CN104569691A - 多类型储能系统的参数检测方法以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统，所述方法包括：向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令；向所述的双向变流器发送充放电指令；采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号；根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。发明提高了工作效率，能够更加准确快速计算出多功能储能系统中储能单元的充放电转换时间和实际容量，从而实现对多功能储能系统设备的功能特性测试。
Description
技术领域
本发明关于电力系统技术领域，特别是关于电力系统中储能设备的检测技术领域，具体的讲是一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统。
背景技术
随着风力发电和光伏发电的快速发展，风能和太阳能的间隙性和随机性给风光储发电系统的稳定性的控制带来了一系列问题，这些问题均亟待解决。并入具有稳定平滑控制的电池储能系统能有效提高发电系统并网后电网调度指令的跟踪能力和输入电网电能质量。
在电力系统中引入储能系统后，可以有效地实现需求侧管理，减小昼夜间峰谷差，加强区域电网峰谷负荷的自调节性，提升大电网的安全稳定性与电能质量水平，提高输变电能力，增加供电可靠性，促进可再生能源大规模接入电网。
分布式集群配套建设的多类型储能系统没有进行严格的技术测试，有些设备存在一定的问题，无法在规定的时间内完成充放电、转化效率低等，甚至在电网故障时没有正确的动作。为了更好的掌握多类型储能系统的动态调节范围、充放电转换时间，充放电效率等关键参数，以保证储能系统运行质量和技术指标都满足运行规范，本领域急需要一种多类型储能系统的参数检测方案。
发明内容
为了解决现有技术中分布式集群配套建设的多类型储能系统没有进行严格的技术测试、无法在规定的时间内完成充放电等关键参数检测的技术缺陷，本发明实施例提供了一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统，通过参数检测设备向多类型储能系统的双向变流器发送启动指令、运行模式指令以及充放电指令，由数据采集器采集储能单元输出的电流信号、电压信号，进而由参数检测设备确定出多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量，实现了对分布式集群配套建设的多类型储能系统的严格技术测试，在规定的时间内完成了实际充放时间、实际功率以及充放电容量等关键参数的检测。
本发明的目的之一是，提供一种多类型储能系统的参数检测方法，所述的多类型储能系统包括双向变流器、储能单元以及电池管理器，所述的方法包括：向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令；向所述的双向变流器发送充放电指令；采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号；根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量包括：根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量包括：根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
本发明的目的之一是，提供一种多类型储能系统的参数检测系统，所述的多类型储能系统包括双向变流器、储能单元以及电池管理器，所述的参数检测系统包括参数检测设备以及数据采集器，其中，所述的参数检测设备包括：启动指令发送模块，用于向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令；充放电指令发送模块，用于向所述的双向变流器发送充放电指令；所述的数据采集器，用于采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号；所述的参数检测设备还包括：参数输出单元，用于根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
在本发明的优选实施方式中，所述的运行模式指令对应的运行模式包括恒电流模式、恒功率模式。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
在本发明的优选实施方式中，所述的参数输出单元包括：第一实际充放电时间确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；第一实际功率确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；第一充放电容量确定单元，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
在本发明的优选实施方式中，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的参数输出单元包括：第二实际充放电时间确定单元，用于根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；第二实际功率确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；第二充放电容量确定单元，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
