CN112467838A - 储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统 - Google Patents

储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统 Download PDF

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陈方林
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Abstract

本发明提供一种储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统，该方法包括：根据储能系统中各个电池组的SOC，确定SOC平均值；分别根据SOC平均值，确定储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令；以各个均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零；从而，通过均衡功率来设置SOC的均衡速度，并且各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零，能够实现功率均衡控制和正常功率调度解耦，功率均衡控制和运行模式解耦，从而实现整机的最大能量调度，应用模式不受限、方案简单易工程实现。

Description

储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统
技术领域
本发明属于储能调频控制技术领域，更具体的说，尤其涉及一种储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统。
背景技术
现有多机并联储能系统，其电池组有并联接入和独立接入两种方式。
其中，电池组并联接入的系统，如图1所示：该储能系统分别通过各个直流变换模块，接入DC/AC逆变器；电池组的SOC(StateofCharge，荷电状态)可由主机和其他器件同时管理，能量管理简单，但是，在该多机并联储能系统中对电池组的总容量要求较高。
另一种电池组独立接入的系统，如图2所示：每个直流变换模块均单独接一个电池组，当每个电池组的电量不一致或每个直流变换模块的功率不相等时，电池组的SOC和衰减程度会不同，进而影响系统输入输出功率；因此，电池组的SOC需要各自对应的直流变换模块单独管理，这样虽然可提高电池的冗余性和整机的运行性能，但其对应的均衡管理控制方案，都是基于下垂控制实现的，其应用模式受局限，同时算法复杂不易工程实现。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种储能系统及其能量均衡控制方法、光储一体多机并联系统，用于实现对储能系统的均衡管理控制方案，并且其应用模块不受限，算法简单易实现。
本发明第一方面公开了一种储能系统的能量均衡控制方法，所述储能系统中各个直流变换模块的第一侧分别与各自对应的电池组相连；各个所述直流变换器的第二侧并联连接，所述能量均衡控制方法包括：
根据所述储能系统中各个所述电池组的SOC，确定SOC平均值；
分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个所述直流变换模块的均衡电流指令；
以各个所述均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
可选的，根据所述储能系统中电池组的SOC，确定SOC平均值的执行者为所述储能系统中的以下任意一个：系统控制器、各个所述直流变换模块中的通信主机或任意一个。
可选的，分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令的执行者为储能系统中的各个所述直流变换模块，或者，所述储能系统中的系统控制器。
可选的，分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令，包括：
各个所述直流变换模块，分别根据所述SOC平均值和自身对应的电池组的SOC，确定自身的均衡电流指令。
可选的，各个所述直流变换模块，分别根据所述SOC平均值和自身对应的电池组的SOC，确定自身的均衡电流指令，包括：
各个所述直流变换模块，分别确定自身对应的电池组的SOC与所述SOC平均值之间的差值；
各个所述直流变换模块，分别将自身对应的所述差值与设定功率的乘积，作为自身的均衡功率；
各个所述直流变换模块，分别依据自身对应的所述均衡功率和相应的电池组电压，确定自身的均衡电流指令。
可选的，确定所述均衡电流指令所采用的公式为：
Figure BDA0002793350600000021
其中，△P为所述均衡功率；ISOC为所述均衡电流指令；Ubat为相应的电池组电压。
