CN110504725B - 一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法及装置。随着储能电站容量变大，储能电站包含的电池堆数量亦同步增加；因此，不仅需要考虑电池单体间SoC的均衡，还要考虑电池堆之间SoC的均衡。本发明采用的控制方法为：将电池堆荷电状态划分为若干个区域，在不同区域进行不同的荷电状态与放电深度的更新；根据更新后的荷电状态与放电深度，对各电池堆有功功率指令进行依序按比例给定；同时，通过设定荷电状态与放电深度更新的阈值，避免储能功率频繁切换。本发明可有效提高储能电站多电池堆荷电状态的均衡速度，改善储能电站的运行状况，提高储能电站的可用率；同时，尽可能减少储能功率的切换，提高储能电站运行的稳定性与电网友好性。

Description

一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法及装置

技术领域

本发明属于储能控制领域，涉及储能电站的控制，尤其是一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法及装置。

背景技术

可再生能源大规模接入电网，给电网运行带来巨大的挑战，电网需要配置大量的灵活性资源以对冲可再生能源的随机性。通常，这些灵活性资源包括传统发电机组的调频、调峰能力，抽水蓄能电站等。相比常规发电机组，以电力电子变流器作为电网接口的储能装置具有毫秒级满功率输出的能力，响应速度快，调节精度高，可以有效提高电力系统调控运行的灵活性。在过去，电池系统高昂的成本阻碍了其在电力系统的应用。

近年来，随着锂电池等电化学储能元件成本的快速下降以及国家相关政策激励，储能系统有望在电网中实现大规模应用，以解决大规模可再生能源接入后电网面临的调节能力不足的问题。一个储能电站通常有电力电子变流器、电池系统、控制与保护系统等部分组成，其中电池系统是核心储能设备，电力电子设备负责电池与电网之间的能量转换。由于用于电网的储能电站往往容量很大，电池系统一般由电池单体-电池模组-电池簇-电池堆等多级结构组成。如一个500kWh电池堆可以包含14个电池簇，一个电池簇包含15个电池模组，每个模组又包含13个3.2V/60Ah的电池单体。

由于电池系统包含电池单体数量众多，如何使得各电池单体的荷电状态 (SoC)保持一致是一个重要的问题。一般在电池模组内配置均衡电路，以实现各电池单体荷电状态的均衡。随着储能电站容量变大，储能电站包含的电池堆数量亦同步增加；因此，不仅需要考虑电池单体间SoC的均衡，还要考虑电池堆之间SoC的均衡，以保证储能电站具备最大的可用率。

发明内容

为实现现有储能电站中多电池堆的快速均衡，保证储能电站具备最大的可用率，本发明提出一种储能电站多电池堆快速均衡方法，其通过将电池堆荷电状态划分为若干个区域，在不同区域进行不同的荷电状态与放电深度的更新，同时对各电池堆功率指令进行依序按比例给定，以此提高多电池堆荷电状态的均衡速度，改善储能电站的运行状况，提高储能电站的可用率；同时，加入阈值判断，以尽可能减少储能功率的切换，提高储能电站运行的稳定性与电网友好性。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法，其包含电池堆数据采集、各电池堆荷电状态(SoC)最大偏差计算、荷电状态与放电深度(DoD)更新、有功功率指令依序按比例给定四个步骤，具体内容如下：

1)通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆SOC数据，记录其中最大值为SOC_max，最小值为SOC_min；

2)计算SOC_max与SOC_min的差值，若差值大于等于一阈值tv，则进行荷电状态与放电深度更新，若小于此阈值，则荷电状态与放电深度不进行更新；

3)荷电状态与放电深度更新：将荷电状态分为若干个区域，按照各电池堆荷电状态所处区域不同，进行荷电状态与放电深度更新操作；

4)按照更新后荷电状态或者放电深度大小，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

作为上述技术方案的补充，所述步骤3)中，按如下方法对各电池堆荷电状态与放电深度进行更新操作，首先将荷电状态分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…SoC_hn、SoC_ln、…SoC_l2、SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、k_l2、…、k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln, k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行荷电状态与放电深度更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1；