本发明的有益效果在于，提供了一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统，通过参数检测设备向多类型储能系统的双向变流器发送启动指令、运行模式指令以及充放电指令，由数据采集器采集储能单元输出的电流信号、电压信号，进而由参数检测设备确定出多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量，实现了对分布式集群配套建设的多类型储能系统的严格技术测试，在规定的时间内完成了实际充放时间、实际功率以及充放电容量等关键参数的检测，提高了工作效率，能够更加准确快速计算出多功能储能系统中储能单元的充放电转换时间和实际容量，从而实现对多功能储能系统设备的功能特性测试。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测方法的实施方式一的流程示意图；
图2为图1中的步骤S104的实施方式一的具体流程图；
图3为图1中的步骤S104的实施方式二的具体流程图；
图4为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统的结构框图；
图5为现有技术中的多类型储能系统的结构框图；
图6为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统中参数输出单元的实施方式一的结构框图；
图7为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统中参数输出单元的实施方式二的结构框图；
图8为本发明实施例的锌镍液流电池恒功率模式下的直流电压、直流电流与时间的对应关系曲线图一；
图9为本发明实施例的锌镍液流电池恒功率模式下的直流电压、直流电流与时间的对应关系曲线图二；
图10为本发明提供的一种参数检测系统检测现有技术中的多类型储能系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的主要目的在于提供一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统，以更加高效、准确地计算出储能单元的转换效率和参数，检测储能系统设备的动态特性。
图5为现有技术中的多类型储能系统的结构框图，由图5可知，本发明所指的多类型储能系统具体包括双向变流器PCS、储能单元以及电池管理器，储能单元具体包括锌镍液流电池、钛酸锂电池以及超级电容。
图1为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测方法的流程示意图，由图1可知，该方法包括：
S101：向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令。即首先向多类型储能系统中的储能双向变流器发送启动指令和运行模式指令。该运行模式指令所对应的运行模式包括恒电流模式、恒功率模式。储能双向变流器在接收到上述启动指令及运行模式指令后，双向变流器根据该启动指令控制储能单元投入运行，并根据该运行指令在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下以储能单元处于恒功率、恒电流模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)。
S102：向所述的双向变流器发送充放电指令，使储能单元达到指定的电压。
上述步骤102中，在储能单元处于储能恒功率、储能恒电流模式的运行状态下，向该多类型储能系统的双向变流器发送该运行模式下的充放电指令，通过充放电指令使该储能双向变流器在该充放电指令所限定的电压下工作，在本发明实施例中，该充放电指令所限定的电压可以例如是分别让储能单元在恒功率分别为18KW、100kW的功率和恒电流分别为100A、200A的电流下运行，初次长时间充放电联调可能需要改动电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)参数等，本发明并不以此为限。
S103：采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号。
在上述步骤102中，向储能双向变流器发送充放电指令，以使该储能单元工作在上述充放电指令指定的电压下，执行上述步骤103，采集储能单元的电压信号和电流信号。
其中，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
S104：根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
图2为图1中的步骤S104的实施方式一的具体流程图，由图2可知，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，在实施方式一中，该步骤具体包括：
S201：根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
S202：根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
S203：根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
