家庭光储系统中，过欠压保护器与储能设备的协同运行需围绕电压稳定、设备保护及系统效率展开，其核心策略及实施要点如下：

### **一、协同运行的核心目标**
1. **电压稳定控制**
- 当电网电压异常（如过压≥270V或欠压≤170V）时，过欠压保护器需在1秒内切断电路，避免设备损坏。
- 储能系统需快速响应（响应时间＜100ms），通过充放电调节并网点电压，将波动幅度控制在±5%以内，满足电网对新能源电站的“低电压穿越”“波动率限制”要求。

2. **设备保护与故障隔离**
- 过欠压保护器切断电路后，储能系统需立即停止充放电，防止反向电流或过压对电池造成二次伤害。
- 协同监测电池组状态（如单体电压、温度），当检测到故障（如过充、过温）时，闭锁储能充放电功能，仅保留光伏并网功能。

3. **系统效率优化**
- 在电压正常范围内，储能系统需优先消纳光伏发电，减少弃光率，并通过峰谷套利（如低谷电价时充电，高峰电价时放电）提升经济性。
- 结合负荷需求，动态调整储能充放电功率，避免频繁启停导致的效率损失。

### **二、协同控制策略**
#### **1. 电压阈值触发策略**
- **过压保护**：当并网点电压持续超过270V±5V时，过欠压保护器切断电路，同时储能系统停止充电并转为放电模式，通过消耗电能降低电压。
- **欠压保护**：当电压持续低于170V±5V时，保护器切断电路，储能系统优先保障关键负荷供电（如冰箱、照明），维持系统运行4小时以上。

#### **2. 动态功率调节策略**
- **功率平滑控制**：实时监测光伏输出功率（采样频率≥1kHz），当功率波动超过目标并网功率的±30%时，储能系统通过充电（光伏功率＞目标功率）或放电（光伏功率＜目标功率）平抑波动，将1分钟内功率波动降至±5%以内。
- **经济调度控制**：基于电价曲线和光伏预测，制定次日充放电计划。例如，光伏大发时段（12:00-14:00）优先自用，余电充电；电价高峰时段（8:00-10:00）储能满功率放电，减少电网购电。

#### **3. 应急与备用控制策略**
- **离网运行**：电网停电时，过欠压保护器检测到失压（持续＞200ms）后，立即断开并网开关，同时向储能系统发送“离网模式”指令。储能系统在200ms内建立稳定电压（380V±2%），光伏通过离网逆变器继续供电，储能补充差额功率。
- **备电支撑**：日常维持储能SOC在30%-70%，应急状态下允许短时放电至10%，保障关键负荷供电≥4小时。恢复电网供电后，优先充电至50%再并网。

### **三、技术实现要点**
1. **通信与数据交互**
- 采用标准化协议（如Modbus-RTU、MQTT）实现光伏并网柜与储能PCS的数据互通。光伏并网柜向储能PCS传输光伏功率、并网点电压等数据；储能PCS反馈SOC、充放电功率、故障状态等信息。
- 通信延迟需＜500ms，确保控制指令及时执行。

2. **控制算法与决策逻辑**
- **模型预测控制（MPC）**：基于未来15分钟的光伏出力预测和负荷需求，滚动优化储能充放电计划，提升收益10%-15%。
- **模糊控制**：针对光照突变等不确定因素，通过模糊规则（如“功率下降快→放电功率增加”）实现自适应调节，增强鲁棒性。
- **决策优先级**：当多目标冲突时（如平抑波动与峰谷套利冲突），按“电网安全＞设备保护＞经济收益”的优先级处理。

3. **保护协同机制**
- **防逆流保护**：光伏并网柜内置防逆流装置，当储能放电导致电流反向（上网功率＜0）且超过设定值（如-5%额定功率）时，100ms内降低储能放电功率，避免违反电网“禁止逆流”规定。
- **过载协同保护**：并网点总电流超过额定值1.2倍时，光伏并网柜与储能PCS同时降低功率。储能侧立即停止充电或降低放电功率，总降额速度≥20%/秒。

### **四、典型应用场景与效益**
#### **1. 工商业屋顶光伏+储能场景**
- **控制策略**：峰谷套利+需量管理。
- 高峰时段（8:00-22:00，电价1.2元/kWh）：储能放电，光伏余电上网。
- 低谷时段（22:00-8:00，电价0.6元/kWh）：光伏无出力时，电网充电至SOC 80%。
- 需量控制：监测15分钟需量，接近阈值时储能放电，将需量从1200kVA降至1000kVA。
- **效益**：年峰谷套利收益约12万元，需量电费节省8万元，投资回收期约5年。

#### **2. 离网光伏微电网场景**
- **控制策略**：离网运行+备电支撑。
- 电网停电时，光伏与储能组成微电网，为通信基站、应急照明等关键负荷供电，续航时间≥4小时。
- 储能SOC维持在30%-70%，应急状态下允许短时放电至10%。
- **效益**：保障关键负荷连续供电，减少因停电导致的经济损失。