CN111654072A - 一种储能系统的电池soc均衡控制方法及装置 - Google Patents

一种储能系统的电池soc均衡控制方法及装置 Download PDF

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CN111654072A CN202010370867.1A CN202010370867A CN111654072A CN 111654072 A CN111654072 A CN 111654072A CN 202010370867 A CN202010370867 A CN 202010370867A CN 111654072 A CN111654072 A CN 111654072A
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杨煜
许树楷
雷博
陈俊
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China Southern Power Grid Co Ltd
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
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Abstract

本发明涉及电能存储技术领域，公开了一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置，所述方法包括：获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果；根据所述功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；根据所述储能系统的运行工况计算电池的电流指令补偿量；根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，并基于所述电池电流指令对相应的DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。本发明提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置，能够基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的电池SOC均衡速度。

Description

一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电能存储技术领域，特别是涉及一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置。
背景技术
作为提升电力系统对规模化新能源发电消纳能力的一种有效措施，电池储能技术一直是研究热点。随着新能源发电在电网的渗透率逐步提高，储能系统的容量也逐渐从过去的kW级发展到近年来的百MW级。
SOC(State of Charge，电池荷电状态)是描述电池当前状态的重要参数，定义为电池当前的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。在实际系统中，即便是同一批次的产品，器件(如电池、开关管、导线等)之间也不可避免的存在参数差异性，这些器件差异性会在储能系统运行过程中导致电池的SOC逐渐变得不一致，进而影响储能系统的运行，使得储能系统容量得不到充分利用。因此，电池SOC均衡控制是延长电池寿命和提高储能系统利用率的重要措施，是储能系统的核心必备功能。
电池电流控制回路中指令限幅等非线性环节的存在，会导致SOC均衡速度以及系统总功率控制精度无法同时保证，例如当储能系统运行于大功率工况下，SOC均衡速度快时总功率控制精度下降，如要确保系统总功率控制精度就必须永久牺牲SOC均衡速度。进行均衡控制器参数设计时，需要在SOC均衡控制速度和总功率控制精度两者之间进行折衷选择。
由于国家相关标准对接入电网的电化学储能电站的控制精度有明确要求，因此实际设计时设计人员可能更倾向于牺牲SOC均衡速度以确保系统总功率控制精度。但长此以往，各个电池单元长期运行在不同SOC水平下，系统受电池短板效应制约，整体器件利用率大大低，此外各电池发热量和效率也不尽相同，对电池寿命、系统整体效率、运行可靠性均会带来负面影响。
发明内容
针对电池电流控制回路中指令限幅等非线性环节的存在，会导致SOC均衡速度以及系统总功率控制精度无法同时保证的情况，本发明实施例提供一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置，能够基于实际运行工况，快速、动态调整储能系统的电池SOC均衡速度。
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种储能系统的电池SOC均衡控制方法，所述方法包括：
获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
作为优选方案，所述根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果，具体为：
将每个电池对应的原始电流指令除以所述电流指令限幅值，获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果。
作为优选方案，所述每个电池对应的原始电流指令的计算公式为：
Ibatk_ref0＝Pref÷(N×Ubatk)，
其中，Ibatk_ref0为第k个电池对应的原始电流指令，1≤k≤N；Pref为储能系统的总功率指令；Ubatk为第k个电池的端电压。
作为优选方案，所述根据所述功率判断结果获取所述储能系统的运行工况，具体包括：
当N个功率判断结果中的至少x个功率判断结果在预设时间内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；其中，1≤x≤N；
当N个功率判断结果中的y个功率判断结果在预设时间内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况；其中，1≤y≤N。
作为优选方案，所述电流指令补偿量的计算公式为：
Figure BDA0002474954500000031
其中，ΔIbatk为第k个电池的电流指令补偿量，1≤k≤N；KSOC为均衡控制比例系数，KSOC的取值根据所述运行工况获得；SOCk为第k个电池的SOC值；
