一种动力电池储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种动力电池储能系统及其控制方法，用以解决如何实现额定容量、荷电状态存在较大差异的梯次电池的再利用，以及集成梯次动力电池的稳定运行控制，包括：若干个分控单元，每个分控单元连接一ACDC变换器，每个ACDC变换器的交流侧与电网连接，直流侧与电池连接；所述每个分控单元与主控单元连接；所述每个分控单元、与所述分控单元连接的ACDC变换器、与ACDC变换器连接的电池组成一个支路；每个ACDC变换器的交流侧相互并联。通过多支路的并联方式，实现了各储能支路并联下不同状态下的协调运行控制，实现各支路的独立运行控制，降低了系统设备间的耦合，提高了装置的鲁棒性；或者，通过定功率运行的方式，实现了储能系统的本地自动控制运行。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池储能系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源
，特别是涉及一种动力电池储能系统及其控制方法。
技术介绍
随着新能源电动汽车产业的推广普及，动力电池退役数量越来越多，这些退下来的电池，其电芯剩余容量多在初始容量的60％—70％，个别有接近80％的，极具利用价值。如果把这些电池直接进行拆解，显然是浪费了资源。如何寻找合适的梯次利用场景对梯次动力电池进行再利用，成为电动汽车行业面临的严峻问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种动力电池储能系统及其控制方法，用以解决如何将额定容量、荷电状态存在较大差异的梯次电池在储能电站中再利用，以及如何实现集成梯次动力电池的储能系统的稳定运行控制的问题。在一种实现中，本专利技术实施例提供一种动力电池储能系统，所述系统包括：若干个分控单元，每个分控单元连接一ACDC变换器，每个ACDC变换器的交流侧与电网连接，直流侧与电池连接；所述每个分控单元与主控单元连接；所述每个分控单元、与所述分控单元连接的ACDC变换器、与ACDC变换器连接的电池组成一个支路；每个ACDC变换器的交流侧相互并联。在本实施例下，每个分控单元、ACDC变换器和待退役的电池组成一个支路，每个支路相互独立，且每个ACDC变换器的交流测相互并联，直流侧与电池相连，使得每个待退役电池的使用可以独立控制，适用于待退役电池在梯次使用场景中的使用。优选地，所述每个ACDC变换器通过RS485总线接收与所述ACDC变换器连接的分控单元下发的功率设定值或功率分配值、或开关机命令，同时将自身的运行数据、状态数据上传至所述分控单元。由于每个ACDC变换器能够接收分控单元从主控单元下发的运行功率设定值或者功率分配值，使得每个支路的运行可控，不会过分地消耗某个支路也能及时地维护每个支路的电池运行状态，便于储能系统以及每条支路的稳定运行。进一步地，电池内部含有电池管理子系统，所述电池管理子系统通过CAN总线将电池的运行数据上传至与所述电池连接的分控单元。由于电池内部有电池管理子系统，方便将电池的运行数据及时获取，并上传至分控单元，继而由分控单元上传至主控单元，方便主控单元对每个电池的运行状态数据进行及时掌控。可选的，所述电池的运行数据包括：单体电压、整组电压、温度、电流、和/或荷电状态。可选的，每个支路的分控单元与主控单元通过LAN连接，分控单元将与所述分控单元连接的ACDC变换器、电池的运行数据上传至主控单元，同时接收主控单元下发的该支路功率设定值或功率分配值或开关机命令。由于设置了分控单元对ACDC变换器电池运行数据的上传，以及主控单元对各支路的运行数据特别是运行功率、开关机命令的下发，使得在主控单元和分控单元的配合下，各电池能够得以梯次使用同时运行在稳定可控的状态。进一步的，所述动力电池储能系统的运行模式预先设置，所述运行模式包括：定功率定时运行模式或受调度模式。可选的，在定功率定时运行模式下，根据每个支路的电池容量，预先在主控单元设置每个支路分别的运行功率，所述主控单元在储能系统启动时，将每个支路的运行功率设定值下发给对应的分控单元，分控单元再将自身支路的运行功率设定值下发给处于同一支路的ACDC变换器。可选的，在受调度模式下，主控单元接收能量管理系统实时下发的功率设定值，并将所述功率设定值限定为小于各支路的最大允许充放功率之和，所述主控单元根据功率设定值给各支路分控单元分配功率分配值，然后各分控单元再将功率分配值下发给同一支路的ACDC变换器，然后各分控单元再将功率设定值下发给同一支路的ACDC变换器。通过储能系统的运行模式的设置，以及各支路的运行功率的设定或者分配，使得各支路的电池、ACDC变换器能够相互配合又相互独立，系统的鲁棒性得以大大提高，且在梯次应用场景中，各电池能够得到效率的发挥，以及电池的充放电可以通过主控单元同一管理，系统的稳定性、电池使用的可控性得到大大提高，避免了电池资源的浪费。进一步的，当某一支路电池充满时，则该支路的分控单元主动调整该支路ACDC变流器运行功率设置Px_set＝0，直至该支路分控单元接收到该支路运行功率设置Px_set＜0时，则分控单元控制ACDC变流器对电池放电；某一支路电池放空时，则该支路的分控单元主动调整该支路ACDC变流器运行功率设置Px_set＝0，直至该支路分控单元接收到该支路运行功率设置Px_set＞0时，则分控单元控制ACDC变流器对电池充电。相应的，本专利技术还提供一种动力电池储能系统控制方法：预先设定所述储能系统的运行模式，所述运行模式包括定功率定时运行模式和受调度模式；在定功率定时运行模式下，根据每个支路的电池容量，预先在主控单元设置每个支路分别的运行功率，所述主控单元在储能系统启动时，将每个支路的运行功率下发给对应的分控单元，分控单元再将自身支路的运行功率下发给处于同一支路的ACDC变换器；在受调度模式下，主控单元接收能量管理系统实时下发的功率设定值，并将所述功率设定值限定为小于各支路的最大允许充放功率之和，所述主控单元将功率设定值分配给各支路的分控单元，然后各分控单元再将功率设定值下发给同一支路的ACDC变换器。通过储能系统的运行模式的设置，以及各支路的运行功率的设定或者分配，使得各支路的电池、ACDC变换器能够相互配合又相互独立，系统的鲁棒性得以大大提高，且在梯次应用场景中，各电池能够得到效率的发挥，以及电池的充放电可以通过主控单元同一管理，系统的稳定性、电池使用的可控性得到大大提高，避免了电池资源的浪费。可见，以上动力电池储能系统及其控制方法，依据动力电池梯次应用场景，通过多支路的并联方式，和受调度运行的方式，实现了各储能支路并联下不同状态下的协调运行控制，实现各支路的独立运行控制，降低了系统设备间的耦合，提高了装置的鲁棒性；或者，通过定功率运行的方式，实现了储能系统的本地自动控制运行。附图说明下面将结合附图说明对本专利技术的具体实施方式进行举例说明。图1为本专利技术实施例提供的动力电池储能系统拓扑框图；图2为本专利技术实施例提供的动力电池储能系统通讯拓扑框图；图3是本专利技术实施例的定功率定时运行模式的流程图；图4是本专利技术实施例的受调度运行模式的流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。为了解决本专利技术的目的，本专利技术实施例提供一种动力电池储能系统，所述系统包括：若干个分控单元，每个分控单元连接一ACDC变换器，每个ACDC变换器的交流侧与电网连接，直流侧与电池连接；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池储能系统，其特征在于，所述系统包括：/n若干个分控单元，每个分控单元连接一ACDC变换器，每个ACDC变换器的交流侧与电网连接，直流侧与电池连接；/n所述每个分控单元与主控单元连接；/n所述每个分控单元、与所述分控单元连接的ACDC变换器、与ACDC变换器连接的电池组成一个支路；/n每个ACDC变换器的交流侧相互并联。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池储能系统，其特征在于，所述系统包括：
若干个分控单元，每个分控单元连接一ACDC变换器，每个ACDC变换器的交流侧与电网连接，直流侧与电池连接；
所述每个分控单元与主控单元连接；
所述每个分控单元、与所述分控单元连接的ACDC变换器、与ACDC变换器连接的电池组成一个支路；
每个ACDC变换器的交流侧相互并联。