上述步骤，通过对获取的电流信号中的储能单元出口的电流信号进行分析，能够形成如图8所示的锌镍液流电池18kW恒功率下充电，直流电流、直流电压与时间的对应关系曲线图，在锌镍液流电池电流在恒功率模式下从开始变化到单体电压达到2.1V时，锌镍液流电池停止充电，记录对应的充电时间和容量；充电完毕对锌镍液流电池进行恒功率模式下的放电操作，例如图9所示，当单体电压到达1.2V时，锌镍液流电池停止充电，记录对应的充电时间和容量。
同时，在通过数据采集设备获取到上述电流信号和电压信号后，可通过该电流信号和电压信号的值，计算获得储能设备的实际工作的容量(单位为：w/h)。
在本发明的其他实施方式中，根据所述实际充放电时间以及实际功率确定充放电容量后，可根据充电容量及放电容量计算所述实际电池转换效率。
由以上描述可知，在本发明实施例中，通过本发明的多类型储能系统的参数检测方法，能够自动地、快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率，可以精确的计算出特定储能单元的充放电转换时间，并计算出多功能储能系统中各种储能单元的实际功率。
图3为图1中的步骤S104的实施方式二的具体流程图，由图3可知，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，在实施方式二中，步骤S104包括：
S301：根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
S302：根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
S303：根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
在本发明的其他实施方式中，根据所述实际充放电时间以及实际功率确定充放电容量后，可根据充电容量及放电容量计算所述实际电池转换效率。
由以上描述可知，在本发明实施例中，通过本发明的多类型储能系统的参数检测方法，能够自动地、快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率，可以精确的计算出特定储能单元的充放电转换时间，并计算出多功能储能系统中各种储能单元的实际功率。能够实现完全智能化、自动的操作，可以快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率。
在本发明的其他具体实施方式中，采集电流信号、电压信号时可以判断采集的所述电流信号、电压信号是否完整。如果判断采集到上述的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则继续进行步骤104，根据上述电流信号、电压信号生成实际响应时间及实际容量。
如果判断出采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要返回执行上述步骤102至步骤103，重新采集电压信号和电流信号，并对重新采集到的电压信号和电流信号的完整性进行判断，直至采集到完整的电流信号和电压信号后，执行步骤104。
需要说明的是，在本发明实施例中，虽然对本发明实施例的多类型储能系统的参数检测方法的各步骤用步骤101至步骤104加以限定，但仅是为了使描述时更加清晰，而并不是用来限制本发明实施例的多类型储能系统的转换效率和参数检测系统的各步骤的顺序。
并且，上文所述的运行模式和充放电指令所指定的功率并非一一对应，在实际的检测过程中，是指对一个运行模式中，使储能系统分别工作在恒功率模式对应的不同功率下的条件下，分别对该储能系统的实际充放电时间和实际容量进行检测。之后，再切换到下一个运行模式中，再次使储能系统分别工作在恒电流模式对应的不同电流下，再次分别对该储能系统的实际充放电时间和实际容量进行检测。实际应用中，例如首先使该储能系统运行在储能设备恒功率模式下，分别检测该储能单元在额定功率18kW和100kW的功率下的两组实际充放电时间和实际容量；再使该储能系统运行在储能恒电流模式下，分别检测该储能系统在100A(0.5C)和200A(1C)的条件下的两组组实际充放电和实际容量；以上举例所用到的模式和数值，仅是用以说明作用，而并不是用以限制本发明。
本发明实施例还提供一种多类型储能系统的参数检测系统，如图4为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统的结构框图。由图4可知，该参数检测系统包括：参数检测设备100以及数据采集器200，
其中，所述的参数检测设备100在具体的实施方式中可通过计算机或上位机、下位机来实现，其包括：
启动指令发送模块101，用于向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令。
即首先向多类型储能系统中的储能双向变流器发送启动指令和运行模式指令。该运行模式指令所对应的运行模式包括恒电流模式、恒功率模式。储能双向变流器在接收到上述启动指令及运行模式指令后，双向变流器根据该启动指令控制储能单元投入运行，并根据该运行指令在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下以储能单元处于恒功率、恒电流模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)。
充放电指令发送模块102，用于向所述的双向变流器发送充放电指令，使储能单元达到指定的电压。