可选的，以各个所述均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零，包括：
各个所述直流变换模块，以自身对应的所述均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
可选的，各个所述直流变换模块，以自身对应的所述均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零，包括：
各个所述直流变换模块，分别将自身对应所述均衡电流指令叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，得到自身的总电流内环指令；
各个所述直流变换模块，分别以自身的总电流内环指令执行后续电流环控制，得到相应的脉冲调制波，再以所述脉冲调制波进行自身主电路的开关管控制，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
可选的，所述电流控制环指令为各个所述直流变换模块接收到的调度电流指令。
可选的，所述调度电流指令为所述储能系统的总调度电流指令的平均值。
本发明第二方面公开了一种储能系统，包括：多个储能单元；所述储能单元包括：至少一个电池组和直流变换模块；
所述电池组与所述直流变换模块的第一侧相连；
所述直流变换模块的第二侧并联连接；连接点作为储能系统的直流端口；
各个所述直流变换模块采用主从方式通信连接，或者通过系统控制器通信连接，以执行如本发明第一方面任一项所述的储能系统的能量均衡控制方法。
可选的，还包括至少一个DC/AC变换器；
所述DC/AC变换器的直流侧与所述直流端口相连。
可选的，在所述DC/AC变换器为多个时，各个所述DC/AC变换器的直流侧并联连接；各个所述DC/AC变换器的交流侧并联连接。
可选的，所述直流变换模块包括至少一个DC/DC变换器。
可选的，所述直流变换模块中的DC/DC变换器为多个时：
各个所述DC/DC变换器的第一侧分别作为所述直流变换模块的第一侧、连接各自对应的所述电池组；或者，各个所述DC/DC变换器的第一侧并联连接，连接点作为所述直流变换模块的第一侧、与相应的所述电池组相连；
各个所述DC/DC变换器的第二侧分别并联连接，连接点作为所述直流变换模块的第二侧。
本发明第三方面公开了一种光储一体多机并联系统，包括：至少一个光伏系统和至少一个如本发明第二方面任一项所述的储能系统；
所述光伏系统的输出端与所述储能系统的直流端口相连。
可选的，所述光伏系统包括：光伏阵列；
所述光伏阵列与所述储能系统的直流端口相连。
可选的，所述光伏系统还包括：设置于所述光伏阵列与所述直流端口之间的光伏直流变换模块。
可选的，在所述储能系统不包括DC/AC变换器时，所述光伏系统还包括至少一个所述DC/AC变换器；
所述DC/AC变换器的直流侧与所述直流端口相连。
可选的，在所述DC/AC变换器为多个时，各个所述DC/AC变换器的直流侧并联连接；各个所述DC/AC变换器的交流侧并联连接。
从上述技术方案可知，本发明提供的一种储能系统的能量均衡控制方法，该储能系统中各个直流变换模块的第一侧分别与各自对应的电池组相连；各个直流变换器的第二侧并联连接，该能量均衡控制方法包括：根据储能系统中各个电池组的SOC，确定SOC平均值；分别根据SOC平均值，确定储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令；以各个均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零；从而，通过均衡功率来设置SOC的均衡速度，并且各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零，能够实现功率均衡控制和正常功率调度解耦，功率均衡控制和运行模式解耦，从而实现整机的最大能量调度，应用模式不受限、方案简单易工程实现。
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是现有技术提供的储能系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种储能系统的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种储能系统的能量均衡控制方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的另一种储能系统的能量均衡控制方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的另一种储能系统的能量均衡控制方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的一种储能系统的能量均衡控制方法的控制流程图；
图7是本发明实施例提供的一种储能系统的能量均衡控制方法的流程图；