Figure BDA0002474954500000032
为N个电池的SOC值的平均值；S为充放电指令，充电时S＝1，放电时S＝-1；Ubatk为第k个电池的端电压。
进一步地，所述方法还包括：
获取N个电池的SOC值；
根据获得的N个电池的SOC值计算N个电池的SOC值的平均值。
优选地，所述方法通过以下步骤确定KSOC的取值：
当所述运行工况为大功率运行工况时，控制KSOC为第一预设系数KSOC1；
当所述运行工况为小功率运行工况时，控制KSOC为第二预设系数KSOC2；
其中，所述第一预设系数与所述第二预设系数的关系满足：KSOC1<KSOC2。
作为优选方案，所述根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，具体为：
对于第k个电池，将其对应的原始电流指令Ibatk_ref0与对应的电流指令补偿量ΔIbatk相加，并通过电流指令限幅环节，获得该电池对应的电流指令Ibatk_ref，其中1≤k≤N，电流指令限幅值为Ibat_LIM。
为了解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例提供一种储能系统的电池SOC均衡控制装置，所述装置包括第一获取模块、第一计算模块、判断模块、第二计算模块以及控制模块；其中，
所述第一获取模块用于获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
所述第一计算模块用于根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
所述判断模块用于根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
所述第二计算模块用于根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
所述控制模块用于根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
为了解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如第一方面任一项所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制方法及装置，其有益效果在于：根据每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，获取储能系统的实际运行工况，并根据实际运行工况计算出每个电池的电流指令补偿量，进行电池SOC均衡控制。本发明能够基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的SOC均衡速度，使得储能系统在小功率运行工况下加快SOC均衡速度，而在大功率运行工况下，适当降低SOC均衡速度，以优先确保总功率控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术特征，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来说，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是本发明实施例提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制方法的一个优选实施例的流程示意图；
图2是基于直流母线汇集的大容量储能系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制装置的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的、效果有更加清楚的理解，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但是不用来限制本发明的保护范围。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都应属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本文中的编号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有顺序或者技术含义，不能理解为规定或者暗示所描述的对象的重要性。
图1所示为本发明实施例提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制方法的一个优选实施例的流程示意图。
如图1所示，所述方法包括：
S10：获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
S20：根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
S30：根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
S40：根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
S50：根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
需要说明的是，本发明实施例提供的储能系统的电池SOC均衡控制方法，主要应用于基于直流母线汇集的大容量储能系统，但本发明实施例的保护范围不限于此，该储能系统的结构示意图如图2。
由图2可知，该储能系统的电池侧由N组电池单元通过独立的双向DC/DC变换器接入中间的直流母线，同时直流母线上还可直接接入直流负荷，中间的直流母线通过DC/AC变换器驱动交流负荷或接入交流电网。
其中，电池单元侧的双向DC/DC变换器拓扑包括但不限于图中所示的双向Buck/Boost拓扑。
基于直流母线汇集能量的大容量储能系统接线方式的优势在于电池单元侧的DC/DC变换器可采用模块化设计，可通过增减其数量灵活调节储能系统容量，并可通过采用冗余模块来提高系统可靠性。
具体实施时，首先获取储能系统电池单元侧的N个电池的对应的N个原始电流指令，并根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令，求得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，然后根据N个功率判断结果获取得到储能系统的实际运行工况，根据实际运行工况计算电池的电流指令补偿量，并对储能系统进行电池SOC均衡控制。