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h2；

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln；

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)；

上述中，SoC(i)表示第i个电池堆的荷电状态，SoC_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的荷电状态，DoD(i)表示第i个电池堆的放电深度， DoD_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的放电深度。

作为上述技术方案的补充，所述步骤4)中，按照更新后荷电状态(指令为放电)或者放电深度(指令为充电)大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

作为上述技术方案的补充，当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按荷电状态比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤A)按照更新后荷电状态大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤B)计算所有电池堆更新后荷电状态之和，记为SoC_sum；

步骤C)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

式中，P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

步骤D)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器荷电状态之和SoC_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤C)与步骤D)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

作为上述技术方案的补充，当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按放电深度比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤a)按照更新后放电深度大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤b)计算所有电池堆更新后放电深度之和，记为DoD_sum；

步骤c)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

步骤d)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器放电深度之和DoD_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤c)与步骤d)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

本发明还提供一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其包含电池堆数据采集单元、各电池堆荷电状态最大偏差计算单元、荷电状态与放电深度更新单元和有功功率指令依序按比例给定单元；

电池堆数据采集单元：通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆 SOC数据，记录其中最大值为SOC_max，最小值为SOC_min；

各电池堆荷电状态最大偏差计算单元：计算SOC_max与SOC_min的差值，若差值大于等于一阈值tv，则进行荷电状态与放电深度更新，若小于此阈值，则荷电状态与放电深度不进行更新；

荷电状态与放电深度更新单元：将荷电状态分为若干个区域，按照各电池堆荷电状态所处区域不同，进行荷电状态与放电深度更新操作；

有功功率指令依序按比例给定单元：按照更新后荷电状态或者放电深度大小，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

作为上述技术方案的补充，所述的荷电状态与放电深度更新单元中，按如下方法对各电池堆荷电状态与放电深度进行更新操作，首先将荷电状态分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…、SoC_hn、SoC_ln、…、SoC_l2、 SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、 k_l2、…、k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln，k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行荷电状态与放电深度更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1；

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h2；

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln；

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)；

上述中，SoC(i)表示第i个电池堆的荷电状态，SoC_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的荷电状态，DoD(i)表示第i个电池堆的放电深度， DoD_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的放电深度。

作为上述技术方案的补充，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，按照更新后荷电状态或者放电深度大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

作为上述技术方案的补充，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按荷电状态比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤A)按照更新后荷电状态大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤B)计算所有电池堆更新后荷电状态之和，记为SoC_sum；

步骤C)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

式中，P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

步骤D)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器荷电状态之和SoC_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤C)与步骤D)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

作为上述技术方案的补充，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按放电深度比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤a)按照更新后放电深度大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤b)计算所有电池堆更新后放电深度之和，记为DoD_sum；

步骤c)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

步骤d)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器放电深度之和DoD_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤c)与步骤d)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

本发明具有的有益效果是：将SoC分为若干个区域，按照各电池堆SoC 所处区域不同，进行SoC与DoD更新操作，即当SoC越高，在电站放电时分配的功率比率会相应更高，而在电站充电时，分配比率会相应更低，以此便可以实现储能电站多电池堆的快速均衡，提高了储能电站的可用率。同时，本发明设置快速均衡的阈值，可以有效减少电池堆在SoC不同区域切换时充放电功率的阶跃冲击，提高了系统运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中储能电站示意图；

图2为本发明控制方法流程图；

图3为本发明SoC与DoD更新的示意流程图；

图4为本发明实施例中储能电站有功与无功输出图；图4a为有功，图4b 为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图5为本发明实施例中储能电站各电池堆有功与无功输出图；图5a为有功，图5b为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图6为本发明实施例中储能电站各电池堆SoC图；