图8a-图8d是本发明实施例提供的一种光储一体多机并联系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供了一种储能系统的能量均衡控制方法，用于解决现有技术中对储能系统的均衡管理控制，并且其应用模块受限，算法复杂不易实现的问题。
参见图2，储能系统包括：多个储能单元，该储能单元包括电池组和直流变换模块；储能系统中各个直流变换模块的第一侧分别与各自对应的电池组相连；各个直流变换器的第二侧并联连接。
参见图3，能量均衡控制方法包括：
S101、根据储能系统中各个电池组的SOC，确定SOC平均值。
具体的，先获取储能系统中各个电池组的SOC，再将各个电池组的SOC求平均值，得到SOC平均值。
本步骤S101中所涉及的确定SOC平均值所采用的计算公式为：
Figure BDA0002793350600000061
其中，SOCave为SOC平均值；n为储能系统中电池组的总数；SOCi为第i个电池组的SOC。
需要说明的是，上述过程为确定SOC平均值的一种可行方式，仅是一种示例，其他确定SOC平均值的方式，在此不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护法范围内。
在实际应用中，本步骤S101的执行者为以下任意一个：系统控制器、各个直流变换模块中的通信主机或任意一个。具体的，在步骤S101的执行者为系统控制器时，各个电池组通过自身的BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)，与各自所连接的直流变换模块通信连接，各个直流变换模块与该系统控制器通信连接；以使该系统控制器能够获取到各个电池组的SOC。各个直流变换模块中的任意一个作为在步骤S101的执行者时，各个电池组通过自身的BMS与各自所连接的直流变换模块通信连接，作为执行者的直流变换模块分别与其他直流变换模块通信连接；以使该直流变换模块能够获取到各个电池组的SOC。例如该执行者各个直流变换模块中的通信主机，可以是个通信从机中的一个。该执行者具体为那个器件，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。需要说明的是，各个直流变换模块之间可以采用各个通信从机均与通信主机点对点通信连接，也可以全部手拉手通信连接。当然，通信方式可以是有线通信，也可以是无线通信；此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
需要说明的是，可以是多个器件均执行本步骤S101，如各个直流变换模块均执行本步骤S101，此时，各个直流变换模块可以依据自身计算得到的SOC平均值，执行后续步骤；当然也可以是仅一个器件执行本步骤S101；此时，执行本步骤S101的器件，可以将自身计算得到的SOC平均值，发送至各个直流变换模块；如系统控制器执行步骤S101，在系统控制器完成得到SOC平均值之后，将该SOC平均值，发送至各个直流变换模块。
仍值得说明的是，由于执行本步骤101的执行者可以是系统控制器，也可以是各个直流变换模块，因此，如在系统控制器还需执行除了本申请外的其他动作，且其工作比较繁琐时，若仍由该系统控制器来来执行步骤S101，则会使其工作更为繁琐，处理速度比较慢；而各个直流变换模块仅执行相应的接收和发送的动作，也相对浪费资源；因此，此时可以使本步骤S101来执行本步骤S101，以避免资源浪费，减轻系统控制器的负担；其具体分配问题，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。相应的，步骤S101的执行者，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
S102、分别根据SOC平均值，确定储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令。
需要说明的是，本步骤S102的执行者可以是系统控制器，也可以是各个直流变换模块；在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
在步骤S102的执行者为各个直流变换模块或系统控制器时，本步骤S102的具体过程，详情参见下述说明，此处不再赘述。
S103、以各个均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
现有技术中，直接将电流控制环指令生成PWM调制波来控制相应的开关管，并没有将得到的均衡电流指令进行叠加的部分，而电流控制环指令生成PWM并不能够使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