本发明实施提供的储能系统的电池SOC均衡控制方法，能够获取得到储能系统的实际运行工况，并可以根据实际运行工况计算出每个电池的电流指令补偿量，进行电池SOC均衡控制，实现基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的SOC均衡速度。
在一个优选方案中，所述根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果，具体为：
将每个电池对应的原始电流指令除以所述电流指令限幅值，获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果。
显而易见地，第k个电池单元的功率判断结果λk＝Ibatk_ref0/Ibat_LIM，其中，1≤k≤N；Ibatk_ref0为第k个电池单元的原始电流指令，由储能系统的总功率指令Pref除以N以及第k个电池的端口电压Ubatk生成，即Ibatk_ref0＝Pref÷(N×Ubatk)；Ibat_LIM为电流指令限幅值。
在一个优选方案中，所述根据所述功率判断结果获取所述储能系统的运行工况，具体包括：
当N个功率判断结果中的至少x个功率判断结果在预设时间内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；其中，1≤x≤N；
当N个功率判断结果中的y个功率判断结果在预设时间内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况；其中，1≤y≤N。
本发明实施例中将x设定为x＝1，将y设定为y＝N，将预设时间T设定为控制方法中去抖动的时间常数，优选地，T＝10min，但本发明实施例的保护范围不限于此，则有：
当N个功率判断结果中的至少1个功率判断结果在10min内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；
当N个功率判断结果中的全部功率判断结果在10min内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况。
第一预设比例λ1、第二预设比例λ2可以根据储能系统的运行需求进行设定，优选地，本发明实施例将第一预设比例λ1设定为λ1＝0.8，将第一预设比例λ2设定为λ2＝0.4，但本发明实施例的保护范围不限于此。
在一个优选方案中，所述电流指令补偿量的计算公式为：
Figure BDA0002474954500000081
其中，ΔIbatk为第k个电池的电流指令补偿量，1≤k≤N；KSOC为均衡控制比例系数，KSOC的取值根据所述运行工况获得；SOCk为第k个电池的SOC值；
Figure BDA0002474954500000082
为N个电池的SOC值的平均值；S为充放电指令，充电时S＝1，放电时S＝-1；Ubatk为第k个电池的端电压。
具体而言，在储能系统的运行工况为大功率运行工况或者小功率运行工况时，需要对每一个电池的电流指令补偿量进行计算，并进行电池的SOC均衡控制。
进行计算时，还要获取充放电指令，根据充放电状态确定S的值，并且要获取电池的SOC值。
作为上述方案的改进，所述方法还包括：
获取N个电池的SOC值；
根据获得的N个电池的SOC值计算N个电池的SOC值的平均值。
具体而言，通过传感器采集N个电池的电流和电压信息，并通过电流、电压计算获取得到每个电池的SOC值SOCk，并将N个SOC值取平均得到SOC平均值
Figure BDA0002474954500000083
即
Figure BDA0002474954500000084
在一个优选方案中，所述方法通过以下步骤确定KSOC的取值：
当所述运行工况为大功率运行工况时，控制KSOC为第一预设系数KSOC1；
当所述运行工况为小功率运行工况时，控制KSOC为第二预设系数KSOC2；
其中，所述第一预设系数与所述第二预设系数的关系满足：KSOC1<KSOC2。
需要说明的是，第一预设系数KSOC1和第二预设系数KSOC2可以根据储能系统的运行需求进行设定，优选地，本发明实施例将第一预设系数KSOC1设定为KSOC1＝0.2，将第二预设系数KSOC2设定为KSOC2＝1.0。
在一个优选方案中，所述根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，具体为：
对于第k个电池，将其对应的原始电流指令Ibatk_ref0与对应的电流指令补偿量ΔIbatk相加，并通过电流指令限幅环节，获得该电池对应的电流指令Ibatk_ref，其中1≤k≤N，电流指令限幅值为Ibat_LIM。
具体实施时，根据上述设定的：x＝1，y＝N，λ1＝0.8，λ2＝0.4，KSOC1＝0.2，KSOC2＝1.0，T＝10min，在运行控制过程中，检测到其中一个(例如第k个)DC/DC变换器的功率判断结果λ值已持续10min大于0.8，则意味着该DC/DC变换器功率已达到其最大运行功率的80％，可判定储能系统已进入大功率运行状态，此时将均衡控制比例系数KSOC从1.0减小至0.2，从而减小电流指令补偿量ΔIbatk的大小，避免因Ibatk_ref0+ΔIbatk达到电流指令限幅值Ibat_LIM而导致的系统总输出功率偏差；检测到所有DC/DC变换器的功率判断结果λ值均满足持续10min小于0.4，则意味着所有DC/DC变换器均运行在约40％最大运行功率下，可判定当前储能系统处于小功率状态，此时将均衡控制比例系数KSOC从0.2提高至1.0，增大电流指令补偿量ΔIbatk的大小，加快SOC均衡速度。
需要说明的是，由电流指令补偿量的计算公式可以推导得出：
Figure BDA0002474954500000091
那么，在储能系统充放电时，当原始电流指令与电流指令补偿量之和未达到电流指令限幅值时，储能系统实际输出有功功率P恒等于其总功率指令Pref(见下式)，即实际输出有功能够无误差地跟踪功率指令：
Figure BDA0002474954500000092
其中，Ubatk为第k个电池的电压值。
而当原始电流指令与电流指令补偿量之和达到电流指令限幅值时，例如储能系统运行于大功率放电工况下时，Ibatk_ref0数值较大，叠加电流指令补偿量ΔIbatk后，Ibatk_ref0+ΔIbatk极易达到电流指令限幅值。此时经电流指令限幅环节后，Ibat_ref≠Ibatk_ref0+ΔIbatk，上述等式不再成立，因此储能系统实际输出有功功率P不再等于其总功率指令Pref，影响总功率输出精度。
