电池储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池储能系统包括控制系统和相电路，每相电路包括顺次级联的多个子系统，子系统包括：电池组；桥式变流模块具有交流侧和耦合侧；耦合模块用于对桥式变流模块和电池组进行耦合匹配；电池均衡模块用于监测每节储能电池的工作状态，还用于响应均衡控制信号均衡电池组内各节电池的电量；控制器，对桥式变流模块、耦合模块、电池均衡模块中的至少两者进行控制。各个子系统中的控制器根据控制系统的控制信号控制各自子系统的工作状态。由此，减小了电池组中偏差最大的电池对储能系统中的电池系统的储能性能带来的不利影响，为电池储能系统的可靠、安全工作带来了保障。安全工作带来了保障。安全工作带来了保障。

【技术实现步骤摘要】
电池储能系统


[0001]本专利技术涉及储能
，具体涉及一种电池储能系统。

技术介绍

[0002]在现有的电池储能系统中，大多采用多个串并回路组成的集中式电池组，串联的电池数量较多，因此，个别电池的缺陷可能会导致整个电池组故障，甚至使储能系统燃烧爆炸，电池的寿命和安全性存在重大隐患。各节电池保持在满容量的10％到90％之间，深度放电或过度充电会大大缩短电池的有效使用寿命。为了应对深度放电或过度充电，通常要求提供欠压保护(Under Voltage Protection，UVP)和过压保护(Over Voltage Protection，OVP)电路，以帮助防止出现这些情况。
[0003]对于串联了多节电池的电池组，当容量最低(能储的电荷少)的电池达到OVP阈值时，将停止整个电池组的充电过程，而此时，其它电池尚未充满电，也就是储能系统没有达到最大允许的容量；同样，当最低充电量的电池达到UVP限值时，整个电池组停止工作，而此时，电池组中仍然有能量可为系统供电，但是出于安全原因，储能系统不能继续放电。由此可见，对于串联了多节电池的电池系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统，包括单相或三相电路，其特征在于，包括控制系统(300)和相电路，每相电路包括顺次级联的多个子系统，所述子系统包括：电池组(1)，由N节储能电池串联得到，用于存储电网输出的电能，N为大于或等于2的整数；桥式变流模块(2)，用于将交流电能转化为直流电能，以存储至所述电池组(1)，或者将所述电池组(1)输出的电能转化为交流电能，并入电网；所述桥式变流模块(2)具有交流侧和耦合侧，所述交流侧用于将子系统串接于多个子系统中；所述桥式变流模块(2)包括储能电容(C1)，连接在所述耦合侧的两端；耦合模块(3)，连接在所述桥式变流模块(2)的耦合侧和所述电池组(1)之间，用于对所述桥式变流模块(2)和所述电池组(1)进行耦合匹配；电池均衡模块(4)，连接至所述电池组(1)，所述电池均衡模块(4)用于监测每节储能电池的工作状态，还用于响应均衡控制信号均衡所述电池组(1)内各节电池的电量；控制器(5)，与所述桥式变流模块(2)、所述耦合模块(3)和所述电池均衡模块(4)的控制端均连接，能够接收所述电池均衡模块(4)监测到的每节储能电池的工作状态，并对所述桥式变流模块(2)、所述耦合模块(3)、所述电池均衡模块(4)中的至少两者进行控制；所述控制系统(300)分别与各个子系统中的控制器(5)进行数据交互，各个子系统中的控制器(5)根据所述控制系统(300)的控制命令控制各自子系统中的桥式变流模块(2)、耦合模块(3)和/或电池均衡模块(4)，以控制各自子系统的工作状态，其中：所述控制系统(300)负责充放电控制和各子系统之间的均衡控制，各子系统的控制器(5)负责自身子系统内的均衡控制，其中：所述控制系统(300)根据所在相电路内有效的子系统中的桥式变流模块中储能电容(C1)电压的均值生成子系统电池组(1)的充放电电流参考指令；所述控制系统(300)根据各子系统电池组(1)电量的多少调整各子系统电池组