储能系统及储能系统控制方法、存储介质技术方案

本发明专利技术涉及储能领域，具体涉及一种储能系统及储能系统控制方法、存储介质。该储能系统包括：多个并联的储能模块，储能模块包括串联的储能单元，储能单元包括并联的储能支路以及第一可控开关，储能支路包括串联的储能件以及第二可控开关；控制模块，与第一可控开关以及第二可控开关连接，控制模块用于根据各储能单元的特性控制各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使得储能单元中最多只有一个储能支路工作且储能模块的输出电压的差异在预设范围内。该储能系统可以精准控制到各储能件，保证各储能件之间的荷电状态均衡，从而解决储能系统系统中各储能件的短板效应。还可以消除每个储能单元内部的环流问题以及各储能模块之间的环流问题。之间的环流问题。之间的环流问题。

【技术实现步骤摘要】
储能系统及储能系统控制方法、存储介质


[0001]本专利技术涉及储能领域，具体涉及一种储能系统及储能系统控制方法、存储介质。

技术介绍

[0002]为了满足高电压、大容量的电池储能系统规模化应用的需求，电压和容量级别较低的电池单元通常在“数百万”数量级上进行重组，传统电池储能系统先将电池单体串/并联形成电池模组，然后通过将多个电池模组经过DC/DC隔离级串联或者并联，经过储能功率转换系统在交流侧串联或者并联以提高电压、电流等级。
[0003]然而，传统电池储能系统以固定焊接的电池模组构成，仅依靠上层电力电子拓扑无法精细控制到电池单体，无法实现荷电状态均衡，从而无法解决短板效应。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种储能系统及储能系统控制方法、存储介质，旨在解决传统电池储能系统无法精细控制到电池单体，无法实现荷电状态均衡，从而无法解决短板效应。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种储能系统，包括：
[0006]多个并联的储能模块，储能模块包括串联的储能单元，储能单元包括并联的储能支路以及第一可控开关，储能支路包括串联的储能件以及第二可控开关；
[0007]控制模块，与第一可控开关以及第二可控开关连接，控制模块用于根据各储能单元的特性控制各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使得储能单元中最多只有一个储能支路工作且储能模块的输出电压的差异在预设范围内。
[0008]本申请实施例提供的储能系统，包括：多个并联的储能模块。各储能模块可以用来储能，从而增大了储能系统的储能量以及放电量。储能模块包括串联的储能单元，储能单元包括并联的储能支路以及第一可控开关，储能支路包括串联的储能件以及第二可控开关。控制模块，与第一可控开关以及第二可控开关连接，控制模块用于根据各储能单元的特性控制各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使得储能单元中最多只有一个储能支路工作且储能模块的输出电压的差异在预设范围内。上述储能系统，由于可以根据各储能单元的特性控制各第一可控开关以及第二可控开关的动作，从而可以精准控制到各个储能件，进而保证各个储能件之间的荷电状态均衡，从而解决储能系统系统中各储能件的短板效应。此外，由于储能单元中最多只有一个储能支路工作，从而可以消除每个储能单元内部的环流问题。由于储能模块的输出电压的差异在预设范围内，从而可以消除各储能模块之间的环流问题。
[0009]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，各储能模块还包括：第三可控开关，第三可控开关与各储能单元串联；
[0010]控制模块，与各第三可控开关连接，控制模块用于通过各第三可控开关控制各储能模块中的各储能单元工作。
[0011]本申请实施例提供的储能系统中，各储能模块还包括：第三可控开关，第三可控开关与各储能单元串联。控制模块，与各第三可控开关连接，从而使得控制模块可以通过各第三可控开关控制各储能模块中的各储能单元工作。当第三可控开关闭合时，与第三可控开关闭合串联的各储能单元正常工作；当第三可控开关断开时，与第三可控开关闭合串联的各储能单元不工作，从而可以实现对各储能模块的控制。
[0012]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，储能系统还包括：
[0013]电感，电感串联在各储能模块并联之后的干路上；
[0014]逆变器，逆变器与电感串联，用于将直流电逆变成交流电；
[0015]电容，电容一端接地，另一端与电感和逆变器连接。
[0016]本申请实施例提供的储能系统中，包括电感，电感串联在各储能模块并联之后的干路上，从而可以稳定电流。储能系统中还包括逆变器，逆变器与电感串联，用于将直流电逆变成交流电，从而可以使得储能系统可以为用电器供电。储能系统中还包括电容，电容一端接地，另一端与电感和逆变器连接，从而可以稳定电压。
[0017]根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种储能系统控制方法，方法应用于第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中的储能系统，该方法包括：
[0018]获取储能系统中各储能单元的特性；
[0019]获取储能系统对应的基于离散时间的线性规划模型以及简化目标函数；简化目标函数用于计算储能系统中荷电状态最大的储能件；
