变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法技术

本发明专利技术公开了变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法，包括若干与直流电源母线连接的电池智能组件；每一电池智能组件均包括锂离子电池组和电池组控制模块；每一电池组控制模块均与相应的锂离子电池组、直流电源母线、交流电源连接，用于检测相应的锂离子电池组的内阻r和实时温度t；当交流电源输出电能时，每一电池组控制模块均将电能转化为直流电后输送给直流电源母线，同时给相应的锂离子电池组充电；当交流电源无输出电能时，每一电池组控制模块均停止相应的锂离子电池组的充电，将相应的锂离子电池组存储的电能输送给直流电源母线。本发明专利技术不但可以实现独立工作，还能根据电池健康状态和应用场景调整锂离子电池终止放电电压。电池终止放电电压。电池终止放电电压。

【技术实现步骤摘要】
变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池控制
，特别涉及变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法。

技术介绍

[0002]随着电化学储能技术的发展，锂离子电池的应用越来越广泛。其主要原因有：能量密度高、使用寿命长、电压范围宽、充放电功率大、绿色环保。其中，能量密度高和绿色环保是其开始应用于变电站直流电源系统的主要原因。
[0003]现有的常规变电站直流电源系统的电池采用串联型方案，电池串联后直接接入变电站直流母线。由于变电站直流负荷对于直流电压范围有明确要求，根据规程规定，电池终止放电电压不应低于直流电源系统额定电压的87.5％，而根据锂离子电池的特性，其终止放电电压通常在电池标称电压的70％左右，因此锂离子电池的电量未有效利用。
[0004]变电站并联型直流电源系统的电池通常采用间接并联方案，电池通过电源转换模块间接并联接入变电站直流母线。由于电源转换模块可实现电压条件功能，可保证在电池电压下降的情况下维持直流母线电压保持恒定，锂离子电池终止放电电压可降低到电池标称电压的70％，电池可工作在更宽的电压范围内。
[0005]因此，如何充分利用锂离子电池剩余电量，使并联型直流电源系统能够根据电池健康状态和应用场景灵活调整锂离子电池终止放电电压成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法，实现的目的是使并联型直流电源系统的电池与模块一一组合，不但可以实现独立工作，还能够根据电池健康状态和应用场景灵活调整锂离子电池终止放电电压。
[0007]为实现上述目的，本专利技术公开了变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法，包括若干与直流电源母线连接的电池智能组件；
[0008]每一所述电池智能组件均包括锂离子电池组和电池组控制模块；
[0009]每一所述电池组控制模块均与相应的所述锂离子电池组、所述直流电源母线、交流电源连接，用于检测相应的所述锂离子电池组的内阻r和实时温度t；
[0010]当所述交流电源输出电能时，每一所述电池组控制模块均将所述电能转化为直流电后输送给所述直流电源母线，同时给相应的所述锂离子电池组充电；
[0011]当所述交流电源无输出电能时，每一所述电池组控制模块均停止相应的所述锂离子电池组的充电，将相应的所述锂离子电池组存储的电能输送给所述直流电源母线。
[0012]优选的，每一所述电池组控制模块的工作流程如下：
[0013]步骤A1、每一所述电池组控制模块均接收相应的所述锂离子电池组的放电深度阈
值设置的指令；
[0014]步骤A2、每一所述电池组控制模块均检测相应的所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t；
[0015]步骤A3、每一所述电池组控制模块均根据所述放电深度阈值判断相应的所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t是否处于正常范围，具体为：r＜R
正常
，且T
正常下限
＜t＜T
正常上限
；
[0016]若所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t处于所述正常范围，则设置相应的所述锂离子电池组处于健康状态，所述锂离子电池组的终止放电电压为健康状态良好电池的终止放电电压，数值为所述锂离子电池组所有单节电池终止放电电压之和；
[0017]若所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t未处于所述正常范围，执行步骤A4；
[0018]步骤A4、每一所述电池组控制模块均根据所述放电深度阈值判断相应的所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t是否处于显著异常范围，具体为：r＞R
异常
，或T
异常下限
＞t，或r＞R
异常
，或T
异常上限
＜t；其中，R
异常
＝2*R
正常
；T
异常下限
＝T
正常下限
‑
5℃；T
异常上限
＝T
正常上限
+10℃；
[0019]若所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t处于所述显著异常范围，则设置相应的所述锂离子电池组处于健康状态不佳状态，所述锂离子电池组的终止放电电压为健康状态不佳电池的终止放电电压，数值为所述健康状态良好电池的终止放电电压的1.1倍；
