储能电站中储能变流器的电池模块充放电控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及储能电站中储能变流器的电池模块充放电控制方法与装置，属于储能电站的储能技术领域，充电控制方法对正在充电的各组电池模块，通过监控各组电池模块的剩余荷电量，将对比得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量按照上述设定条件进行判断，在满足设定条件时切除最大剩余荷电量对应组的电池模块，不断重复前述过程，直至剩余最后一组电池模块，将全部电池模块再次投入充电，仍监控各组电池模块的剩余荷电量，将最大剩余荷电量达到设定上限的电池模块切除，直至所有电池模块切除为止。本发明专利技术在一定程度上缩减了电池模块之间剩余荷电量的不一致性，有效提高了储能电池的利用率，保证了储能电池的使用寿命，减少了更换储能电池的经济成本。

Charge and Discharge Control Method and Device for Battery Module of Energy Storage Converter in Energy Storage Power Station

The invention relates to a charging and discharging control method and device for battery module of energy storage converter in energy storage power station, belonging to the energy storage technology field of energy storage power station. The charging control method judges the maximum residual charge and minimum residual charge of each group of battery modules under the above-mentioned setting conditions by monitoring the residual charge of each group of battery modules. When the set conditions are satisfied, the battery module of the corresponding group with the maximum remaining charge is removed, and the above process is repeated until the remaining battery module is recharged, and the remaining charge of each battery module is monitored. The battery module with the maximum remaining charge reaching the set upper limit is removed until all the battery modules are removed. The invention reduces the inconsistency of residual charge between battery modules to a certain extent, effectively improves the utilization ratio of energy storage battery, ensures the service life of energy storage battery, and reduces the economic cost of replacing energy storage battery.

【技术实现步骤摘要】
储能电站中储能变流器的电池模块充放电控制方法与装置
本专利技术属于储能电站的储能
，具体涉及储能电站中储能变流器的电池模块充放电控制方法与装置。
技术介绍
在电源侧，储能可平抑新能源发电功率波动，减少弃风/弃光，参与电网调频和调峰；在电网侧，储能可参与电网的调峰、调压和调频，并作为黑启动电源使用；在用户侧，储能可削峰填谷、平抑负荷、减少对供电容量需求和减缓配电网投资。基于上述众多优势，大规模用于储能的电化学储能电池得到了广泛的应用。但是，电化学储能电池在使用的过程，由于在充放电过程中存在电池簇之间存在剩余电量的不一致性，导致储能电站中的电化学储能电池在充电过程存在充不满和在放电过程存在放不尽的问题，降低了储能电池的利用率，影响储能电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供储能电站中储能变流器的电池模块充放电控制方法与装置，用于解决现有储能电站中储能电池在充电或放电过程中，由于剩余荷电量不一致导致的储能电池低利用率的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，包括以下步骤：a1)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量满足充电电量不均衡的设定条件时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；a2)重复步骤a1)中的内容，直到剩余最后一组电池模块为止；a3)控制储能变流器对所有组电池模块进行再次充电；a4)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量大于或等于第一设定阈值时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，当最大剩余荷电量达到设定上限时，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；第一设定阈值小于所述设定上限；a5)重复步骤a4)中的内容，直到所有电池模块全部切除为止。为解决上述技术问题，本专利技术还提出一种储能电站中储能变流器的电池模块充电控制装置，包括处理器，用于执行指令以实现上述电池模块充电控制方法。本专利技术的电池模块充电控制方法与装置，针对正在充电的各组电池模块，将充电过程分为两个充电阶段，对于第一充电阶段，通过监控各组电池模块的剩余荷电量，即将对比得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量按照上述设定条件进行判断，在满足设定条件时切除最大剩余荷电量对应组的电池模块，并不断重复前述过程，直至剩余最后一组电池模块；对于第二充电阶段，将全部电池模块再次投入进行充电，仍监控各组电池模块的剩余荷电量，将最大剩余荷电量达到设定上限的电池模块切除，直至所有电池模块切除为止。本专利技术在一定程度上缩减了电池模块之间剩余荷电量的不一致性，有效提高了储能电池的利用率，一定程度上保证了储能电池的使用寿命，减少了更换储能电池的经济成本。在第二充电阶段时各电池模块已经达到一定电量，储能变流器不需要向各电池模块输出太大的充电功率，因此，在步骤a3)中，在控制储能变流器对所有组电池模块进行再次充电之前，控制储能变流器向各电池模块输出的功率为初始充电功率的一半，即可保证将各电池模块的电量充满。以上步骤a2)和步骤a4)中，降低储能变流器向各电池模块输出的功率为(P-I1×U)，其中，P为储能变流器的当前输出功率，I1为最大剩余荷电量对应组的电池模块的电流，U为储能变流器的直流侧电压。进一步，所述充电电量不均衡的设定条件为：所述最大剩余荷电量小于或等于第二设定阈值，且最大剩余荷电量和最小剩余荷电量之间的差值大于第一设定差值。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种储能电站中储能变流器的电池模块放电控制方法，包括以下步骤：b1)获取正在放电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量满足放电电量不均衡的设定条件时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，切除最小剩余荷电量对应组的电池模块；b2)重复步骤b1)中的内容，直到剩余最后一组电池模块为止；b3)控制所有组电池模块对储能变流器进行再次放电；b4)获取正在放电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最小剩余荷电量小于或等于第三设定阈值时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，当最小剩余荷电量达到设定下限时，切除最小剩余荷电量对应组的电池模块；第三设定阈值大于所述设定下限；b5)重复步骤b4)中的内容，直到所有电池模块全部切除为止。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种储能电站中储能变流器的电池模块放电控制装置，包括处理器，处理器用于执行指令以实现上述电池模块放电控制方法。本专利技术的电池模块放电控制方法与装置，针对正在放电的各组电池模块，将放电过程分为两个放电阶段，对于第一放电阶段，通过监控各组电池模块的剩余荷电量，即将对比得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量按照上述设定条件进行判断，在满足设定条件时切除最小剩余荷电量对应组的电池模块，并不断重复前述过程，直至剩余最后一组电池模块；对于第二放电阶段，将全部电池模块再次投入进行放电，仍监控各组电池模块的剩余荷电量，将最小剩余荷电量达到设定下限的电池模块切除，直至所有电池模块切除为止。本专利技术在一定程度上缩减了电池模块之间剩余荷电量的不一致性，有效提高了储能电池的利用率，一定程度上保证了储能电池的使用寿命，减少了更换储能电池的经济成本。在第二放电阶段时各电池模块已经达到一定电量，储能变流器不需要向各电池模块输出太大的放电功率，因此，以上步骤b3)中，在控制所有组电池模块对储能变流器进行再次放电之前，控制储能变流器向各电池模块输出的功率为初始放电功率的一半。以上步骤b2)和步骤b4)中，降低储能变流器向各电池模块输出的功率为(P-I2×U)，其中，P为储能变流器的当前输出功率，I2为最小剩余荷电量对应组的电池模块的电流，U为储能变流器的直流侧电压。进一步，所述放电电量不均衡的设定条件为：所述最小剩余荷电量小于等于第四设定阈值，且最大剩余荷电量和最小剩余荷电量之间的差值大于第二设定差值。附图说明图1是本专利技术的储能电站系统框架图；图2是本专利技术的整体控制流程图；图3是本专利技术的电池模块充电控制流程图；图4是本专利技术的电池模块放电控制流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本专利技术提出一种储能电站中储能变流器的电池簇控制方法，包括充电控制方法和放电控制方法。该充电控制方法和放电控制方法适用于如图1所示的储能电站系统，储能变流器的交流侧用于连接电网、直流侧通过接触器(K1、…、Km)连接电池簇的各个电池箱(电池箱1、…、电池箱n)，一个接触器对应一个电池簇，每个电池簇包括n个电池箱、n个单体电池管理单元和1个电池簇管理单元，各个电池箱通过对应的单体电池管理单元通信连接至电池簇管理单元，各个电池簇管理单元(电池簇管理单元1、…、电池簇管理单元m)通过电池管理系统通信管理单元连接就地监控系统。储能电站系统采用三级通讯架构，包括单体电池管理单元、电池簇管理单元和电池管理系统通信管理单元，单体电池管理单元管理电池组内所有电池，电池簇管理单元负责电池簇的充放电控制和接触器控制，电池管理系统通信管理单元负责和储能变流器、就地监控系统通信，就地监控系统用于进行本专利技术的电池簇控制方法，将下达的各种控制命令通过电池管理系统通信管理单元下发至各个电池簇管理单元。就地监控系统还通信连接储能变流器，用于获取并判断储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a1)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量满足充电电量不均衡的设定条件时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；a2)重复步骤a1)中的内容，直到剩余最后一组电池模块为止；a3)控制储能变流器对所有组电池模块进行再次充电；a4)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量大于或等于第一设定阈值时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，当最大剩余荷电量达到设定上限时，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；第一设定阈值小于所述设定上限；a5)重复步骤a4)中的内容，直到所有电池模块全部切除为止。