本发明实施例在储能系统运行于大功率工况时适当减小电流补偿量，能够确保储能系统总功率控制精度；在储能系统运行于小功率工况时适当提高电流补偿量，加快SOC均衡速度。
综上，本发明实施例提供的储能系统的电池SOC均衡控制方法，根据每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，获取储能系统的实际运行工况，并根据实际运行工况计算出每个电池的电流指令补偿量，进行电池SOC均衡控制。本发明能够基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的SOC均衡速度，使得储能系统在小功率运行工况下加快SOC均衡速度，而在大功率运行工况下，适当降低SOC均衡速度，以优先确保总功率控制精度。
本发明实施例提供储能系统的电池SOC均衡控制方法的有益效果在于：在实际工程中，大容量储能系统(如应用于调峰、跟踪计划曲线、备用电源等场景时)每天处于额定大功率运行的时间其实并不长，其小功率浮充、轻载或热备用的时间反而相对更长，采用本发明的方法可充分利用储能系统的“清闲时间”来快速完成其电池的SOC均衡，提高设备利用率，具有很大的实际可操作性和实用价值。
应当理解，本发明实现上述储能系统的电池SOC均衡控制方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述储能系统的电池SOC均衡控制方法的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
图3为本发明实施例提供的一种储能系统的电池SOC均衡控制装置的一个优选实施例的结构示意图。
如图3所示，所述方装置包括：第一获取模块21、第一计算模块22、判断模块23、第二计算模块24以及控制模块25；其中，
所述第一获取模块21用于获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
所述第一计算模块22用于根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
所述判断模块23用于根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
所述第二计算模块24用于根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
所述控制模块25用于根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
具体实施时，第一获取模块21首先获取储能系统电池侧的每个电池的原始电流指令，第一计算模块22根据电流指令限幅值和原始电流指令，求得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，然后判断模块23根据N个功率判断结果获取得到储能系统的实际运行工况，第二计算模块24根据实际运行工况计算电池的电流指令补偿量，控制模块25对储能系统进行电池SOC均衡控制。
本发明实施提供的储能系统的电池SOC均衡控制装置，能够获取得到储能系统的实际运行工况，并可以根据实际运行工况计算出每个电池的电流指令补偿量，进行电池SOC均衡控制，实现基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的SOC均衡速度。
在一个优选方案中，所述第一计算模块22用于根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果，具体为：
将每个电池对应的原始电流指令除以所述电流指令限幅值，获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果。
具体地，第k个电池单元的功率判断结果λk＝Ibatk_ref0/Ibatk_LIM，其中，1≤k≤N；Ibatk_ref0为第k个电池单元的原始电流指令，由储能系统的总功率指令Pref除以N以及第k个电池的端口电压Ubatk生成，即Ibatk_ref0＝Pref÷(N×Ubatk)，Ibatk_LIM为电流指令限幅值。
在一个优选方案中，所述判断模块23用于根据所述功率判断结果获取所述储能系统的运行工况，具体包括：
当N个功率判断结果中的至少x个功率判断结果在预设时间内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；其中，1≤x≤N；
当N个功率判断结果中的y个功率判断结果在预设时间内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况；其中，1≤y≤N。
本发明实施例中将x设定为x＝1，将y设定为y＝N，将预设时间T设定为控制方法中去抖动的时间常数，优选地，T＝10min，但本发明实施例的保护范围不限于此，则有：
当N个功率判断结果中的至少1个功率判断结果在10min内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；
当N个功率判断结果中的全部功率判断结果在10min内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况。
第一预设比例λ1、第二预设比例λ2可以根据储能系统的运行需求进行设定，优选地，本发明实施例将第一预设比例λ1设定为λ1＝0.8，将第一预设比例λ2设定为λ2＝0.4，但本发明实施例的保护范围不限于此。
在一个优选方案中，所述电流指令补偿量的计算公式为：
Figure BDA0002474954500000131
其中，ΔIbatk为第k个电池的电流指令补偿量，1≤k≤N；KSOC为均衡控制比例系数，KSOC的取值根据所述运行工况获得；SOCk为第k个电池的SOC值；
Figure BDA0002474954500000132
为N个电池的SOC值的平均值；S为充放电指令，充电时S＝1，放电时S＝-1；Ubatk为第k个电池的端电压。
具体地，在储能系统的运行工况为大功率运行工况或者小功率运行工况时，需要对每一个电池的电流指令补偿量进行计算，并进行电池的SOC均衡控制。
进行计算时，还要获取充放电指令，根据充放电状态确定S的值，并且要获取电池的SOC值。
作为上述方案的改进，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取N个电池的SOC值；