图7为本发明不进行SoC和SoD更新时储能电站有功与无功输出图；图 7a为有功，图7b为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图8为本发明不进行SoC和SoD更新时储能电站各电池堆有功与无功输出图；图8a为有功，图8b为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图9为本发明不进行SoC和SoD更新时储能电站各电池堆SoC图；

图10为本发明不设置阈值时储能电站有功与无功输出图；图10a为有功，图10b为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图11为本发明不设置阈值时储能电站各电池堆有功与无功输出图；图11a 为有功，图11b为无功，横坐标为时间(s)，纵坐标为功率(p.u.)；

图12为本发明不设置阈值时储能电站各电池堆SoC图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。

实施例1

本实施例提供一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法。

典型储能电站如图1所示，由电力电子变流器、电池系统、控制与保护系统等部分组成。电池系统由于容量较大，被分为若干个电池堆。每个电池堆配套一个电力电子变流器，实现交直流转换与并网功率控制。控制与保护系统实现储能电站与电网互动与保护，也是本发明控制方法实现场所，控制方法流程如图2所示。

储能电站控制系统通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆SoC数据，记录其中最大值为SoC_max，最小值为SoC_min。

接着，控制系统判断SoC_max和SoC_min的差值，若满足：

SoC_max-SoC_min≥tv，

则进行SoC与DoD更新操作，否则，SoC与DoD均保持不变。

按如下方法对各电池堆SoC与DoD进行更新操作，首先将SoC分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…、SoC_hn、SoC_ln、…、SoC_l2、SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、k_l2、…、 k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln，k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行 SoC与DoD更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1。

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/ k_h2。

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln。

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)。

图3给出了设置分界节点为SoC_h1,SoC_h2,SoC_h3,SoC_l1,SoC_l2,SoC_l3(数值为0.8，0.7，0.6，0.2，0.3，0.4)，缩放系数k_h1,k_h2,k_h3 k_l1,k_l2,k_l3取值为10，5，3，1/3，1/5，1/10情况下，SoC与DoD进行更新的示意流程图。

在完成SoC与DoD更新后，按照更新后SoC(指令为放电)或者DoD (指令为充电)大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器分配有功功率指令。

当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按SoC比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

1)按照更新后SoC大小，从大到小对各电池堆进行排序；

2)计算所有电池堆更新后SoC之和，记为SoC_sum；

3)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令为：

式中P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

4)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器SoC之和SoC_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤3)与步骤4)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按DoD比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

1)按照更新后DoD大小，从大到小对各电池堆进行排序；

2)计算所有电池堆更新后DoD之和，记为DoD_sum；

3)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令为：

4)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器DoD之和DoD_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤3)与步骤4)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

表1本发明附图中部分系统变量的符号定义与说明

以一包含4个电池堆的储能电站为例，进行仿真验证。为减小仿真所需时间，每一电池堆配置电池容量较小而变流器容量较大，即配置2.5kWh电池和250kW变流器，初始SOC分别为30％，40％，50％，60％。仿真所需的其他参数列于表2。仿真结果图采用标幺值说明，基值为250kVA，初始储能电站有功指令为3p.u.，无功指令为0，在20s和40s有功指令阶跃，阶跃后指令分别为-3p.u.和3p.u.。

表2本发明仿真所需参数的取值

图4-图6给出了采用本发明控制方法时，储能电站的响应情况。其中图4 给出了储能电站的输出有功和无功情况。可以看到，储能电站可以有效跟踪功率指令(由于变压器与线路要消耗一定无功，所以输出无功略低于零点)。图5给出了各电池堆变流器的输出(吸收)功率情况，图6给出了各电池堆的SoC变化情况。可以看到各变流器输出功率完全遵循本发明设计原则，即放电时SoC较高则放电功率较大，充电时SoC较高则充电功率较少，SoC可以较快达到均衡。

为了显示本发明的有益效果与创造性，图7-图9给出了不进行SoC和SoD 更新时(即将tv设置为很大)，储能电站的响应情况，可以看到，储能电站 SoC均衡速度在起始段明显慢于本发明(为了减小仿真时间，实施例采用了较小电池容量，若电池容量加大，则速度对比会更加明显)。

