一种可动态重构的电池储能系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种可动态重构的电池储能系统及方法，系统包括储能系统主电路和电池管理系统，储能系统主电路具有充放电接口电路和与所述充放电接口电路相连的储能电池组，储能电池组由多个电池单体并联构成，每一电池单体两端均设有可控开关Sn(n＝1,2，n)；在所述由多个电池单体并联构成的储能电池中，每一电池单体的正极端还通过可控开关S’n(n＝1,2，n)与相邻电池单体的正极端相连，每一电池单体的负极端也通过可控开关S”n(n＝1,2，n)与相邻电池单体的负极端相连；电池管理系统与所述储能系统主电路相连，用于根据电池单体的电气信息和功率交换指令生成储能电池组重构决策，并控制所述可控开关Sn、S’n和S”n的通断，改变储能电池组拓扑。

System and method for dynamically reconstructing battery energy storage

The invention relates to a storage battery can dynamically reconfigurable system and method, system including energy storage system main circuit and battery management system, energy storage system with charging and discharging main circuit interface circuit and the battery is connected with the charging interface circuit of the energy storage battery group is composed of a plurality of parallel monomers at the end of each single battery, the battery is provided with a controllable switch Sn (n = 1,2, n); composed of single parallel multiple battery in the storage battery, each battery monomer is extreme by controllable switch S' n (n = 1,2, n) is connected with the positive pole the adjacent cell, the negative extreme every single cell through the controllable switch S \n (n = 1,2, n) is connected with the negative pole of adjacent single battery; battery management system and the storage can be connected to the main circuit of the system, according to the electrical information and power battery exchange means The storage battery stack reconfiguration decision is made, and the on-off of the controllable switch Sn, S' n and S n is controlled, and the topology of the energy storage battery group is changed.

【技术实现步骤摘要】
一种可动态重构的电池储能系统及方法
本专利技术属于电池储能系统的构建和控制领域，具体是一种可动态重构的电池储能系统及方法。
技术介绍
随着化石能源的逐渐枯竭和人类对环境问题的日益关注，清洁的可再生能源发电迅速扩大，新一轮的能源变革逐步推进。然而，可再生能源具有波动性和随机性的固有特征，给电网的安全、稳定、经济运行提出了诸多挑战。储能技术是应对上述挑战的有效手段，构建大规模经济性储能系统是意义重大的研究课题。除抽水蓄能外，电池储能是现阶段最具备工程应用前景的储能技术，但电池储能系统通常采用大量储能容量和功率有限的电池单体(电芯)组成，必须配合高效的重组和管理技术才能充分发挥储能系统的能量存储能力。传统上，电池储能系统按照固定方式将电池单体串、并联，从而扩展储能系统的储能容量和功率，这存在两方面的缺点：(1)储能系统存在短板效应，难以充分利用所有电池单体的储能能力。例如，多个电池单体串联构成的电池组充放电安时数等于安时数最少的电池单体，因此安时数较大电池单体的储能能力未得到充分利用。(2)储能系统存在不均衡效应，导致电池单体老化程度和速度差异显著，缩短了储能系统整体寿命。参数差异会导致电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可动态重构的电池储能系统，其特征在于：包括储能系统主电路和电池管理系统，储能系统主电路具有充放电接口电路和与所述充放电接口电路相连的储能电池组，储能电池组由多个电池单体并联构成，每一电池单体两端均设有可控开关Sn(n＝1,2，，，n)；在所述由多个电池单体并联构成的储能电池中，每一电池单体的正极端还通过可控开关S’n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的正极端相连，每一电池单体的负极端也通过可控开关S″n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的负极端相连；电池管理系统与所述储能系统主电路相连，具有采集模块，用于采集所述电池单体的电气信息；通信模块，用于获取充放电接口电路输出的功率交换指令；电...

【技术特征摘要】
1.一种可动态重构的电池储能系统，其特征在于：包括储能系统主电路和电池管理系统，储能系统主电路具有充放电接口电路和与所述充放电接口电路相连的储能电池组，储能电池组由多个电池单体并联构成，每一电池单体两端均设有可控开关Sn(n＝1,2，，，n)；在所述由多个电池单体并联构成的储能电池中，每一电池单体的正极端还通过可控开关S’n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的正极端相连，每一电池单体的负极端也通过可控开关S″n(n＝1,2，，，n)与相邻电池单体的负极端相连；电池管理系统与所述储能系统主电路相连，具有采集模块，用于采集所述电池单体的电气信息；通信模块，用于获取充放电接口电路输出的功率交换指令；电池管理模块，与所述采集模块和通信模块相连，用于根据所述电池单体的电气信息和功率交换指令生成储能电池组重构决策，并控制所述可控开关Sn、S’n和S″n的通断，改变储能电池组拓扑。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述电池管理模块包括状态估计模块、动态重组控制模块和触发模块；所述状态估计模块，与所述采集模块相连，用于根据电池单体的电气信息估算电池单体的状态；所述动态重组控制模块，与所述状态估计模块和通信模块相连，用于根据所述电池单体的状态和所述功率交换指令，改变储能电池组拓扑，向通信模块发送请求改变充放电接口电路输出的功率；触发模块，与所述动态重组控制模块相连，用于根据储能电池组重构决策，生成开通或关断控制信号，发送至可控开关，驱动可控制开关的通断，改变储能电池组拓扑。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述充放电接口电路包括充电接口电路和放电接口电路，充电接口电路与所述储能电池组的输入相连，放电接口电路与所述储能电池组的输出相连。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，崔伟，谷鸣，李伟，胡俊鹏，张恒旭，施啸寒，范英乐，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37