CN104135044A - 一种电池储能系统充放电电流限制方法 - Google Patents
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Abstract
一种电池储能系统充放电电流限制方法，该方法将当前充电电池电压值与电池充放电边界电压值，即电池充放电最高电压和电池充放电最低电压进行比较，得到电压差；对电压差进行比例积分(PI)运算，并用充电电池充放电电流阈值，即电池最大充电电流或电池最大放电电流对PI输出进行限幅，得到当前电池可接受充放电电流值，再与当前储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值进行比较，得到新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值；然后对储能双向变流器电池储能系统充放电电流用户给定值进行限幅，得到安全的充放电电流值。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池储能系统充放电电流限制方法。
背景技术
发展可再生能源需要大规模蓄电，这就离不开储能电池。目前，储能电池主要包括铅酸电池、锂电池以及超级电容器等。储能电池作为一个单独的储能装置时，多应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等领域；而当储能电池作为需要配合系统功能使用的储能单元时，多用于风电、光伏发电的规模储能方面。
目前，电池充放电保护方法一般设置最大充电保护电压和最小放电保护电压，通过检测充电电池的电压与保护电压的差值来实现充放电保护。
专利200680021333.6《控制电池的充电/放电电压的装置和方法》针对混合车辆(HEV)中电池单元的过度充放电问题，提出一种依据电池单元状态来控制功率限制的方法。该方法根据电池组的充电状态(SOC)、温度以及根据电池累计放电的退化率等因素估算电池组的可用最大充电和放电功率，从而控制电池组的充放电电压，以防止各电池单元的性能随着里程数增加而会产生偏差，导致有些电池单元会再在超过可用的充电及放电功率的情况下被充电或放电。
专利201010113302.1)《一种智能电池组智能充放电方法及装置》提供一种智能电池组充放电方法及装置，克服现有电池组的充电器在电池组使用不均衡的时候造成的部分电池过充欠充的缺陷，设有充电控制单元，该单元对电池输出电压进行采样，并根据采样信号向充电器发送指令，可以有效延长电池组的寿命。
专利201110058814.7《充电电池充放电保护方法及电路》针对目前技术中对充电保护电压判定时容易受到偶然因素或者硬件引起的波动影响而造成误判的缺陷，提供一种通过删除异常值减小或去除偶然因素或硬件引起的波动的影响的电池充放电保护方法及电路。
上述方法均是沿着计算(或设定)的保护边界值对充放电进行保护，有效限制电池用作独立储能装置时的充放电电压，从而防止过充欠充等损坏电池的现象发生，有效延长电池的使用寿命。但当储能电池作为配合储能系统功能使用的储能单元时，往往需要根据系统要求，或充或放，并不一定在某次完全充放电完成后再进行下一次充放电，因此，上述方法无法满足这种情况下的保护。
发明内容
本发明针对现有的充放电保护方法无法满足储能电池用于配合系统功能时的不足，提供了一种储能双向变流器电池储能系统充放电电流限制方法。
本发明通过计算得到当前电池储能系统状态下的安全充放电电流范围，可有效防止用户给定电池充放电电流值超出安全范围而导致电池过充过放，使得电池可以在保护边界值范围内进行多次充放电，更加安全可靠。
本发明的技术方案是：
一种电池储能系统充放电电流限制方法，包括以下步骤：
(1)对储能双向变流器电池储能系统中当前充电电池的电压进行采样，得到当前充电电池的充放电电压值；
(2)将步骤(1)采样得到的当前充电电池的充放电电压值与设定的充电电池充放电电压边界值，即充电电池的充放电最高电压值和充放电最低电压值进行比较，得到电压误差；
(3)对步骤(2)得到的电压误差进行PI控制，得到当前充电电池的充放电电流值；
(4)对步骤(3)中得到的当前充电电池的充放电电流值进行限幅，即将当前充电电池的充放电电流值与设定的充电电池的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前充电电池的充放电电流值大于最大充电电流值或最大放电电流值，令当前充电电池的充放电电流值等于最大充电电流值或最大放电电流值；
(5)将步骤(4)得到的限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值进行比较，即将限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值大于限幅后的充放电电流值，令当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值等于限幅后的充放电电流值，从而得到新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值；
(6)将步骤(5)得到的新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值，对用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值进行限幅，即将用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值与新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最小放电电流值进行比较，若用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值大于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，令用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值等于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，从而得到储能双向变流器电池储能系统安全的充放电电流值。
本发明中所述充电电池为蓄电池或锂电池或超级电容。
本发明方法可根据储能双向变流器电池储能系统要求，确保用户给定充放电电流值在安全充放电范围内，有效防止电池过充过放，使电池充放电更安全可靠。
附图说明
图1是本发明方法的原理图；
图2是本发明方法中电池充放电时的电压电流关系示意图；其中图2a为电池充电时的电压电流关系，图2b为放电时的电压电流关系；