【技术特征摘要】
1.一种储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a1)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量和最小剩余荷电量满足充电电量不均衡的设定条件时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；a2)重复步骤a1)中的内容，直到剩余最后一组电池模块为止；a3)控制储能变流器对所有组电池模块进行再次充电；a4)获取正在充电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量大于或等于第一设定阈值时，降低储能变流器向各电池模块输出的功率，当最大剩余荷电量达到设定上限时，切除最大剩余荷电量对应组的电池模块；第一设定阈值小于所述设定上限；a5)重复步骤a4)中的内容，直到所有电池模块全部切除为止。2.根据权利要求1所述的储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，其特征在于，步骤a3)中，在控制储能变流器对所有组电池模块进行再次充电之前，控制储能变流器向各电池模块输出的功率为初始充电功率的一半。3.根据权利要求1所述的储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，其特征在于，所述降低储能变流器向各电池模块输出的功率为(P-I1×U)，其中，P为储能变流器的当前输出功率，I1为最大剩余荷电量对应组的电池模块的电流，U为储能变流器的直流侧电压。4.根据权利要求1所述的储能电站中储能变流器的电池模块充电控制方法，其特征在于，所述充电电量不均衡的设定条件为：所述最大剩余荷电量小于或等于第二设定阈值，且最大剩余荷电量和最小剩余荷电量之间的差值大于第一设定差值。5.一种储能电站中储能变流器的电池模块放电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：b1)获取正在放电的各组电池模块的剩余荷电量，当得到的最大剩余荷电量和最...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫星，郭宝甫，赫嘉楠，田盈，张鹏，李忠政，徐军，岳帅，王法宁，卢星海，谢青松，苑军军，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网有限公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，国网新疆电力有限公司经济技术研究院，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41