一种基于电池梯次的储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电池梯次的储能系统，包括一级储能模块、二级储能模块、电池组分析模块、储能控制模块；所述一级储能模块与所述二级储能模块分别与不同输出功率的负载连接，用于对不同输出功率的负载进行储能；所述电池组分析模块用于对一级储能模块与二级储能模块中的电池组进行放电分析，生成控制指令；所述储能控制模块用于根据所述控制指令对一级储能模块与二级储能模块的放电模式进行调整。本发明专利技术将崭新电池与退役电池进行分级放电，采用雨流计数法，在满足不同功率需求负载的同时实现了电池的梯次利用，并且对每组电池组设置启动开关，根据负载的总用电功率对系统电池组的启动进行控制，在满足负载需求的同时节省系统资源。节省系统资源。节省系统资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电池梯次的储能系统


[0001]本专利技术属于电池储能领域，特别是涉及一种基于电池梯次的储能系统。

技术介绍

[0002]储能系统作为电力生产过程中“采、发、输、配、用、储”六大环节中的一个重要组成部分，在整个能源电力体系中的作用愈发重要，储能系统不仅可实现需求侧管理、削峰填谷、平滑负荷功率，还能有效提高电力设备的利用率、降低供电成本，同时还能促进可再生能源的应用，尤其是解决类似于风力发电、光伏发电等具有很强随机性和波动性的新能源并网问题。除此以外，储能系统的应用还可以提高电力系统运行的稳定性和经济性，参与系统调峰调频，配合电力系统统一调度等。
[0003]电池梯次利用是指使用过的电池已经达到原生设计寿命，再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程，且该过程属于基本同级或降级应用的方式。
[0004]目前，电池梯次利用的技术方案中往往存在以下问题：若将若干个退役电池进行串联后通过变流器与负载相连，则会出现电池寿命减少的问题，采用组串法将退役电池打包并配双向DC与负载相连，则会增加系统成本，同时现有技术中缺少对于电池组放电的实时控制方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于电池梯次的储能系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于电池梯次的储能系统，包括一级储能模块、二级储能模块、电池组分析模块、储能控制模块；
[0007]所述一级储能模块与所述二级储能模块分别与不同输出功率的负载连接，用于对所述不同输出功率的负载进行储能；所述一级储能模块连接负载的输出功率大于所述二级储能模块连接的负载；
[0008]所述电池组分析模块用于对所述一级储能模块与所述二级储能模块中的电池组进行放电分析，生成控制指令；
[0009]所述储能控制模块用于根据所述控制指令对所述一级储能模块与所述二级储能模块的放电模式进行调整。
[0010]可选地，所述一级储能模块采用集中式架构，将若干个未使用的蓄电池进行串联，获取若干个电池组，将若干个电池组进行并联，以直流电路通过一个DC/AC逆变器与负载连接；且每个电池组均设有一个启动开关。
[0011]可选地，所述二级储能模块采用组串式架构，将若干个使用后的电池进行串联，获取若干个梯次电池组，每组所述梯次电池组分别通过一个DC/AC逆变器与负载连接；且每个梯次电池组均设有一个启动开关。
[0012]可选地，所述电池组分析模块获取所述一级储能模块中电池组的荷电状态数据，
采用雨流计数法分析所述一级储能模块中电池组的放电深度。
[0013]可选地，所述电池组分析模块对所述荷电状态数据的起始点与峰值点进行标记，并根据所述起始点与峰值点构建电荷状态随时间的变化曲线，根据所述变化曲线获取电池组的放电循环次数，根据每次放电循环的峰值获取电池组的放电深度。
[0014]可选地，获取所述一级储能模块中电池组的放电深度后，所述电池组分析模块通过获取电池组标定的放电深度与循环寿命的关系计算电池组的循环寿命，同时获取电池组的工作时长，当所述工作时长达到所述循环寿命的80％时，生成一级控制指令。
[0015]可选地，所述电池组分析模块获取所述二级储能模块所连接负载的用电功率需求，根据所述用电功率需求以及所述二级储能模块中电池组的总放电功率，采用自适应策略对所述二级储能模块中电池组的工作数量进行实时调整。
[0016]可选地，所述电池组分析模块实时获取所述二级储能模块中每个梯次电池组的放电功率，将各个梯次电池组的放电功率进行求和并与连接负载的用电功率需求进行对比，当各个梯次电池组的放电功率之和大于所述用电功率需求时，计算超出功率值，并生成二级控制指令；当各个梯次电池组的放电功率之和小于所述用电功率需求时，计算功率差值，并生成三级控制指令。
[0017]可选地，当所述一级储能模块中的电池组均被接入二级储能模块时，所述电池组分析模块计算所述二级储能模块每个梯次电池组的剩余电量，根据剩余电量的大小对每个梯次电池组进行排序，同时所述电池组分析模块获取负载不同时间段内的历史总用电量，根据所述历史总用电量获取负载的用电峰值时间段以及该时间段内的总用电量，最后所述电池组分析模块根据负载用电峰值时间段内的总用电量，以及每个梯次电池组的剩余电量，优先选取剩余电量最高的梯次电池组用于对负载在用电峰值时间段内进行供电，直至所选取电池组的剩余电量总和达到负载用电峰值时间段内的总用电量，并生成四级控制指令。