而在本实施例中，通过均衡功率来设置SOC的均衡速度，并且以SOC平均值作为确定均衡电流指令的要素，使各个均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上时，各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零，能够实现功率均衡控制和正常功率调度解耦，功率均衡控制和运行模式解耦，从而实现整机的最大能量调度，应用模式不受限、方案简单易工程实现。
下面分别对步骤S102的执行者为各个直流变换模块或系统控制器，这两种情况进行说明：
(1)步骤S102的执行者为各个直流变换模块时，步骤S102的具体过程为：各个直流变换模块，分别根据SOC平均值和自身对应的电池组的SOC，确定自身的均衡电流指令。
更为详细的是，参见图4，该各个直流变换模块确定自身的均衡电流指令的具体过程为：
S201、各个直流变换模块，分别确定自身对应的电池组的SOC与SOC平均值之间的差值。
也就是说，每个直流变换模块均确定自身对应的电池组的SOC与SOC平均值之间的差值。
具体的，各个直流变换模块，将自身对应的电池组的SOC减去该SOC平均值；在自身对应的电池组的SOC大于SOC平均值时，该差值为正值；在自身对应的电池组的SOC小于SOC平均值时，该差值为负值。
S202、各个直流变换模块，分别将自身对应的差值与设定功率的乘积，作为自身的均衡功率。
各个直流变换模块确定自身的均衡功率所采用的公式为：ΔP＝Pset*(SOCi-SOCave)；其中，△P为均衡功率；Pset为设定功率；SOCave为SOC平均值；SOCi为第i个电池组的SOC；也即SOCi-SOCave为上述步骤201中的差值。具体的，在设定功率为正值时，若在该差值为正值，则均衡功率为正值，表征其需要放电；若该差值为负值，则均衡功率为负值，表征其需要充电。当然，设定功率也可以为负值时，只要将得到的均衡功率的符号位所表征的动作反过来即可。
该设定功率的取值，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。各个直流变换模块用来确定的自身均衡功率的设定功率是相等的；由于各个的设定功率相等，各个直流变换模块之间的均衡功率矢量和为零，可实现SOC均衡控制和功率调度控制解耦。
S203、各个直流变换模块，分别依据自身对应的均衡功率和相应的电池组电压，确定自身的均衡电流指令。
在实际应用中，确定均衡电流指令所采用的公式为：
Figure BDA0002793350600000091
其中，△P为均衡功率；ISOC为均衡电流指令；Ubat为相应的电池组电压，即各个直流变换模块各自所对应的电池组的电压。
在本实施例中，通过均衡功率来设置SOC的均衡速度，将均衡功率最终转化为均衡电流指令叠加在电流控制环指令上，各个直流变换模块之间的均衡功率矢量和为零，可实现能量均衡控制和正常功率调度解耦，能量均衡控制和运行模式解耦，从而实现整机的最大能量调度。
(2)在步骤S102的执行者为系统控制器时，该系统控制器也应执行步骤S101；也即，其能够接收各个电池组的SOC。
步骤S102的具体过程可以是：系统控制器针对每个直流变换模块，分别根据SOC平均值、该直流变换模块对应电池组的SOC、电池组电压以及设定功率，得到直流变换模块的均衡电流指令。更为具体的：首先，系统控制器确定该直流变换模块对应的电池组的SOC与SOC平均值之间的差值；接着，分别将该差值与设定功率的乘积，作为该直流变换模块的均衡功率；最后，依据该直流变换模块的均衡功率和直流变换模块对应的电池组电压，确定该直流变换模块的均衡电流指令。
需要说明的是，在该系统控制器确定每个直流变换模块的均衡电流指令后，该系统控制器需要分别发送相应的均衡电流指令至各个直流变换模块，以使各个直流变换模块能够依据各自对应的均衡电流指令执行相应动作。
在上述实施例中，步骤S103的执行者可以为各个直流变换模块，也就是说，步骤S103的具体过程为：各个直流变换模块，以自身对应的均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使自身的均衡功率矢量和为零。
更为详细的，参见图5(以在图3的基础之上为例进行展示)，各个直流变换模块，以自身对应的均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零，也即步骤S103的具体过程为：
S301、各个直流变换模块，分别将自身对应均衡电流指令叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，得到自身的总电流内环指令。
也即，得到自身的总电流环指令所采用的公式为：Iref_all＝ISOC+Iref；其中，Iref_all为总电流内环指令；ISOC为均衡电流指令；Iref为电流控制环指令。
S302、各个直流变换模块，分别以自身的总电流内环指令执行后续电流环控制，得到相应的脉冲调制波，再以脉冲调制波进行自身主电路的开关管控制，以使各个直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
