电池储能管理系统技术方案

本申请公开了一种电池储能管理系统，电池储能管理系统至少包括：AC

【技术实现步骤摘要】
电池储能管理系统


[0001]本申请属于储能
，尤其涉及一种电池储能管理系统。

技术介绍

[0002]微电网中新能源(风能、太阳能、水电)与传统发电机组通过双向变换器将电能输送给储能设备、电动汽车、地方供电等，同时与公共电网并网。当风电等新能源处于发电功率低谷时，其并不足以满足负载需求，若风电等新能源过量时，则会浪费很多电能，如何提高新能源的利用率是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术意在提供一种电池储能管理系统，以解决现有技术中存在的不足，本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
[0004]本专利技术实施例提供一种电池储能管理系统，所述电池储能管理系统至少包括：AC
‑
DC双向可逆变换模块及电池管理模块；其中，
[0005]所述AC
‑
DC双向可逆变换模块用于在新能源的发电功率大于电网电能使用功率时，采用AC
‑
DC变换单元将超过所述电网用电需求的电能存储在电池管理模块中；还用于当电网消耗功率大于新能源的发电功率时，利用AC
‑
DC逆变单元，将所述电池管理模块中的储存的电能输入到电网；
[0006]所述电池管理模块用于采用被动均衡方式，对储能元件的充电电压进行限制，以对储能元件进行均衡处理。
[0007]可选地，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块具体用于采用SPWM控制方式，在旋转坐标系下，对静止坐标系的三相系统的电路参数进行简化处理；/>[0008]还用于在逆变模式下，采用三相电压外环控制电流内环的电流给定，电流内环采用dq坐标系下电流参数作为控制目标的PI控制器，对输出的三相电压的幅值和相位进行调节；
[0009]还用于在整流模式下，采用直流侧电压外环来调节三相电流内环的电流给定大小，电流内环采用PI控制器对旋转坐标系下的电流矢量进行控制。
[0010]可选地，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块为电压型三相三桥臂式的SPWM控制可逆拓扑结构。
[0011]可选地，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块具体用于：
[0012]在整流模式下，采用了直流侧电压外环控制三相电流给定，以及通过静态工作点补偿的锁相环对三相输入电压进行相位跟踪，并使用电流内环在旋转坐标系下对电流幅值和相位进行调节和跟踪。
[0013]可选地，所述电池储能管理系统至少包括交流母线、直流母线、新能源发电模块、交流负载模块和直流负载模块；其中：所述AC
‑
DC双向可逆变换模块用于将新能源的电能传输到交流母线和/或直流母线上，并为交流负载模块和直流负载模块提供电能。
[0014]可选地，所述电池管理模块至少包括多个第一控制器，所述第一控制器与储能元件相对应，多个所述第一控制器通过UART总线连接到第二控制器，所述第二控制器通过无线通讯单元与控制设备相连。
[0015]可选地，所述第一控制器为ATtiny单片机芯片，所述第二控制器为ESP32系列芯片。
[0016]可选地，所述AC
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DC双向可逆变换模块还包括第三控制器，所述第三控制器用于对电路中的开关管组中的mos管Q1，mos管Q2，mos管Q3，mos管Q4，mos管Q5和mos管Q6的导通状态进行控制，并对回路中的电流进行控制，且对电路中的各个节点上的电压相量进行控制。
[0017]可选地，所述AC
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DC双向可逆变换模块还包括采样单元和分压单元，所述采样单元用于对三相系统中的电气信息进行采样，其中，所述电气信息至少包括三相系统中的电压源的实时电压信息，三相电感上的电流大小和直流侧的电压大小；
[0018]所述分压单元包括第一电阻和第二电阻的分压电路，且在分压电路的输出端口连接有低通滤波器，所述低通滤波器用于滤除直流电压中的高频噪声。
[0019]可选地，所述AC
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DC双向可逆变换模块具体用于采用Clark变换和Park变换简化三相系统。
[0020]本专利技术实施例包括以下优点：
[0021]本专利技术实施例提供的电池储能管理系统，通过所述电池储能管理系统至少包括：AC
‑
DC双向可逆变换模块及电池管理模块；其中，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块用于在新能源的发电功率大于电网电能使用功率时，采用AC
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DC变换单元将超过所述电网用电需求的电能存储在电池管理模块中；还用于当电网消耗功率大于新能源的发电功率时，利用AC
‑
DC逆变单元，将所述电池管理模块中的储能输入到电网；所述电池管理模块用于采用被动均衡方式，对储能元件的充电电压进行限制，以使对储能元件进行均衡处理，这样，可以提高风能等新能源的利用率。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请实施例中一种电池储能管理系统的结构框图；
[0024]图2为本申请实施例中一种电池储能管理模块的结构框图；
[0025]图3为本申请实施例中基于AC
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DC变换器微电网的结构示意图；
[0026]图4为本申请实施例中AC
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DC双向可逆SPWM变换器；
[0027]图5为本申请实施例中含有DC/DC变换器的AD
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DC变换器；
[0028]图6是本申请实施例中AC
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DC变换器逆变工作示意图；
[0029]图7是本申请实施例中EG2104驱动芯片；
[0030]图8是本申请实施例中CSM025A电流检测电路；
[0031]图9是本申请实施例中AC
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DC变换器直流侧电压采样电路；
[0032]图10是本申请实施例中Clark平面示意图；
[0033]图11是本申请实施例中dq坐标系示意图；
[0034]图12是本申请实施例中AC
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DC双向变换器逆变模式示意图；
[0035]图13是本申请实施例中AC
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DC双向变换器整流模式示意图；
[0036]图14是本申请实施例中三串电池组充电示意图。
具体实施方式
[0037]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池储能管理系统，其特征在于，所述电池储能管理系统至少包括：AC
‑
DC双向可逆变换模块及电池管理模块；其中，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块用于在新能源的发电功率大于电网电能使用功率时，采用AC
‑
DC变换单元将超过所述电网用电需求的电能存储在电池管理模块中；还用于当电网消耗功率大于新能源的发电功率时，利用AC
‑
DC逆变单元，将所述电池管理模块中的储存的电能输入到电网；所述电池管理模块用于采用被动均衡方式，对储能元件的充电电压进行限制，以对储能元件进行均衡处理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC
‑
DC双向可逆变换模块具体用于采用SPWM方式控制，且在旋转坐标系下，对静止坐标系的三相系统的电路参数进行简化处理；还用于在逆变模式下，采用三相电压外环控制电流内环的电流给定，电流内环采用dq坐标系下电流参数作为控制目标的PI控制器，对输出的三相电压的幅值和相位进行调节；还用于在整流模式下，采用直流侧电压外环来调节三相电流内环的电流给定大小，电流内环采用PI控制器对旋转坐标系下的电流矢量进行控制。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC
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DC双向可逆变换模块为电压型三相三桥臂式的SPWM控制可逆拓扑结构。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC
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DC双向可逆变换模块具体用于：在整流模式下，采用了直流侧电压外环控制三相电流给定，以及通过静态工作点补偿的锁相环对三相输入电压进行相位跟踪，并使用电流内环在旋转坐标系下对电流幅值和相位进行调节和跟踪。5.根据权利要求1所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯利利，杨瀚森，周健，冯一茗，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：