[0018]可选地，当所述储能控制模块接收一级控制指令时，将所述一级储能模块中超出循环寿命的电池组断开连接，并接入所述二级储能模块；当接收二级控制指令时，所述储能控制模块根据超出的功率值控制所述二级储能模块中对应的梯次电池组停止放电；当接收三级控制指令时，所述储能控制模块根据功率差值将所述一级储能模块中相应功率的电池组连接至二级储能模块，并打开启动开关，直至满足二级储能模块连接负载的用电功率需求；当接收四级控制指令时，所述储能控制模块在负载用电高峰时间段内开启所述电池组分析模块选取的梯次电池组。
[0019]本专利技术的技术效果为：
[0020]本专利技术将崭新电池与退役电池进行分级放电，采用雨流计数法，在满足不同功率需求负载的同时实现了电池的梯次利用，并且对每组电池组设置启动开关，根据负载的总用电功率对系统电池组的启动进行控制，在满足负载需求的同时节省系统资源。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例中的基于电池梯次的储能系统结构示意图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0024]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0025]实施例一
[0026]如图1所示，本实施例中提供一种基于电池梯次的储能系统，包括一级储能模块、二级储能模块、电池组分析模块、储能控制模块；
[0027]其中，一级储能模块与二级储能模块分别与不同功率的负载连接，用于对不同功率的负载进行储能，且一级模块连接负载的用电功率大于二级模块所连接的负载。具体地，一级储能模块中采用集中式架构，将若干个未使用的蓄电池进行串联后，获取若干个电池组，再将若干个电池组进行并联，最后以直流电路通过一个DC/AC逆变器与负载连接，通过逆变器向负载进行供电。二级储能模块中采用组串式架构，将若干个使用后的电池进行串联后构建若干个梯次电池组，且每组梯次电池组分别通过一个DC/AC逆变器与负载连接，可分别对连接负载进行供电。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电池梯次的储能系统，其特征在于，包括一级储能模块、二级储能模块、电池组分析模块、储能控制模块；所述一级储能模块与所述二级储能模块分别与不同输出功率的负载连接，用于对所述不同输出功率的负载进行储能；所述一级储能模块连接负载的输出功率大于所述二级储能模块连接的负载；所述电池组分析模块用于对所述一级储能模块与所述二级储能模块中的电池组进行放电分析，生成控制指令；所述储能控制模块用于根据所述控制指令对所述一级储能模块与所述二级储能模块的放电模式进行调整。2.根据权利要求1所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，所述一级储能模块采用集中式架构，将若干个未使用的蓄电池进行串联，获取若干个电池组，将若干个电池组进行并联，以直流电路通过一个DC/AC逆变器与负载连接；且每个电池组均设有一个启动开关。3.根据权利要求1所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，所述二级储能模块采用组串式架构，将若干个使用后的电池进行串联，获取若干个梯次电池组，每组所述梯次电池组分别通过一个DC/AC逆变器与负载连接；且每个梯次电池组均设有一个启动开关。4.根据权利要求1所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，所述电池组分析模块获取所述一级储能模块中电池组的荷电状态数据，采用雨流计数法分析所述一级储能模块中电池组的放电深度。5.根据权利要求4所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，所述电池组分析模块对所述荷电状态数据的起始点与峰值点进行标记，并根据所述起始点与峰值点构建电荷状态随时间的变化曲线，根据所述变化曲线获取电池组的放电循环次数，根据每次放电循环的峰值获取电池组的放电深度。6.根据权利要求1所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，获取所述一级储能模块中电池组的放电深度后，所述电池组分析模块通过获取电池组标定的放电深度与循环寿命的关系计算电池组的循环寿命，同时获取电池组的工作时长，当所述工作时长达到所述循环寿命的80％时，生成一级控制指令。7.根据权利要求1所述的基于电池梯次的储能系统，其特征在于，所述电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建吾，赵国伟，张东军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学江西研究院，
类型：发明
国别省市：