具体的，如图6所示，示出了一个直流变换模块的控制流程图；即采集自身对应的电池组的SOCi，并将该SOCi和SOC平均值SOCave求差，得到差值，再与设定功率的相乘得到均衡功率△P；接着，将该均衡功率△P与1/Ubat相乘得到均衡电流指令ISOC，并以该均衡电流指令ISOC与电流控制环指令Iref叠加在一起，得到总电流内环指令Iref_all，最后，将该总电流内环指令Iref_all与电流实际值Ifed叠加在一起；并进行电流环控制(如图6所示的PI)，得到相应的脉冲调制波(如图6所示PWM)，再以脉冲调制波进行自身主电路的开关管控制。其中，Imax为最大值，Imax为最小值。
如图7所示，其示出了一种主从控制模块的控制流程图，也即，该SOC平均值SOCave和电流控制环指令Iref由相应器件发送至各个直流变换模块的。需要说明的是，可以是由一个器件来分别发送SOC平均值SOCave和电流控制环指令Iref；也可以由两个器件分别执行一个发送动作，如一个器件发送SOC平均值SOCave，另一个器件发送电流控制环指令Iref。
在实际应用中，电流控制环指令为各个直流变换模块接收到的调度电流指令。调度电流指令为储能系统的总调度电流指令的平均值。也即，相应器件在发送电流控制环指令之前执行相应的求均值的动作，其具体过程在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
本发明实施例提供了一种储能系统，参见图2，包括：多个储能单元；储能单元包括：至少一个电池组和直流变换模块。
电池组与直流变换模块的第一侧相连。该直流变换模块可以仅有一个第一侧，也可以有至少两个第一侧。电池组的个数可以是至少两个，也可以是1个，在电池组的个数大于直流变换模块第一侧数量时，存在至少两个电池组与该直流变换模块的同一第一侧相连；在电池组的个数等于直流变换模块第一侧数量时，可以是直流变换模块的各个第一侧与各个电池组对应相连，在电池组的个数小于直流变换模块第一侧数量时，存在直流变换模块的至少两个第一侧与同一个电池组对应相连；电池组与直流变换模块的第一侧的具体连接关系，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
直流变换模块的第二侧并联连接，连接点作为储能系统的直流端口。
每个直流变换模块采集自身所接电池组的SOC，从而保证储能系统采用主从模式或独立模式均可使用能量均衡控制。
各个直流变换模块采用主从方式通信连接，或者通过系统控制器通信连接，以执行上述任一实施例提供的储能系统的能量均衡控制方法。
该储能系统的能量均衡控制方法的工作过程和原理，详情参见上述实施例，在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
在实际应用中，该储能系统，还包括至少一个DC/AC变换器。
DC/AC变换器的直流侧与直流端口相连。
需要说明的是，在DC/AC变换器为1个时，该DC/AC变换器的直流侧与该直流端口相连，DC/AC变换器的交流侧与电网相连；在DC/AC变换器为多个时，各个DC/AC变换器的直流侧并联连接，连接点与该直流端口相连；各个DC/AC变换器的交流侧并联连接，连接点与电网相连。
在实际应用中，直流变换模块包括至少一个DC/DC变换器。
需要说明的是，直流变换模块中的DC/DC变换器为1个时，该DC/DC变换器的一侧连接对应的电池组，该DC/DC变换器的另一侧连接直流端口；直流变换模块中的DC/DC变换器为多个时，各个DC/DC变换器的第一侧并联连接，连接点作为直流变换模块的第一侧、与相应的电池组相连，也即该直流变换模块仅有一个第一侧；或者，各个DC/DC变换器的第一侧分别作为直流变换模块的第一侧、连接各自对应的电池组，也即，该直流变换模块有多个第一侧；各个DC/DC变换器的第二侧并联连接，连接点作为所述直流变换模块的第二侧、与直流端口相连。
储能系统中DC/DC变换器的总数或直流换模块中DC/DC变换器个数，与DC/AC变换器的个数，在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。
本发明实施例提供了一种光储一体多机并联系统，参见图8a-图8d，包括：至少一个光伏系统和至少一个上述任一实施例提供的储能系统；该储能系统的具体结构及工作原理，详情参见上述实施例，在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
光伏系统的输出端与储能系统的直流端口相连。
如图8b所示，该光伏系统包括：光伏阵列。
光伏阵列的输出端作为光伏系统的输出端、与储能系统的直流端口相连。
如图8a所示，在图8b的基础之上，光伏系统还包括：设置于所述光伏阵列与所述直流端口之间的光伏直流变换模块。也即，光伏阵列与光伏直流变换模块的一侧相连；光伏直流变换模块的另一侧作为光伏系统的输出端、与储能系统的直流端口相连。