[0020]若所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t未处于所述显著异常范围，则设置相应的所述锂离子电池组处于健康状态欠佳状态，所述锂离子电池组的终止放电电压为健康状态欠佳电池的终止放电电压，数值为所述健康状态良好电池的终止放电电压的1.05倍。
[0021]更优选的，当任一所述电池组控制模块设置相应的所述锂离子电池组的终止放电电压为所述健康状态良好电池的终止放电电压后，继续执行如下工作流程如下：
[0022]步骤B1、每一所述电池组控制模块均接收相应的所述锂离子电池组的放电深度阈值设置的指令；
[0023]步骤B2、每一所述电池组控制模块均检测相应的所述锂离子电池组的所述内阻r和所述实时温度t；
[0024]步骤B3、每一所述电池组控制模块均判断相应的所述锂离子电池组是否因所述交流电源无输出电能持续时间是超出设计时间上限；
[0025]若是，则降低所述锂离子电池组的所述健康状态良好电池的终止放电电压，降低为原值的95％；
[0026]若否，则维持原所述健康状态良好电池的终止放电电压不变继续工作。
[0027]更优选的，在完成步骤B3后，将所有类型的所述终止放电电压的数值均写入相应的所述电池组控制模块的存储器中。
[0028]更优选的，所述设计时间上限为1小时。
[0029]优选的，所述直流电源母线与直流馈线连接。
[0030]更优选的，所述直流电源母线与所述直流馈线的电压均为DC220/110V。
[0031]优选的，每一所述锂离子电池组内均包括5节所述电池，且单节所述电池终止放电
电压均为2V，则所述健康状态良好电池的终止放电电压为10V，所述健康状态不佳电池的终止放电电压为11V，所述健康状态欠佳电池的终止放电电压为10.5V。
[0032]优选的，R
正常
＝0.1Ω，T
正常下限
＝10℃，T
正常上限
＝35℃，则R
异常
＝0.2Ω，T
异常下限
＝10℃，T
异常上限
＝45℃。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]本专利技术的应用能够使并联型直流电源系统的电池与模块一一组合，不但可以实现独立工作，还能够根据电池健康状态和应用场景灵活调整锂离子电池终止放电电压。
[0035]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法；其特征在于，包括若干与直流电源母线(1)连接的电池智能组件(2)；每一所述电池智能组件(2)均包括锂离子电池组(4)和电池组控制模块(3)；每一所述电池组控制模块(3)均与相应的所述锂离子电池组(4)、所述直流电源母线(1)、交流电源(5)连接，用于检测相应的所述锂离子电池组(4)的内阻r和实时温度t；当所述交流电源(5)输出电能时，每一所述电池组控制模块(3)均将所述电能转化为直流电后输送给所述直流电源母线(1)，同时给相应的所述锂离子电池组(4)充电；当所述交流电源(5)无输出电能时，每一所述电池组控制模块(3)均停止相应的所述锂离子电池组(4)的充电，将相应的所述锂离子电池组(4)存储的电能输送给所述直流电源母线(1)。2.根据权利要求1所述的变电站并联型直流电源模块锂离子电池放电深度控制方法，其特征在于，每一所述电池组控制模块(3)的工作流程如下：步骤A1、每一所述电池组控制模块(3)均接收相应的所述锂离子电池组(4)的放电深度阈值设置的指令；步骤A2、每一所述电池组控制模块(3)均检测相应的所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t；步骤A3、每一所述电池组控制模块(3)均根据所述放电深度阈值判断相应的所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t是否处于正常范围，具体为：r＜R
正常
，且T
正常下限
＜t＜T
正常上限
；若所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t处于所述正常范围，则设置相应的所述锂离子电池组(4)处于健康状态，所述锂离子电池组(4)的终止放电电压为健康状态良好电池的终止放电电压，数值为所述锂离子电池组(4)所有单节电池终止放电电压之和；若所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t未处于所述正常范围，执行步骤A4；步骤A4、每一所述电池组控制模块(3)均根据所述放电深度阈值判断相应的所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t是否处于显著异常范围，具体为：r＞R
异常
，或T
异常下限
＞t，或r＞R
异常
，或T
异常上限
＜t；其中，R
异常
＝2*R
正常
；T
异常下限
＝T
正常下限
‑
5℃；T
异常上限
＝T
正常上限
+10℃；若所述锂离子电池组(4)的所述内阻r和所述实时温度t处于所述显著异常范围，则设置相应的所述锂离子电池组(4)处于健康状态不佳状态，所述锂离子电池组(4)的终止放电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑亚飞，徐立波，欧阳黔麟，宣婷婷，翁之浩，
申请(专利权)人：上海电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：