用于向并联连接的多个电池分配功率请求的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于向电能储存系统中并联连接的多个电池(M1...MN)分配功率请求PREQ的方法和系统。根据本发明专利技术，所述分配系统包括全局控制系统(6)，所述全局控制系统可以从所述多个电池(M1...MN)确定电池组合，所述电池组合被优化成使用最大可能数量的电池来对所述功率请求进行响应；并为所述经优化组合中的电池中的每一个电池分配功率水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向并联连接的多个电池分配功率请求的方法和系统
本专利技术总体上涉及使用并联连接的多个电池的能量储存和传递系统，并且更确切地涉及用于向这种能量储存和传递系统中所包括的多个电池分配功率请求的方法和系统。
技术介绍
电能储存要求正在全世界扩张。所开发的系统必须满足源自更全面的外部能量管理系统的需求，以便间歇地储存与例如具体定价机会或与可再生源产量的未预见盈余相对应的一定量的能量，或以便通过间歇性地传递储存的能量来为电网提供帮助，以例如使消耗点平滑，或补偿可再生能源的期望产量的不足。这些要求被表达为(视具体情况)给定持续时间内储存系统所需的吸收功率或传递功率PREQ的形式、以及因此相关联的能量的量的形式。本质上，这些要求不一定是有序的(储存和释放阶段交替)并且可能超过储存系统的必要限制的容量。因而，例如，当储存系统的电池均完全充电时，可吸收的功率、以及更不用说系统可吸收的能量为零。因此，所述系统不再可用于额外的吸收功率请求。一些已知架构包括直接并联连接至同一条电气总线的电池。这些架构的缺陷在于以下事实：只有总功率能够被控制并根据电池内部阻抗来在电池之间分配。在这种情况下，系统中最老化的电池将首先引起可使用的功率受限，并因此防止利用其他电池的完整能力。其他优选架构包括并联连接但能够被单独地处理的多个电池。文献US2012/0249048描述了例如这种类型的架构，其中，为满足功率请求可以选择一个或多个电池运行。此文献中所描述的系统的主要缺陷是它致力于满足所述请求，而不考虑维持系统的总体可用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是尤其减轻上述缺点。为了实现这一点，本专利技术的一个主题是一种用于向并联连接的多个电池分配功率请求PREQ的方法，所述方法包括：-从所述多个电池确定电池组合的步骤，所述电池组合被优化成通过使用最大可能数量的电池来满足所述功率请求；-为所述经优化组合中的所述电池中的每一个电池分配功率水平的步骤。根据某些可能的附加特征：-所述确定经优化电池组合的步骤基于与每个电池i相关联的、运行所要求的最小功率Pmin(i)来确定所述组合；-所述确定经优化电池组合的步骤确定的所述组合包括满足以下关系式的最大数量的电池i：PREQ>ΣPmin(i)其中，Pmin(i)是与所述组合中的各电池i相关联的最小功率。-所述确定经优化电池组合的步骤有利地包括基于包括所有电池i的原始组合，从所述组合相继地移除一个电池，直到满足以下关系式：PREQ>ΣPmin(i)-所述电池有利地被按其相关联的最小运行功率的降序相继移除；-所述确定经优化电池组合的步骤可以包括优先化预备子步骤，其中，规定了所述多个电池中称为优先权电池的一个或多个电池形成所述经优化组合的一部分；-针对每个优先权电池i可以规定以下关系式：Pmin(i)＝Pmax(i)其中，Pmax(i)是电池i的最大可能功率。-所述为所述经优化组合中的电池中的每一个电池分配功率水平的步骤可以包括根据以下关系式为所述组合中的每个电池i确定功率P(i)：P(i)＝Pmin(i)+(M(i)/ΣM(i))*(PREQ-ΣPmin(i))其中，M(i)是所述电池i的运行裕量。-所述方法优选地包括预备步骤，在其过程中，将所述功率请求PREQ与所述电池运行所要求的最小功率加以比较。所述预备步骤可以包括确定是否满足以下关系式：PREQ>Min(Pmin(i))其中，Pmin(i)是每个电池i运行所要求的最小功率。本专利技术的另一主题是一种用于向电能储存系统中并联连接的多个电池分配功率请求PREQ的系统，包括总体控制系统，所述总体控制系统能够：-从所述多个电池确定电池组合，所述电池组合被优化成通过使用最大可能数量的电池来满足所述功率请求；-为所述经优化组合中的电池中的每一个电池分配功率水平。附图说明结合参照附图给出的以下描述，将更好地理解本专利技术及其提供的优点，在附图中：-图1示意性地展示了根据本专利技术的用于向并联连接的多个电池分配功率请求的架构的示例；-图2示出了可以根据本专利技术实施的步骤序列的示例。具体实施方式参照图1，所考虑的是一种电能储存和传递系统，其在同一条线(例如，电气总线1)上包括并联连接的N个模块M1至MN，所述同一条线本身连接至低压电网2。模块的数量N理论上不受限制，并且在实践中在2与12之间变化。每个模块Mi包括电池3i和相关联的可控功率电子器件，所述相关联的可控功率电子器件主要形成为：-一方面，使得可以使电池3i放电并因此传递一定量的能量的逆变器4i，并且-另一方面，使得可以用来自输电网2的电力来对电池3i充电并因此储存一定量的能量的充电器5i。