图8a和图8b以储能系统内设置有DC/AC变换器为例进行展示，储能系统内未设置有DC/AC变换器时，与图8a和图8b所示结构相似，在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
如图8c和图8d所示，若储能系统不包括DC/AC变换器时，则光伏系统还包括：至少一个DC/AC变换器。
DC/AC变换器的直流侧与直流端口相连。
在DC/AC变换器为1个时，该DC/AC变换器的直流侧与该直流端口相连，DC/AC变换器的交流侧与电网相连；在DC/AC变换器为多个时，各个DC/AC变换器的直流侧并联连接，连接点与该直流端口相连；各个DC/AC变换器的交流侧并联连接，连接点与电网相连。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种储能系统的能量均衡控制方法，所述储能系统中各个直流变换模块的第一侧分别与各自对应的电池组相连；各个所述直流变换器的第二侧并联连接，其特征在于，所述能量均衡控制方法包括：
根据所述储能系统中各个所述电池组的SOC，确定SOC平均值；
分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个所述直流变换模块的均衡电流指令；
以各个所述均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
2.根据权利要求1所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，根据所述储能系统中电池组的SOC，确定SOC平均值的执行者为所述储能系统中的以下任意一个：系统控制器、各个所述直流变换模块中的通信主机或任意一个。
3.根据权利要求1所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令的执行者为储能系统中的各个所述直流变换模块，或者，所述储能系统中的系统控制器。
4.根据权利要求3所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，分别根据所述SOC平均值，确定所述储能系统中每个直流变换模块的均衡电流指令，包括：
各个所述直流变换模块，分别根据所述SOC平均值和自身对应的电池组的SOC，确定自身的均衡电流指令。
5.根据权利要求4所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，各个所述直流变换模块，分别根据所述SOC平均值和自身对应的电池组的SOC，确定自身的均衡电流指令，包括：
各个所述直流变换模块，分别确定自身对应的电池组的SOC与所述SOC平均值之间的差值；
各个所述直流变换模块，分别将自身对应的所述差值与设定功率的乘积，作为自身的均衡功率；
各个所述直流变换模块，分别依据自身对应的所述均衡功率和相应的电池组电压，确定自身的均衡电流指令。
6.根据权利要求5所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，
确定所述均衡电流指令所采用的公式为：
Figure FDA0002793350590000021
其中，△P为所述均衡功率；ISOC为所述均衡电流指令；Ubat为相应的电池组电压。
7.根据权利要求1所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，以各个所述均衡电流指令分别叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零，包括：
各个所述直流变换模块，以自身对应的所述均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
8.根据权利要求7所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，各个所述直流变换模块，以自身对应的所述均衡电流指令分别叠加至自身对应的电流控制环指令上，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零，包括：
各个所述直流变换模块，分别将自身对应所述均衡电流指令叠加至各自对应直流变换模块的电流控制环指令上，得到自身的总电流内环指令；
各个所述直流变换模块，分别以自身的总电流内环指令执行后续电流环控制，得到相应的脉冲调制波，再以所述脉冲调制波进行自身主电路的开关管控制，以使各个所述直流变换模块的均衡功率矢量和为零。
9.根据权利要求8所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，所述电流控制环指令为各个所述直流变换模块接收到的调度电流指令。
10.根据权利要求9所述的储能系统的能量均衡控制方法，其特征在于，所述调度电流指令为所述储能系统的总调度电流指令的平均值。