2.根据权利要求1所述的动力电池储能系统，其特征在于：
所述每个ACDC变换器通过RS485总线接收与所述ACDC变换器连接的分控单元下发的运行功率设定值或功率分配值、或开关机命令，同时将自身的运行数据、状态数据上传至所述分控单元。


3.根据权利要求1所述的动力电池储能系统，其特征在于：
电池内部含有电池管理子系统，所述电池管理子系统通过CAN总线将电池的运行数据上传至与所述电池连接的分控单元。


4.根据权利要求3所述的动力电池储能系统，其特征在于：
所述电池的运行数据包括：单体电压、整组电压、温度、电流、和/或荷电状态。


5.根据权利要求4所述的动力电池储能系统，其特征在于：
每个支路的分控单元与主控单元通过LAN连接，分控单元将ACDC变换器、电池的运行数据上传至主控单元，同时接收主控单元下发的该支路运行功率设定值或功率分配值或开关机命令。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的动力电池储能系统，其特征在于：所述动力电池储能系统的运行模式预先设置所述运行模式包括：定功率定时运行模式或受调度模式。


7.根据权利要求6所述的动力电池储能系统，其特征在于：
在定功率定时运行模式下，根据每个支路的电池容量，预先在主控单元设置每个支路分别的运行功率，所述主控单元在储能系统启动时，将每个支路的运行功率下发给对应的分控单元，分控单元再将自身...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，夏岩松，柴琎，劳永建，徐真涛，张亚平，
申请(专利权)人：国网广汇上海电动汽车服务有限公司，西安领充创享新能源科技有限公司，宏运上海建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31