在储能单元处于储能恒功率、储能恒电流模式的运行状态下，向该多类型储能系统的双向变流器发送该运行模式下的充放电指令，通过充放电指令使该储能双向变流器在该充放电指令所限定的电压下工作，在本发明实施例中，该充放电指令所限定的电压可以例如是分别让储能单元在恒功率分别为18KW、100kW的功率和恒电流分别为100A、200A的电流下运行，初次长时间充放电联调可能需要改动电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)参数等，本发明并不以此为限。
所述的数据采集器200，用于采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号。
向储能双向变流器发送充放电指令，以使该储能单元工作在上述充放电指令指定的电压下，数据采集器采集储能单元的电压信号和电流信号。
其中，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
所述的参数检测设备还包括：参数输出单元103，用于根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
图6为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统中参数输出单元的实施方式一的结构框图，由图6可知，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，在实施方式一中，该单元具体包括：
第一实际充放电时间确定单元1031，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
第一实际功率确定单元1032，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
第一充放电容量确定单元1033，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
在本发明的其他实施方式中，计算出实际充放电容量值后，可以计算在该充放电指令下发到储能单元后，储能单元实际启动运行中充放电转换效率，即：转换效率＝实际放电容量/实际充电容量；通过对获取的上述电压信号中的储能单元的电流信号进行分析，能够形成储能单元的电压与时间的对应关系曲线图，如图8所示，在储能单元电压从充电开始变化到单体电压2.1V和放电变化到单体电压1.2V时，分别记录对应的储能系统的充放电时的实际容量，由此，能够获取到储能设备的充放电时间；再结合上述计算出的充放电转换效率，可得到储能设备的实际的充放电时间，即：转换效率＝实际放电容量/实际充电容量。
同时，在通过数据采集设备获取到上述电流信号和电压信号后，可通过该电流信号和电压信号的值，计算获得储能设备的实际工作的容量(单位为：w/h)。
在本发明的其他实施方式中，根据所述实际充放电时间以及实际功率确定充放电容量后，可根据充电容量及放电容量计算所述实际电池转换效率。
由以上描述可知，在本发明实施例中，通过本发明的多类型储能系统的参数检测系统，能够自动地、快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率，可以精确的计算出特定储能单元的充放电转换时间，并计算出多功能储能系统中各种储能单元的实际功率。
图7为本发明实施例提供的一种多类型储能系统的参数检测系统中参数输出单元的实施方式二的结构框图，由图7可知，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，在实施方式二中，该单元包括：
第二实际充放电时间确定单元1034，用于根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
第二实际功率确定单元1035，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
第二充放电容量确定单元1036，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
在本发明的其他实施方式中，根据所述实际充放电时间以及实际功率确定充放电容量后，可根据充电容量及放电容量计算所述实际电池转换效率。
由以上描述可知，在本发明实施例中，通过本发明的多类型储能系统的参数检测系统，能够自动地、快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率，可以精确的计算出特定储能单元的充放电转换时间，并计算出多功能储能系统中各种储能单元的实际功率。能够实现完全智能化、自动的操作，可以快速的完成储能设备的功能特性检测，提高检测效率。
在本发明的其他具体实施方式中，采集电流信号、电压信号时可以判断采集的所述电流信号、电压信号是否完整。如果判断采集到上述的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则继续进行参数输出单元，根据上述电流信号、电压信号生成实际响应时间及实际容量。
如果判断出采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要返回执行充放电指令发送模块至数据采集器，重新采集电压信号和电流信号，并对重新采集到的电压信号和电流信号的完整性进行判断，直至采集到完整的电流信号和电压信号后，执行参数输出单元。