为了进一步显示本发明的有益效果与创造性，图10-图12给出了当不设置阈值时(即将tv设置为0)，储能电站的响应情况，可以看到，储能电站SoC 依旧能实现快速均衡，但是在SoC区域切换点，会有较大波动，不利于系统稳定。

实施例2

本实施例提供一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其包含电池堆数据采集单元、各电池堆荷电状态最大偏差计算单元、荷电状态与放电深度更新单元和有功功率指令依序按比例给定单元。

电池堆数据采集单元：通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆 SOC数据，记录其中最大值为SOC_max，最小值为SOC_min；

各电池堆荷电状态最大偏差计算单元：计算SOC_max与SOC_min的差值，若差值大于等于一阈值tv，则进行荷电状态与放电深度更新，若小于此阈值，则荷电状态与放电深度不进行更新；

荷电状态与放电深度更新单元：将荷电状态分为若干个区域，按照各电池堆荷电状态所处区域不同，进行荷电状态与放电深度更新操作；

有功功率指令依序按比例给定单元：按照更新后荷电状态或者放电深度大小，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

进一步的，所述的荷电状态与放电深度更新单元中，按如下方法对各电池堆荷电状态与放电深度进行更新操作，首先将荷电状态分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…、SoC_hn、SoC_ln、…、SoC_l2、SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、k_l2、…、k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln,k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行荷电状态与放电深度更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1；

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h2；

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln；

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)；

上述中，SoC(i)表示第i个电池堆的荷电状态，SoC_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的荷电状态，DoD(i)表示第i个电池堆的放电深度， DoD_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的放电深度。

进一步的，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，按照更新后荷电状态或者放电深度大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按荷电状态比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤A)按照更新后荷电状态大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤B)计算所有电池堆更新后荷电状态之和，记为SoC_sum；

步骤C)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

式中，P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

步骤D)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器荷电状态之和SoC_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤C)与步骤D)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按放电深度比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤a)按照更新后放电深度大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤b)计算所有电池堆更新后放电深度之和，记为DoD_sum；

步骤c)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

步骤d)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器放电深度之和DoD_Sum,updated与功率指令之和 P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤c)与步骤d)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种储能电站多电池堆快速均衡控制方法，其特征在于，包含电池堆数据采集、各电池堆荷电状态最大偏差计算、荷电状态与放电深度更新、有功功率指令依序按比例给定四个步骤，具体内容如下：

1)通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆SOC数据，记录其中最大值为SOC_max，最小值为SOC_min；

2)计算SOC_max与SOC_min的差值，若差值大于等于一阈值tv，则进行荷电状态与放电深度更新，若小于此阈值，则荷电状态与放电深度不进行更新；

3)荷电状态与放电深度更新：将荷电状态分为若干个区域，按照各电池堆荷电状态所处区域不同，进行荷电状态与放电深度更新操作；

4)按照更新后荷电状态或者放电深度大小，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令；

所述步骤3)中，按如下方法对各电池堆荷电状态与放电深度进行更新操作，首先将荷电状态分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…、SoC_hn、SoC_ln、…、SoC_l2、SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、k_l2、…、k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln,k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行荷电状态与放电深度更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1；

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h2；

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln；

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)；

上述中，SoC(i)表示第i个电池堆的荷电状态，SoC_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的荷电状态，DoD(i)表示第i个电池堆的放电深度，DoD_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的放电深度。

2.根据权利要求1所述的储能电站多电池堆快速均衡控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，按照更新后荷电状态或者放电深度大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

3.根据权利要求2所述的储能电站多电池堆快速均衡控制方法，其特征在于，当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按荷电状态比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤A)按照更新后荷电状态大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤B)计算所有电池堆更新后荷电状态之和，记为SoC_sum；

步骤C)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

式中，P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

步骤D)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器荷电状态之和SoC_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤C)与步骤D)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