[0020]基于各储能单元的特征以及简化目标函数，对线性规划模型进行求解，根据求解结果，控制储能系统中的各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使得储能单元中荷电状态最大的储能件最先工作，且各储能单元中最多只有一个储能支路工作，储能模块的输出电压的差异在预设范围内。
[0021]本申请实施例提供的储能系统控制方法，获取储能系统中各储能单元的特性，并获取储能系统对应的基于离散时间的线性规划模型以及简化目标函数。然后，基于各储能单元的特征以及简化目标函数，对线性规划模型进行求解，根据求解结果，控制储能系统中的各第一可控开关以及第二可控开关的动作。从而使得控制模块可以根据求解结果，首先控制荷电状态最大的储能件对应的第二可控开关闭合，与荷电状态最大的储能件并联的第一可控开关断开，从而使得储能单元中荷电状态最大的储能件最先工作，保证各个储能件之间的荷电状态均衡，从而解决储能系统系统中各储能件的短板效应。此外，控制模块还可以根据求解结果控制储能系统中的各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使各储能单元中最多只有一个储能支路工作，储能模块的输出电压的差异在预设范围内。从而既消除每个储能单元内部的环流问题，也消除各储能模块之间的环流问题。
[0022]结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，获取储能系统对应的基于离散时间的线性规划模型以及简化目标函数，包括：
[0023]获取储能系统对应的基于连续时间的动态优化模型以及目标函数；目标函数用于表征储能系统中各储能件之间的荷电状态方差最小；
[0024]根据储能系统中各储能单元的特性，将动态优化模型转化为线性规划模型；
[0025]根据储能系统中各储能单元的特性，对目标函数进行简化，得到简化目标函数。
[0026]本申请实施例提供的储能系统控制方法，获取储能系统对应的基于连续时间的动
态优化模型以及目标函数。然后，根据储能系统中各储能单元的特性，将动态优化模型转化为线性规划模型，从而保证了转化后的线性规划模型的准确性，且使得转化后的线性规划模型便于求解。根据储能系统中各储能单元的特性，对目标函数进行简化，得到简化目标函数。保证了简化后的简化目标函数的准确性，使得基于简化目标函数便于对线性规划模型进行求解，从而可以根据求解结果控制储能系统工作。
[0027]结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，根据储能系统中各储能单元的特性，将动态优化模型转化为线性规划模型，包括：
[0028]获取储能系统对应的总预设电荷量，总预设电荷量与储能系统的应用场景相关；
[0029]根据总预设电荷量将储能系统的充电时间或者放电时间进行分割；
[0030]根据储能系统中各储能单元中的各储能件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，包括：多个并联的储能模块，所述储能模块包括串联的储能单元，所述储能单元包括并联的储能支路以及第一可控开关，所述储能支路包括串联的储能件以及第二可控开关；控制模块，与所述第一可控开关以及所述第二可控开关连接，所述控制模块用于根据各所述储能单元的特性控制各所述第一可控开关以及所述第二可控开关的动作，以使得所述储能单元中最多只有一个储能支路工作且所述储能模块的输出电压的差异在预设范围内。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，各所述储能模块还包括：第三可控开关，所述第三可控开关与各所述储能单元串联；所述控制模块，与各所述第三可控开关连接，所述控制模块用于通过各所述第三可控开关控制各所述储能模块中的各所述储能单元工作。3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括：电感，所述电感串联在各所述储能模块并联之后的干路上；逆变器，所述逆变器与所述电感串联，用于将直流电逆变成交流电；电容，所述电容一端接地，另一端与所述电感和所述逆变器连接。4.一种储能系统控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1
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3任一所述的储能系统，所述方法包括：获取储能系统中各储能单元的特性；获取所述储能系统对应的基于离散时间的线性规划模型以及简化目标函数；所述简化目标函数用于计算所述储能系统中荷电状态最大的储能件；基于各所述储能单元的特征以及所述简化目标函数，对所述线性规划模型进行求解，根据求解结果，控制所述储能系统中的各第一可控开关以及第二可控开关的动作，以使得所述储能单元中所述荷电状态最大的储能件最先工作，且各所述储能单元中最多只有一个储能支路工作，所述储能模块的输出电压的差异在预设范围内。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述储能系统对应的基于离散时间的线性规划模型以及简化目标函数，包括：获取所述储能系统对应的基于连续时间的动态优化模型以及目标函数；所述目标函数用于表征所述储能系统中各储能件之间的荷电状态方差最小；根据所述储能系统中各所述储能单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏一博，陈爱琢，尹立坤，慈松，孙长平，周杨林，林恩德，王运方，张明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：