图3是本发明方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。
如图1所示，其中虚线框中为本发明方法的主要原理部分，首先采样得到当前储能双向变流器电池储能系统中充电电池的充放电电压值，将该电压值与设定的充电电池充放电电压边界值，即充电电池充放电最高电压值和充放电最低电压值进行比较，对得到的电压误差进行PI控制，然后对得到的当前充电电池的充放电电流值进行限幅处理，即与充电电池的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，得到当前电池可接受充放电电流值，再与当前储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值进行比较，得到新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值，如图2中阴影部分所示；最后针对用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值进行限幅，得到储能双向变流器电池储能系统安全的充放电电流值。如图3所示，所述储能变流器电池储能系统充放电电流限制保护方法始于步骤100；随后执行下一步101，对储能变流器电池储能系统中当前充电电池进行电压采样，获得当前充电电池的充放电电压值；随后进到下一步102，将当前充电电池的充放电电压值与设定的充电电池充放电电压值边界，即充电电池充放电最高电压值和充放电最低电压值进行比较，得到电压误差；随后到下一步103，对得到的电压误差进行PI控制，得到当前充电电池的充放电电流值；随后到下一步104，对当前充电电池的充放电电流值进行限幅处理，即将当前充电电池的充放电电流值与设定的充电电池的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前充电电池的充放电电流值大于最大充电电流值或最大放电电流值，令当前充电电池的充放电电流值等于最大充电电流值或最大放电电流值，得到当前充电电池可接受的充放电电流值；随后到下一步105，将限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值进行比较，即将限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值大于限幅后的充放电电流值，令当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值等于限幅后的充放电电流值，从而得到新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值；随后到下一步106，将新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值，对用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值进行限幅，即将用户给定的电池储能系统充放电电流值与新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值大于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，令用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值等于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，从而得到储能双向变流器电池储能系统安全的充放电电流值；最终本发明方法结束于步骤107。
Claims (2)
1.一种电池储能系统充放电电流限制方法，其特征是，所述的限制方法的步骤为：
(1)对储能双向变流器电池储能系统中当前充电电池的电压进行采样，得到当前充电电池的充放电电压值；
(2)将步骤(1)采样得到的当前充电电池的充放电电压值与设定的充电电池充放电电压边界值，即充电电池的充放电最高电压值和充放电最低电压值进行比较，得到电压误差；
(3)对步骤(2)得到的电压误差进行PI控制，得到当前充电电池的充放电电流值；
(4)对步骤(3)中得到的当前充电电池的充放电电流值进行限幅，即将当前充电电池的充放电电流值与设定的充电电池的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前充电电池的充放电电流值大于最大充电电流值或最大放电电流值，令当前充电电池的充放电电流值等于最大充电电流值或最大放电电流值；
(5)将步骤(4)得到的限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值进行比较，即将限幅后的充放电电流值与当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值进行比较，若当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值大于限幅后的充放电电流值，令当前储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值等于限幅后的充放电电流值，得到新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值；
(6)将步骤(5)得到的新的储能双向变流器电池储能系统的充放电电流阈值，对用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值进行限幅，即将用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值与新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最小放电电流值进行比较，若用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值大于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，令用户给定的储能双向变流器电池储能系统充放电电流值等于新的储能双向变流器电池储能系统的最大充电电流值或最大放电电流值，从而得到储能双向变流器电池储能系统安全的充放电电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述充电电池为蓄电池或锂电池或超级电容。
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