PCS傳輸光伏功率、并網點電壓等數據；儲能PCS反饋SOC、充放電功率、故障狀態等信息。
- 通信延遲需＜500ms，確保控制指令及時執行。

2. **控制算法與決策邏輯**
- **模型預測控制（MPC）**：基于未來15分鐘的光伏出力預測和負荷需求，滾動優化儲能充放電計劃，提升收益10%-15%。
- **模糊控制**：針對光照突變等不確定因素，通過模糊規則（如“功率下降快→放電功率增加”）實現自適應調節，增強魯棒性。
- **決策優先級**：當多目標沖突時（如平抑波動與峰谷套利沖突），按“電網安全＞設備保護＞經濟收益”的優先級處理。

3. **保護協同機制**
- **防逆流保護**：光伏并網柜內置防逆流裝置，當儲能放電導致電流反向（上網功率＜0）且超過設定值（如-5%額定功率）時，100ms內降低儲能放電功率，避免違反電網“禁止逆流”規定。
- **過載協同保護**：并網點總電流超過額定值1.2倍時，光伏并網柜與儲能PCS同時降低功率。儲能側立即停止充電或降低放電功率，總降額速度≥20%/秒。

### **四、典型應用場景與效益**
#### **1. 工商業屋頂光伏+儲能場景**
- **控制策略**：峰谷套利+需量管理。
- 高峰時段（8:00-22:00，電價1.2元/kWh）：儲能放電，光伏余電上網。
- 低谷時段（22:00-8:00，電價0.6元/kWh）：光伏無出力時，電網充電至SOC 80%。
- 需量控制：監測15分鐘需量，接近閾值時儲能放電，將需量從1200kVA降至1000kVA。
- **效益**：年峰谷套利收益約12萬元，需量電費節省8萬元，投資回收期約5年。

#### **2. 離網光伏微電網場景**
- **控制策略**：離網運行+備電支撐。
- 電網停電時，光伏與儲能組成微電網，為通信基站、應急照明等關鍵負荷供電，續航時間≥4小時。
- 儲能SOC維持在30%-70%，應急狀態下允許短時放電至10%。
- **效益**：保障關鍵負荷連續供電，減少因停電導致的經濟損失。