4.根据权利要求2所述的储能电站多电池堆快速均衡控制方法，其特征在于，当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按放电深度比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤a)按照更新后放电深度大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤b)计算所有电池堆更新后放电深度之和，记为DoD_sum；

步骤c)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

步骤d)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器放电深度之和DoD_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤c)与步骤d)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

5.一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其特征在于，包含电池堆数据采集单元、各电池堆荷电状态最大偏差计算单元、荷电状态与放电深度更新单元和有功功率指令依序按比例给定单元；

电池堆数据采集单元：通过通讯设备采集所有处于运行状态的电池堆SOC数据，记录其中最大值为SOC_max，最小值为SOC_min；

各电池堆荷电状态最大偏差计算单元：计算SOC_max与SOC_min的差值，若差值大于等于一阈值tv，则进行荷电状态与放电深度更新，若小于此阈值，则荷电状态与放电深度不进行更新；

荷电状态与放电深度更新单元：将荷电状态分为若干个区域，按照各电池堆荷电状态所处区域不同，进行荷电状态与放电深度更新操作；

有功功率指令依序按比例给定单元：按照更新后荷电状态或者放电深度大小，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令；

所述的荷电状态与放电深度更新单元中，按如下方法对各电池堆荷电状态与放电深度进行更新操作，首先将荷电状态分为若干个区域，从高到低分界点为SoC_h1、SoC_h2、…、SoC_hn、SoC_ln、…、SoC_l2、SoC_l1，对每一个区域设置一个缩放系数分别记为k_h1、k_h2、…、k_hn、1、k_l1、k_l2、…、k_ln，其中SoC_hn>0.5>SoC_ln，k_h1>k_h2>…>k_hn>1>k_l1>k_l2>…>k_ln，按如下规则进行荷电状态与放电深度更新，对于第i个电池堆：

当SoC(i)>SoC_h1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h1，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h1；

当SoC_h1<SoC(i)<SoC_h2时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_h2，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_h2；

依此类推，最后一个判断区间为：

当SoC(i)<SoC_l1时，则SoC_updated(i)＝SoC(i)*k_ln，DoD_updated(i)＝DoD(i)/k_ln；

若未进行更新，则SoC_updated(i)＝SoC(i)，DoD_updated(i)＝DoD(i)；

上述中，SoC(i)表示第i个电池堆的荷电状态，SoC_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的荷电状态，DoD(i)表示第i个电池堆的放电深度，DoD_updated(i)表示更新后排序为第i个电池堆的放电深度。

6.根据权利要求5所述的一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其特征在于，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，按照更新后荷电状态或者放电深度大小，对各电池堆进行降序排列，依序按比例对各电池堆变流器给定有功功率指令。

7.根据权利要求6所述的一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其特征在于，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，当储能电站收到放电指令时，按如下步骤依序按荷电状态比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤A)按照更新后荷电状态大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤B)计算所有电池堆更新后荷电状态之和，记为SoC_sum；

步骤C)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

式中，P_max为变流器最大充放电功率绝对值；

步骤D)每次赋值后，需要对SoC_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器荷电状态之和SoC_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤C)与步骤D)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

8.根据权利要求6所述的一种储能电站多电池堆快速均衡控制装置，其特征在于，所述有功功率指令依序按比例给定单元中，当储能电站收到充电指令时，按如下步骤依序按放电深度比例对各电池堆变流器给定有功功率指令：

步骤a)按照更新后放电深度大小，从大到小对各电池堆进行排序；

步骤b)计算所有电池堆更新后放电深度之和，记为DoD_sum；

步骤c)若储能电站功率指令为P_ESScmd，则对于排序为第j的电池堆，其变流器功率指令P_cmd(j)为：

步骤d)每次赋值后，需要对DoD_Sum和P_ESScmd进行更新，得到未分配功率指令的电池堆变流器放电深度之和DoD_Sum,updated与功率指令之和P_{ESScmd,updated}，其更新规则为：

重复步骤c)与步骤d)，直到完成所有变流器功率指令的给定。

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