为了不不必要地使图1负担过重，在本图中，只有储存和传递模块M1和MN的必要元件具有参考号。所述架构还包括总体控制系统6，所述总体控制系统使得可以：-独立地处理每个模块Mi，从而使得产生与所考虑的电池的当前限制相兼容的选择的功率，-协调对每个模块Mi要求的功率，以便满足储存系统所接收到的总体请求。在所示的示例中，总体控制系统6必要地包括：控制模块60和接口模块61，所述接口模块用于优选地通过CAN或ModBus类型的串行数据链路7和8将系统6一方面连接至每个电池3i并且另一方面连接至每个逆变器4i和充电器5i。为了简化，在此再次地仅示出了接口模块61与能量储存和传递模块M1之前的连接。图中存在的许多开关展示了以下事实：能够将各电池独立地处理成存储源自输电网2的电能或处理成将之前储存的能量传递至此输电网2，所有这些都在总体控制系统6的控制下。在内部地由多个可独立处理的电池(即，不与同一电气总线连接)形成的储存系统的情况下，可用能量的量本身同样受限制。然而，本专利技术所基于的事实是可以尽可能地防止这些电池中的一些电池过早地达到极端运行状态(例如满或空)，在所述极端运行状态下，它们将变得不可用。确切地，其不可用性不仅引起了可用的能量受限，而且还引起了能够被动用的功率受限。因此，重要的是以便于尽可能为储存系统保留可使用的功率的方式来处理对每个电池的充电。在本披露的剩余部分中，将对每个电池模块Mi使用以下注释：-Pmin(i)是模块运行所要求的最小功率。此最小功率对应于最小电流，低于所述最小电流，就不可能以足够准确度来测量电流从而进行正确调节。此最小功率是可以有利地存储在总体控制系统6的表格(未示出)中的制造商数据项；-Pmax(i)是模块运行可能的最大功率。此功率对应于每个模块Mi的功率电子器件可接受的最大功率与电池可接受的最大功率之间的最小值。此最大功率是可变的，具体取决于温度。电池3i的、以及功率电子器件4i、5i的每个控制器(未示出)通过链路7、8发送其最大可接受的功率值。总体控制系统6因此能够了解值Pmax(i)；-SOC(i)是模块Mi中电池的电量状态。电池3i的每个控制器(未示出)通过链路7发送电量状态的值；-M(i)是模块Mi的裕量，并且对应于Pmax(i)与Pmin(i)之间的差；-P(i)是总体控制系统6为了满足功率请求PREQ而指派给各模块Mi的功率，无论这是能量储存请求还是能量传递请求。总体控制系统6为了满足功率请求PREQ而实施的用于在模块Mi之间分配功率P(i)的方法所有的目的是优化模块Mi的可用性，以便能够在任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向并联连接的多个电池(M1,...MN)分配功率请求PREQ的方法，所述方法包括：‑从所述多个电池(M1,...MN)确定电池组合的步骤(S1)，所述电池组合被优化成通过使用最大可能数量的电池来满足所述功率请求；‑为所述经优化组合中的所述电池中的每一个电池分配功率水平的步骤(S2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.03 FR 15517601.一种用于向并联连接的多个电池(M1,...MN)分配功率请求PREQ的方法，所述方法包括：-从所述多个电池(M1,...MN)确定电池组合的步骤(S1)，所述电池组合被优化成通过使用最大可能数量的电池来满足所述功率请求；-为所述经优化组合中的所述电池中的每一个电池分配功率水平的步骤(S2)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定经优化电池组合的步骤(S1)基于与每个电池i相关联的、运行所要求的最小功率Pmin(i)来确定所述组合。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定经优化电池组合的步骤(S1)确定的所述组合包括满足以下关系式的最大数量的电池i：PREQ>ΣPmin(i)其中，Pmin(i)是与所述组合中的各电池i相关联的最小功率。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定经优化电池组合的步骤(S1)包括基于包括所有电池i的原始组合，从所述组合相继地移除一个电池，直到满足以下关系式：PREQ>ΣPmin(i)。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电池被按其相关联的最小运行功率的降序相继移除。6.如权利要求2至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述确定经优化电池组合的步骤(S1)包括优先化预备子步骤，其中，规定了所...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·沙扎尔，P·图桑，DH·蒂恩，M·乌姆劳斯基，
申请(专利权)人：雷诺两合公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR