一种电池养护系统、方法及能在线养护电池的微电网系统技术方案

本发明专利技术公开了电池养护技术领域的一种电池养护系统、方法及能在线养护电池的微电网系统，能在线对电池的其中某一个电池簇进行单独养护而不需要将所有的电池簇全部切换出来，实现了电池的在线养护，维护了系统的稳定和用电安全。包括EMS、BMS、模块式PCS、电池和发电装置，所述发电装置向电网中的负载供电；所述电池吸收电网中多余的电量并在电网中电量不足时向电网中放电，所述电池包括多个电池簇；所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，所述EMS发送工作模式切换指令给模块式PCS；所述模块式PCS根据所述EMS的指令对指定的电池簇进行养护操作。

【技术实现步骤摘要】
一种电池养护系统、方法及能在线养护电池的微电网系统
本专利技术属于电池养护
，具体涉及一种电池养护系统、方法及能在线养护电池的微电网系统。
技术介绍
在中东、非洲、东南亚的一些无电网地区，为了满足当地民众的生活用电需求，通常会建设一些“光伏+储能”离网型微电网（其系统功率等级一般不超过500KW），由于这些地区通常比较偏远，设备维护较为不便，因此微电网中的设备通常采用组串式光伏逆变器以及模块式PCS（模块式储能变流器）的系统方案，一台储能变流器含有多个相同功率等级的子模块，以达到防止由于单台设备出现故障，从而导致微电网供电崩溃的目的。在微电网中，电池在经过一段时间的使用后，其SOC状态（荷电状态）会因环境温度、充放电功率等因素的影响与其初始状态时的SOC发生一定偏差，这会导致电池的可用容量下降，从而影响电池组的性能，这时就需要对电池进行SOC的重新标定，恢复其可用容量，实现对电池的养护。目前在常用的模块式PCS（储能变流器）中，其工作模式可分为V/F模式（电压源）和P/Q模式（电流源），当微电网系统正常为负荷供电时，PCS模块中的所有子功率模块工作于V/F模式，以平衡微电网系统中由于光伏出力、负荷变化导致的功率波动。而需要对电池进行养护时，PCS模块需要从V/F模式下先停机，并将工作模式切换至P/Q模式后再开机，以P/Q模式接入由柴油发电机建立的电网中，在EMS（能量管理系统）的调度下完成对电池的养护。采用当前这种养护方式，会出现两个问题：1）微电网会出现供电中断，这对于一些要求不能中断供电的负荷来说是难以接受的；2）微电网中的所有电池必须同时养护，所需养护功率较大，且养护时需要启动柴油机来建立电网并平衡电网的功率波动，增加了柴油机的油耗及磨损。PCS模块之所以不能在V/F模式下进行电池养护的原因是由于V/F模式下，PCS模块的功率大小及电流方向完全由系统实际负荷决定，此时PCS模块功率不受EMS调度，这时如果不对电池SOC进行控制，就会出现一种情形：在某一时刻，电池SOC已达100%，电池已充满，无法再吸收电能，若此时光伏出力大于负荷需求，则PCS模块将无法通过给电池充电来平衡这部分多出的功率，会导致微电网因过频而崩溃，过频对某些对频率敏感性的负载同样有害。为了确保系统的稳定运行，在V/F模式下，就需要通过EMS控制光伏出力和负荷需求之间的差值以维持电池SOC在一定范围内（例如30%~80%）。但这样电池也就无法通过深度充电（SOC至100%）和深度放电（SOC至0%）实现SOC的重新标定。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种电池养护系统、方法及能在线养护电池的微电网系统，能在线对电池的其中某一个电池簇进行单独养护而不需要将所有的电池簇全部切换出来，实现了电池的在线养护，维护了系统的稳定和用电安全。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种电池养护系统，包括EMS、BMS和模块式PCS，所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，所述EMS发送工作模式切换指令给模块式PCS；所述模块式PCS根据所述EMS的指令对指定的电池簇进行养护操作。进一步地，所述模块式PCS包括PCS就地控制器，所述PCS就地控制器与多个PCS模块通讯连接，每个所述PCS模块与一个电池簇通讯连接；每个所述PCS模块分别与电网及一个电池簇电连接。进一步地，所述PCS就地控制器接收所述EMS发送的工作模式切换指令，并根据工作模式切换指令将需要养护的电池簇对应的PCS模块的工作模式由V/F模式切换至P/Q模式。进一步地，在符合养护条件且所述PCS模块的工作模式处于P/Q模式时，对电池簇进行深充、深放和SOC均衡。一种能在线养护电池的微电网系统，包括EMS、BMS、模块式PCS、电池和发电装置，所述发电装置向电网中的负载供电；所述电池吸收电网中多余的电量并在电网中电量不足时向电网中放电，所述电池包括多个电池簇；所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，所述EMS发送工作模式切换指令给模块式PCS；所述模块式PCS根据所述EMS的指令对指定的电池簇进行养护操作。进一步地，所述模块式PCS包括PCS就地控制器，所述PCS就地控制器与多个PCS模块通讯连接，每个所述PCS模块与一个电池簇通讯连接；每个所述PCS模块分别与电网及一个电池簇电连接。进一步地，所述PCS就地控制器接收所述EMS发送的工作模式切换指令，并根据工作模式切换指令将需要养护的电池簇对应的PCS模块的工作模式由V/F模式切换至P/Q模式。进一步地，在符合养护条件且所述PCS模块的工作模式处于P/Q模式时，对电池簇进行深充、深放和SOC均衡。进一步地，所述发电装置包括光伏阵列，所述光伏阵列通过光伏逆变器连接电网。一种电池养护方法，包括，采集各电池簇的状态信息，并上传至EMS；EMS根据电池簇的状态信息判断各电池簇是否需要养护，在符合养护条件时，EMS发送工作模式切换指令给PCS就地控制器；PCS就地控制器将需要养护的电池簇对应的PCS模块的工作模式由V/F模式切换至P/Q模式；在符合养护条件且所述PCS模块的工作模式处于P/Q模式时，对电池簇进行深充、深放和SOC均衡。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过PCS就地控制器，将需要养护的电池簇对应的PCS模块的工作模式由V/F模式切换为P/Q模式，实现了单独对某一个电池簇进行养护，避免了同时对所有电池簇进行养护造成的电网供电中断的问题，满足了重要负荷不间断供电的需求；（2）通过合理设定EMS的养护策略，可控制光伏出力及负荷管理来实现对电池养护，无需启动柴油机建立电网并平衡功率波动，柴油机仅在光照资源不足或负荷过重的条件下再启动，可大大降低对柴油发电机的启动频次，降低柴油机的用油成本和磨损。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种能在线养护电池的微电网系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种能在线养护电池的微电网系统的电池养护工作的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：一种电池养护系统，包括EMS、BMS（电池管理系统）和模块式PCS，模块式PCS包括PCS就地控制器，PCS就地控制器与多个PCS模块通讯连接，每个PCS模块与一个电池簇通讯连接；每个PCS模块分别与电网及一个电池簇电连接。BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至EMS；EMS根据BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，EMS发送工作模式切换指令给PCS就地控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池养护系统，其特征是，包括EMS、BMS和模块式PCS，/n所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；/n所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，所述EMS发送工作模式切换指令给模块式PCS；/n所述模块式PCS根据所述EMS的指令对指定的电池簇进行养护操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池养护系统，其特征是，包括EMS、BMS和模块式PCS，
所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；
所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养护条件时，所述EMS发送工作模式切换指令给模块式PCS；
所述模块式PCS根据所述EMS的指令对指定的电池簇进行养护操作。


2.根据权利要求1所述的电池养护系统，其特征是，所述模块式PCS包括PCS就地控制器，所述PCS就地控制器与多个PCS模块通讯连接，每个所述PCS模块与一个电池簇通讯连接；每个所述PCS模块分别与电网及一个电池簇电连接。


3.根据权利要求2所述的电池养护系统，其特征是，所述PCS就地控制器接收所述EMS发送的工作模式切换指令，并根据工作模式切换指令将需要养护的电池簇对应的PCS模块的工作模式由V/F模式切换至P/Q模式。


4.根据权利要求2所述的电池养护系统，其特征是，在符合养护条件且所述PCS模块的工作模式处于P/Q模式时，对电池簇进行深充、深放和SOC均衡。


5.一种能在线养护电池的微电网系统，其特征是，包括EMS、BMS、模块式PCS、电池和发电装置，
所述发电装置向电网中的负载供电；
所述电池吸收电网中多余的电量并在电网中电量不足时向电网中放电，所述电池包括多个电池簇；
所述BMS采集各电池簇的状态信息，并上传至所述EMS；
所述EMS根据所述BMS上传的电池簇状态信息判断各电池簇是否需要进行养护，在符合养...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，丁明进，杨轶成，
申请(专利权)人：南京国电南自新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32