一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法，包括：包括：第一母线、第二母线、第三母线、第四母线，至少一个光伏发电单元、至少一个风力发电单元、至少两个负载、第一线路阻抗、第二线路阻抗、第三线路阻抗、第四线路阻抗、N个锂电池箱；本发明专利技术为根据不同容量电池的性质调节各个电池的充放电功率，达到SOC趋于一致的目的，并且对负载频繁投切造成的电网扰动具有一定的抗性，同时保持了各个母线电压的稳定。对不同容量电池分配不同的基准电压调节系数，并给出相应的变化范围，从而合理地分配充放电功率，减少电池的损耗，延长了电池的使用寿命，同时在所有电池达到同一个SOC时，通过基准调节系数调节，SOC相等的状况可以长时间保持一致。

A Large Scale SOC Balance Coordination Control System for Energy Storage and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法
本专利技术属于大规模储能变换器协调控制
，具体涉及一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法。
技术介绍
随着环保的理念不断加深，同时环境污染问题带来了十分恶劣的影响，各个国家希望使用清洁能源来替代化石能源。因此，新能源发电技术的发展得到了各个国家的支持。新能源发电(包括光伏发电、风力发电等)具有污染少、能源储量大等特点。然而，光伏、风力发电的随机性造成了电网电压的波动和功率供求关系不对等，需要大量的储能装置接入来使电网的电压、频率等特征保持稳定。这些储能装置的种类，容量和功能可能不尽相同。针对不同容量的锂电池，SOC(荷电状态)的平衡尤为重要。SOC平衡可以保护锂电池充放电处于合理的范围之内，通过电池的剩余容量分配充放电功率，即保证电网功率供求匹配，又延长了锂电池的寿命。SOC平衡方法以及多电池协调控制方法，在合理分配功率时，将母线电压稳定在规定的范围之内，提高了供电的可靠性。
技术实现思路
基于以上技术不足，本专利技术提出一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法，对不同容量，不同SOC的锂电池进行功率合理分配，达到平衡多个电池SOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模储能SOC平衡协调控制系统，其特征在于，一种大规模储能SOC平衡协调控制系统，包括：第一母线、第二母线、第三母线、第四母线，至少一个光伏发电单元、至少一个风力发电单元、至少两个负载、第一线路阻抗、第二线路阻抗、第三线路阻抗、第四线路阻抗、N个锂电池箱；第一母线一端与第四母线一端相连接，第一母线另一端与第三母线一端相连接、第三母线另一端与第二母线一端相连接，第二母线另一端与第四母线另一端相连接；第一母线与N1个锂电池箱相连接，第二母线与N2个锂电池箱相连接，第三母线与N3个锂电池箱相连接，第四母线N4个锂电池箱相连接；所述第一母线、第二母线、第三母线、第四母线中，至少一条母线与至少...

【技术特征摘要】
1.一种大规模储能SOC平衡协调控制系统，其特征在于，一种大规模储能SOC平衡协调控制系统，包括：第一母线、第二母线、第三母线、第四母线，至少一个光伏发电单元、至少一个风力发电单元、至少两个负载、第一线路阻抗、第二线路阻抗、第三线路阻抗、第四线路阻抗、N个锂电池箱；第一母线一端与第四母线一端相连接，第一母线另一端与第三母线一端相连接、第三母线另一端与第二母线一端相连接，第二母线另一端与第四母线另一端相连接；第一母线与N1个锂电池箱相连接，第二母线与N2个锂电池箱相连接，第三母线与N3个锂电池箱相连接，第四母线N4个锂电池箱相连接；所述第一母线、第二母线、第三母线、第四母线中，至少一条母线与至少一个光伏发电单元相连接，至少一条母线与至少一个风力发电单元相连接，至少两条母线分别与至少两个负载相连接；其中，N＝N1+N2+N3+N4；第一线路阻抗为第一母线与第四母线之间阻抗，第二线路阻抗为第一母线与第三母线之间阻抗，第三线路阻抗为第三母线与第二母线之间阻抗，第四线路阻抗为第二母线与第四母线之间阻抗；所述光伏发电单元，通过光伏发电为所构建的储能SOC平衡协调控制系统提供电能；所述风力发电单元，通过风力发电为所构建的储能SOC平衡协调控制系统提供电能；所述负载，构建的储能SOC平衡协调控制系统通过母线为负载供电；所述锂电池箱，当构建的储能SOC平衡协调控制系统无法为负载提供足够的电能时，锂电池箱中的锂电池组为负载供电。2.根据权利要求1所述大规模储能SOC平衡协调控制系统，其特征在于，所述锂电池箱，通过双向半桥变换器并入直流电网；当上半桥臂IGBT导通时，变换器处于buck工作状态，电网功率通过双向半桥变换器流入锂电池箱电池组中，这时电池组开始工作在充电状态；当下半桥臂IGBT导通时，双向半桥变换器处于boost状态，功率从电池流入电网中，这时电池工作在放电状态。3.一种大规模储能SOC平衡协调控制方法，采用权利要求1所述大规模储能SOC平衡协调控制系统实现，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：检测电池箱电池组中各电池的SOC最大值和最小值是否在额定充电量的20％～90％之内，若在范围之内，则不切除该电池箱电池组中电池；若不在范围之内，则切除该电池箱电池组中电池；步骤2：采集直流母线电压Udc、第i个电池箱的IGBT的占空比D1-i或D2-i和第i个电池箱的输出电流i0-i，并将Udc、D1-i或D2-i、i0-i输入到电流估算器中，输出第i个锂电池箱的估算电流值步骤3：根据电流估算器切换规则，对不同的电流估算器进行切换；步骤3.1：采集各个锂电池箱所连接的母线的可用功率；步骤3.2：将采集的可用功率与所在母线负载消耗功率进行比较，如果可用功率大于负载消耗功率，执行步骤3.3；如果可用功率小于等于负载消耗功率，则执行步骤3.4；步骤3.3：将电流估算器切换到buck模式，并从步骤1重新开始进行；步骤3.4：将电流估算器切换到boost模式，并从步骤1重新开始进行；步骤4：通过针对不同容量锂电池箱设计的电流估算器输出的估算各锂电池箱的SOC；估算各锂电池箱的SOC，通过以下公式：其中，Ub-i为第i个电池箱的输出电压；为锂电池箱输出电流；SOC0-i为第i个锂电池箱初始荷电状态；Cb-i为第i个电池箱的容量，为第i个锂电池箱的荷电状态的估计值；步骤5：计算SOC的平均值，得到的平均值与自身的SOC比较，得到的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫士杰，佟诗耕，李刚，徐伟男，张永康，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21