的充放电电流指令，控制各子系统的电池组(1)相互之间电量的均衡；子系统电池组电量偏高，且处于充电状态，则减小充电电流指令，处于放电状态，则增大放电电流指令；子系统电池组电量偏低，且处于充电状态，则增大充电电流指令，处于放电状态，则减小放电电流指令；所述控制系统(300)向各子系统的控制器(5)发送电池组(1)充放电电流指令，各子系统的控制器(5)通过控制耦合模块(3)控制向电池组(1)充电或放电电流的大小；所述子系统的控制器(5)根据子系统电池组中各节电池的电量，控制子系统的均衡模块(4)实现子系统电池组(1)内各节电池电量的均衡。2.如权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述电池均衡模块(4)包括：N个均衡单元(42)，与所述N节储能电池一一对应；第一开关单元(G)；各个均衡单元(42)的两个输入端连接在各自对应的储能电池的正负极，均衡单元(42)的两个输出端连接至所在电池组(1)的正、负极；当第i节储能电池正负极电压超过预设阈值时，所述控制器(5)向第i个均衡单元(42)的第一开关单元(G)输出均衡控制信号；所述第i个均衡单元(42)通过输入端将所述第i节储能电池的电能，与所述第i节储能电池所在的电池组(1)的电能进行交换，其中，1≤i≤N。3.如权利要求2所述的电池储能系统，其特征在于，所述均衡单元(42)包括：互感线圈(L)和第二开关单元(K)；
所述互感线圈(L)的初级线圈的一端连接至对应储能电池的正极，所述初级线圈的另一端经由所述第二开关单元(K)连接至对应储能电池的负极；所述互感线圈(L)的次级线圈的一端连接至对应储能电池所在电池组(1)的正极，另一端经由第一开关单元(G)连接至所在电池组(1)的负极；所述第二开关单元(K)和第一开关单元(G)响应所述均衡控制信号导通，以使对应储能电池的电能经由所述互感线圈(L)的初级线圈、次级线圈与对应储能电池所在的电池组(1)进行能量交换。4.如权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述子系统还包括：电池电压温度检测模块(6)，用于检测所述电池组的电池电压、电池温度，所述电池电压温度检测模块(6)与所述电池组和所述控制器(5)连接，所述控制器(5)根据储能电池的电压、温度限制所述电池组的充放电电流。5.如权利要求1
‑
4任意一项所述的电池储能系统，其特征在于，所述控制系统(300)根据交流电网的电压、有功和无功需求确定一个工频周期内多个时刻所需要的电压，并基于每个时刻所需要的电压和各个子系统所能输出的电压值来确定该时刻需要投入的子系统的目标数量；所述控制系统(300)根据所述需要投入工作的子系统处于充电还是放电的状态来选择目标数量的子系统进入投入状态，其它子系统则进入旁路状态；当子系统处于充电状态时，所述控制系统(300)优先选择桥式变流模块(2)中储能电容电压值的较低子系统进入投入状态；当子系统处于放电状态时，优先选择桥式变流模块(2)中储能电容电压值较高的子系统进入投入状态。6.如权利要求1
‑
4任意一项所述的电池储能系统，其特征在于，所述控制系统(300)根据所在相电路内有效的子系统中的储能电容(C1)电压的均值生成子系统电池组(1)的充放电电流参考指令；所述控制系统(300)根据各子系统电池组(1)电量相对各子系统电池组平均电量的偏差生成的各子系统电池组的充放电电流指令的修正值；各个子系统对应充放电电流参考指令和充放电电流指令的修正值相加，形成各个子系统最终的充放电电流指令。7.如权利要求1
‑
4任意一项所述的电池储能系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亚东，陈勇，朱继红，李秋华，陈永奎，陈永，
申请(专利权)人：南京合智电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：