需要说明的是，上文所述的运行模式和充放电指令所指定的功率并非一一对应，在实际的检测过程中，是指对一个运行模式中，使储能系统分别工作在恒功率模式对应的不同功率下的条件下，分别对该储能系统的实际充放电时间和实际容量进行检测。之后，再切换到下一个运行模式中，再次使储能系统分别工作在恒电流模式对应的不同电流下，再次分别对该储能系统的实际充放电时间和实际容量进行检测。实际应用中，例如首先使该储能系统运行在储能设备恒功率模式下，分别检测该储能单元在额定功率18kW和100kW的功率下的两组实际充放电时间和实际容量；再使该储能系统运行在储能恒电流模式下，分别检测该储能系统在100A(0.5C)和200A(1C)的条件下的两组组实际充放电和实际容量；以上举例所用到的模式和数值，仅是用以说明作用，而并不是用以限制本发明。
综上所述，通过本发明的多类型储能系统的参数检测系统，能够实现完全智能化、自动的操作，可以快速的完成多类型储能系统的功能特性检测，提高检测效率，并且可以精确的计算出储能系统设备充放电指令的时间，并计算出储能设备的工作功率。
在本发明的一较佳实施例中，在确定出该储能单元的实际充放电时间和实际工作的功率后，可以判断当储能单元在储能设备恒无功模式下，及在功率为18kW和100kW的工况下运行时，该储能单元的运行状态是否符合要求。具体判断方法如下：
对于实际充放电时间，判断其与一预设时间值的大小或者可根据实际工作需要调整该预设时间值的大小，本发明并不以此为限。当且仅当该实际充放电时间大于该预设时间值时，该储能单元才符合运行标准的要求。
对于实际功率，判断其与设定的功率的大小一致，如果该实际功率等于设定的功率，则该储能单元符合运行标准的要求。
只有在检测的实际充放电时间和实际功率都满足上述要求时，该储能单元符合运行标准的要求。如果判断出该实际充放电时间不满足大于该预设时间值的条件，或者该实际功率不满足等于设定的功率的条件，或者实际充放电时间和实际功率都不满足上述判定条件时，则判定该储能单元不满足标准要求，则需要通过储能单元厂家修改设备控制方式和控制参数。例如：修改储能单元的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，在修改了上述控制方式和控制参数后，再次控制储能单元在恒功率模式下运行，并控制储能单元在设定的功率的工况下运行，生成新的实际充放电时间及新的实际功率，并再次对新的实际充放电时间和新的实际功率进行判断。判断新的实际充放电时间是否满足预设时间值，并且新的实际功率是否等于充放电指令所指定的功率，直至新的实际充放电时间大于预设时间值，并且新的实际功率等于充放电指令指定的功率，此时，表明该储能单元满足运行标准要求。
在一较佳实施例中，本发明实施例的多类型储能系统的参数检测系统中，数检测设备可用于在充放电指令发送之前，先向数据采集器发送一个测量触发信号，使该数据采集器采集该储能单元的电流信号、电压信号。
本发明实施例的多类型储能系统的参数检测系统还可包括：在发送充放电指令之前，先向数据采集器发送一个测量触发信号，使该数据采集器采集该储能单元电流信号、电压信号时，对上述数据采集器采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断，对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断是指，判断数据采集器是否已经采集到所有的电流信号和电压信号，如果判断为已经采集到所有的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则向该储能双向变流控制器发送在储能恒功率模式下的充放电指令，使该储能单元在设定的功率下运行。
如果判断出数据采集设备并没有采集到所有的电流信号和电压信号，即数据采集设备采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要重新发送测量触发信号给数据采集器，重新采集新的电流信号和电压信号，并再次判断重新采集的电流信号和电压信号的完整性，直至判断出采集到的新的电流信号和电压信号是完整的。
下面结合具体的实施例，对本发明提供的一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统做详细说明。图10为本发明提供的一种参数检测系统检测现有技术中的多类型储能系统的示意图。如图10所示，多类型储能系统包括双向变流器PCS、储能单元以及电池管理器，储能单元具体包括锌镍液流电池、钛酸锂电池以及超级电容。在该具体实施例中，所述的参数检测系统包括参数检测设备以及数据采集器，参数检测设备由上位机和下位机组成。
在本发明实施例中，通过单片机PIC18F2331芯片作为下位机的控制芯片，该芯片具有多路脉冲输出通道，具有丰富的管脚资源，同时具备增强型的USART模块，支持RS-485、RS-232等多种通信协议，并且其成本低廉。通过微芯公司专业的程序编译器，编写C语言程序代码，在程序中对将要开展的不同控制模式以及各种工况下的测试项目进行梳理，通过顺序执行的方式对各种需要测试的功能进行编排，然后通过单片机烧写器将程序代码下载到单片机中，同时编写通信协议，实现下位机与储能双向变流控制器的通信。
在下位机内部，编写c语言程序，对下位机的基本功能进行编写，首先对下位机进行初始化，保证所有用到的内部变量和用到的单片机的管教和特殊功能模块的定义和功能分配，完成下位机的正常初始化。
实际应用中，通过下位机能够实现以下功能：
(1)该下位机首先向双向变流器10发送启动指令和运行模式指令，并记录下发送该启动指令的时间，该运行模式指令所对应的运行模式包括：储能恒电流模式、储能恒电压模式。双向变流器在接收到上述启动指令及运行模式指令后，控制储能单元投入运行，并在该运行指令所指定的运行模式下运行(以下，以储能设备处于储能恒电流模式的运行状态下进行说明，但本发明并不限于此)；