第三计算模块，用于根据获得的N个电池的SOC值计算N个电池的SOC值的平均值。
具体地，第二获取模块通过传感器采集各电池的电流和电压信息，并通过电流、电压计算获取得到各电池的SOC值SOCk，并将所有的SOC值取平均得到SOC平均值
Figure BDA0002474954500000133
即
Figure BDA0002474954500000134
在一个优选方案中，确定KSOC值的步骤如下：
当所述运行工况为大功率运行工况时，控制KSOC为第一预设系数KSOC1；
当所述运行工况为小功率运行工况时，控制KSOC为第二预设系数KSOC2；
其中，所述第一预设系数与所述第二预设系数的关系满足：KSOC1<KSOC2。
需要说明的是，第一预设系数KSOC1和第二预设系数KSOC2可以根据储能系统的运行需求进行设定，优选地，本发明实施例将第一预设系数KSOC1设定KSOC1＝0.2，将第二预设系数KSOC2设定KSOC2＝1.0。
在一个优选方案中，所述根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，具体为：
对于第k个电池，将其对应的原始电流指令Ibatk_ref0与对应的电流指令补偿量ΔIbatk相加，并通过电流指令限幅环节，获得该电池对应的电流指令Ibatk_ref，其中1≤k≤N，电流指令限幅值为Ibat_LIM。
本发明实施例提供的储能系统的电池SOC均衡控制装置，根据每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，获取储能系统的实际运行工况，并根据实际运行工况计算出每个电池的电流指令补偿量，进行电池SOC均衡控制。本发明能够基于实际运行工况，快速、动态地调整储能系统的SOC均衡速度，使得储能系统在小功率运行工况下加快SOC均衡速度，而在大功率运行工况下，适当降低SOC均衡速度，以优先确保总功率控制精度。
以上所述，仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干等效的明显变形和/或同等替换，这些明显变形和/或同等替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
2.根据权利要求1所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果，具体为：
将每个电池对应的原始电流指令除以所述电流指令限幅值，获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
所述每个电池对应的原始电流指令的计算公式为：
Ibatk_ref0＝Pref÷(N×Ubatk)；
其中，Ibatk_ref0为第k个电池对应的原始电流指令，1≤k≤N；Pref为储能系统的总功率指令；Ubatk为第k个电池的端电压。
3.根据权利要求2所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述根据所述功率判断结果获取所述储能系统的运行工况，具体包括：
当N个功率判断结果中的至少x个功率判断结果在预设时间内大于第一预设比值时，判定所述储能系统处于大功率运行工况；其中，1≤x≤N；
当N个功率判断结果中的y个功率判断结果在预设时间内小于第二预设比值时，判定所述储能系统处于小功率运行工况；其中，1≤y≤N。
4.根据权利要求1所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述电流指令补偿量的计算公式为：
Figure FDA0002474954490000021
其中，ΔIbatk为第k个电池的电流指令补偿量，1≤k≤N；KSOC为均衡控制比例系数，KSOC的取值根据所述运行工况获得；SOCk为第k个电池的SOC值；
Figure FDA0002474954490000022
为N个电池的SOC值的平均值；S为充放电指令，充电时S＝1，放电时S＝-1；Ubatk为第k个电池的端电压。
5.根据权利要求4所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取N个电池的SOC值；
根据获得的N个电池的SOC值计算N个电池的SOC值的平均值。
6.根据权利要求4或5所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，所述方法通过以下步骤确定KSOC的取值：
当所述运行工况为大功率运行工况时，控制KSOC为第一预设系数KSOC1；
当所述运行工况为小功率运行工况时，控制KSOC为第二预设系数KSOC2；
其中，所述第一预设系数与所述第二预设系数的关系满足：KSOC1<KSOC2。
7.根据权利要求1所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法，其特征在于，根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，具体为：
对于第k个电池，将其对应的原始电流指令Ibatk_ref0与对应的电流指令补偿量ΔIbatk相加，并通过电流指令限幅环节，获得该电池对应的电流指令Ibatk_ref，其中，1≤k≤N，电流指令限幅值为Ibat_LIM。
8.一种储能系统的电池SOC均衡控制装置，其特征在于，所述装置包括第一获取模块、第一计算模块、判断模块、第二计算模块以及控制模块；其中，
所述第一获取模块用于获取储能系统的N个电池的N个原始电流指令；其中，所述电池和所述原始电流指令一一对应，N>0；
所述第一计算模块用于根据电流指令限幅值和每个电池对应的原始电流指令获得每个电池对应连接的DC/DC变换器的功率判断结果，相应获得N个功率判断结果；
所述判断模块用于根据所述N个功率判断结果获取所述储能系统的运行工况；
所述第二计算模块用于根据所述储能系统的运行工况计算每个电池的电流指令补偿量，相应获得N个电流指令补偿量；
所述控制模块用于根据所述原始电流指令和电流指令补偿量计算电池电流指令，相应获得N个电池电流指令，并基于所述N个电池电流指令对相应的N个DC/DC变换器进行电池电流闭环控制。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至7任一项所述的储能系统的电池SOC均衡控制方法。
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