(2)在储能单元处于储能恒电流模式的运行状态时，下位机向该储能双向变流器发送该运行模式下的充放电指令，通过充放电指令使该储能系统工作在该充放电指令所限定的电流下工作，在本发明实施例中，该充放电指令所限定的电流可以例如是分别让SVC设备在恒电流100A(0.5C)和200A(1C)的电流下运行，也可以是根据实际的工况需求设定不同的额定功率，本发明并不以此为限；
(3)在双向变流器下发启动指令使储能单元动作时，同时通过通信协议把该启动指令的响应传输给下位机，下位机通过外部中断的方式，实现对该启动指令的捕捉，在中断程序中，下位机快速产生脉冲信号，通过脉冲信号传输给数据采集器，以指示数据采集设器12采集SVC设备在上述充放电指令指定的功率(以下以恒电流的100A(0.5C)为例)下运行时的电压信号和电流信号，其中，该电压信号包括：储能单元(168串)出口总电压，单节电池电压。该电流信号包括：储能单元(168串)出口总电流。
通过上位机能够实现以下功能：
(1)通过上位机来接收由上述数据采集器采集到的上述各种电流信号和电压信号，同时，上位机还通过数据采集器来获取该多类型储能系统在接收到充放电指令后的启动时间值；
(2)上位机在获取该储能单元在接收到充放电指令后的启动时间值后，可以根据由下位机所记录的发送启动指令的时间以及该启动时间值，来计算出在该充放电指令下发到储能设备后，SVC设备实际启动运行时充放电时间；通过对获取的上述电流信号中的储能设备出口的电流信号进行分析，上位机能够形成电流与时间的对应关系曲线图，如图8所示，在储能单元的电流从开始变化到有效值达到控制目标时，记录对应的储能单元的实际充放电时间，由此，上位机能够获取到储能设备的响应时间；上位机可得到储能设备的实际的充放电时间；同时，在通过数据采集器获取到上述电流信号和电压信号后，上位机还可通过上述电流信号和电压信号的值，计算获得储能系统的实际工作的转换效率，转换效率＝实际放电容量/实际充电容量；
(3)判断在储能设备处于储能恒电流模式下，及在恒电流100A(0.5C)的工况下运行时，该储能系统的运行状态是否符合要求。上位机对实际充放电时间和实际功率的具体判断方法如下：
对于实际充放电时间，判断其与一预设时间值的大小，或者可根据实际工作需要调整该预设时间值的大小，本发明并不以此为限。当且仅当该实际充放电时间大于该预设时间值时，该储能设备才符合运行标准的要求。
对于实际功率，判断其与设定的功率的大小一致，如果该实际功率等于设定的功率，则该储能设备符合运行标准的要求。
在检测的实际充放电时间和实际功率都满足上述要求时，该储能设备符合运行标准的要求。如果判断出该实际充放电时间不满足大于该预设时间值的条件，或者该实际功率不满足等于设定的功率的条件，或者实际充放电时间和实际功率都不满足上述判定条件时，则判定该储能设备不满足标准要求，则需要通过储能设备厂家修改设备控制方式和控制参数，例如：修改PCS控制器的PI控制比例系数、电压偏差滞环参数、超调角度等，在修改了上述控制方式和控制参数后，再次通过下位机向PCS控制器发送指令，控制储能设备在恒电流模式下运行，并通过下位机发送充放电指令控制储能设备在恒电流100A(0.5C)的工况下运行，并由上位机来生成新的实际充放电时间及新的实际功率，并再次通过上位机对新的实际充放电时间和新的实际功率进行判断。判断新的实际充放电时间是否大于预设时间值，并且新的实际功率是否等于额定功率，直至新的实际充放电时间大于预设时间值，并且新的实际功率等于额定功率，此时，表明该储能系统满足运行标准要求。
上述数据采集器用于接收下位机发送的测量触发信号，并采集该储能单元设备的电流信号和电压信号，将所记录的包括电流信号和电压信号的数据保存到数据采集器本身自带的存储硬盘中，然后通过数据采集器本身自带的数据分析功能，对记录的数据进行简单的数据处理；对数据处理之后，可对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断，对采集到的电流信号和电压信号是否完整进行判断是指，判断数据采集器是否已经采集到所有的电流信号和电压信号，其中，该电压信号包括：储能单元(168串)出口总电压，单节电池电压。该电流信号包括：储能单元(168串)出口总电流。如果判断为数据采集器已经采集到所有的电流信号和电压信号，则说明该电流信号和电压信号完整，则由下位机向该PCS控制器发送在当前运行模式下(本实施例中，例如是运行在储能恒电流模式)的充放电指令，使该储能系统工作在指定的电流(在本实施例中，例如是恒电流100A(0.5C))下；
如果通判断出数据采集器并没有采集到所有的电流信号和电压信号，即采集到的电流信号和电压信号并不完整，则需要由上述下位机重新发送测量触发信号给数据采集器，重新采集包括电流信号和电压信号的数据，并由数据采集器再次判断重新采集的电流信号和电压信号的完整性，直至判断出数据采集器采集到的电流信号和电压信号是完整的。
电流过冲现象时常发生并导致严重的故障，因此电池充电过程变得特别重要。恒流模式时候充电主要取决于负荷电流大小，恒流模式充电阶段刚开始电压电流都处于上升阶段，当电流上升至恒流电流值时，将保持不变，而电压将随电量的升高而逐渐上升；功率也将随之上升。当系统输出功率需求较大时，应釆用较高电流充电，保证系统功率需求；当系统输出功率需求较小时，应改由较小电流充电，在切换电流的同也应保证电池充电。解决了对电池产生的冲击和对网侧电流的冲击的问题。使电流的平滑过渡，恒流放电阶段电流保持不变，电池电压下降。如果在系统输出功率大时，可提高放电电流，而当系统输出功率需求小时，可减小放电电流。一般而言，放电电流较大，系统控制难度大，而相反，放电电流较小，控制较容易。在合理裕度下切换电池充放电电流时控制系统，可以保证电流的平滑过渡，防止减小对电池产生冲击，并保证网侧电流的平稳。当电池端电压即将达到截止电压时，停止放电工作。保证网侧电流的平滑过渡到无电池储能模式，并维持电池在浮充状态。
而对于恒功率模式，电网运行时，侧键得到的交流侧电压UA,B,C通过锁相环确定电压的相位θ,检测得到的交流侧电流IA,B,C,通过θ转换为同步旋转坐标下的id、iq。上一级能量管理系统检测到电网内的功率缺额，输出为有功功率和无功功率的给定值。利用交流侧的电压UA,B,C、IA,B,C和给定的有功功率、无功功率，计算出储能系统的指令电流，并分别与反馈的电流分量iq、id做差，经电流PI调节，通过前馈控制器解耦，最近经过空间矢量调制调节，生成控制开关管通断的驱动信号，从而控制网侧的电流达到储能系统恒功率充放电的目的。，当风电或光伏发电系统出现波动幅度较大时，常需要电池储能系统提供多倍功率的输入输出方式，以解决风电或光伏发电系统发电的功率波动的问题。这样能够大大延长电池的使用寿命，提高了电网对储能电池充放电交流侧的平滑性能，并提高了电池在工况切换下充放电合理性和安全性，以保证电池的充放电性能。
综上所述，本发明实施例提供了一种多类型储能系统的参数检测方法以及系统，通过参数检测设备向多类型储能系统的双向变流器发送启动指令、运行模式指令以及充放电指令，由数据采集器采集储能单元输出的电流信号、电压信号，进而由参数检测设备确定出多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量，实现了对分布式集群配套建设的多类型储能系统的严格技术测试，在规定的时间内完成了实际充放时间、实际功率以及充放电容量等关键参数的检测，提高了工作效率，能够更加准确快速计算出多功能储能系统中储能单元的充放电转换时间和实际容量，从而实现对多功能储能系统设备的功能特性测试。
本发明的有益效果在于，能够检测储能系统的充放电性能满足规定的技术经济指标；通过自动操控的方式进行功能特性测试，提高了工作效率，能够更加准确快速计算出多功能储能系统中储能单元的充放电转换时间和实际容量，从而实现对多功能储能系统设备的功能特性测试。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种多类型储能系统的参数检测方法，其特征在于，所述的多类型储能系统包括双向变流器、储能单元以及电池管理器，所述的方法包括：
向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令；
向所述的双向变流器发送充放电指令；
采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号；
根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的运行模式指令对应的运行模式包括恒电流模式、恒功率模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量包括：
根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量包括：
根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
7.一种多类型储能系统的参数检测系统，其特征在于，所述的多类型储能系统包括双向变流器、储能单元以及电池管理器，所述的参数检测系统包括参数检测设备以及数据采集器，
其中，所述的参数检测设备包括：
启动指令发送模块，用于向所述的双向变流器发送启动指令以及运行模式指令；
充放电指令发送模块，用于向所述的双向变流器发送充放电指令；
所述的数据采集器，用于采集所述储能单元根据所述的充放电指令输出的电流信号、电压信号；
所述的参数检测设备还包括：参数输出单元，用于根据所述电流信号、电压信号输出所述多类型储能系统的实际充放时间、实际功率以及充放电容量。
8.根据权利要求7所述的参数检测系统，其特征在于，所述的运行模式指令对应的运行模式包括恒电流模式、恒功率模式。
9.根据权利要求8所述的参数检测系统，其特征在于，当所述的储能单元为锌镍液流电池或超级电容时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
10.根据权利要求8所述的参数检测系统，其特征在于，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的电压信号包括储能单元的出口总电压、单节电池电压，所述的电流信号包括储能单元的出口总电流。
11.根据权利要求9所述的参数检测系统，其特征在于，所述的参数输出单元包括：
第一实际充放电时间确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
第一实际功率确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
第一充放电容量确定单元，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。
12.根据权利要求10所述的参数检测系统，其特征在于，当所述的储能单元为钛酸锂电池时，所述的参数输出单元包括：
第二实际充放电时间确定单元，用于根据所述出口总电压、单节电池电压以及出口总电流确定所述多类型储能系统的实际充放电时间；
第二实际功率确定单元，用于根据所述出口总电压、出口总电流确定所述多类型储能系统的实际功率；
第二充放电容量确定单元，用于根据所述的实际充放电时间以及实际功率确定所述多类型储能系统的充放电容量。3 -->
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