11.一种储能系统，其特征在于，包括：多个储能单元；所述储能单元包括：至少一个电池组和直流变换模块；
所述电池组与所述直流变换模块的第一侧相连；
所述直流变换模块的第二侧并联连接；连接点作为储能系统的直流端口；
各个所述直流变换模块采用主从方式通信连接，或者通过系统控制器通信连接，以执行如权利要求1-10任一项所述的储能系统的能量均衡控制方法。
12.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，还包括至少一个DC/AC变换器；
所述DC/AC变换器的直流侧与所述直流端口相连。
13.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，在所述DC/AC变换器为多个时，各个所述DC/AC变换器的直流侧并联连接；各个所述DC/AC变换器的交流侧并联连接。
14.根据权利要求11-13任一项所述的储能系统，其特征在于，所述直流变换模块包括至少一个DC/DC变换器。
15.根据权利要求14所述的储能系统，其特征在于，所述直流变换模块中的DC/DC变换器为多个时：
各个所述DC/DC变换器的第一侧分别作为所述直流变换模块的第一侧、连接各自对应的所述电池组；或者，各个所述DC/DC变换器的第一侧并联连接，连接点作为所述直流变换模块的第一侧、与相应的所述电池组相连；
各个所述DC/DC变换器的第二侧分别并联连接，连接点作为所述直流变换模块的第二侧。
16.一种光储一体多机并联系统，其特征在于，包括：至少一个光伏系统和至少一个如权利要求11-15任一项所述的储能系统；
所述光伏系统的输出端与所述储能系统的直流端口相连。
17.根据权利要求16所述的光储一体多机并联系统，其特征在于，所述光伏系统包括：光伏阵列；
所述光伏阵列与所述储能系统的直流端口相连。
18.根据权利要求17所述的光储一体多机并联系统，其特征在于，所述光伏系统还包括：设置于所述光伏阵列与所述直流端口之间的光伏直流变换模块。
19.根据权利要求17或18所述的光储一体多机并联系统，其特征在于，在所述储能系统不包括DC/AC变换器时，所述光伏系统还包括至少一个所述DC/AC变换器；
所述DC/AC变换器的直流侧与所述直流端口相连。
20.根据权利要求19所述的光储一体多机并联系统，其特征在于，在所述DC/AC变换器为多个时，各个所述DC/AC变换器的直流侧并联连接；各个所述DC/AC变换器的交流侧并联连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285111A (zh) * 2021-11-19 2022-04-05 煤炭科学技术研究院有限公司 电源系统的控制方法、装置及电子设备
CN114552663A (zh) * 2022-04-24 2022-05-27 深圳市首航新能源股份有限公司 一种并联光储系统及其控制方法、光储主机及从机
CN116896137A (zh) * 2023-09-08 2023-10-17 北京和瑞储能科技有限公司 一种用于液流电池的可复用电源系统及其控制方法
WO2024040584A1 (zh) * 2022-08-26 2024-02-29 宁德时代未来能源(上海)研究院有限公司 接入控制方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986219A (zh) * 2014-06-04 2014-08-13 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种基于两级式拓扑储能型变流器的电池soc均衡控制方法
CN206323146U (zh) * 2016-12-08 2017-07-11 珠海清英加德智能装备有限公司 一种电池储能系统
WO2019042413A1 (zh) * 2017-08-31 2019-03-07 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN111244931A (zh) * 2020-01-18 2020-06-05 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种多储能模块并联运行的soc自均衡控制方法
CN111313527A (zh) * 2020-02-27 2020-06-19 新疆中兴能源有限公司 一种直流微电网系统功率均衡控制的方法
CN111585333A (zh) * 2020-06-15 2020-08-25 阳光电源股份有限公司 一种能量控制方法和储能系统
CN111654072A (zh) * 2020-04-30 2020-09-11 南方电网科学研究院有限责任公司 一种储能系统的电池soc均衡控制方法及装置
CN111817327A (zh) * 2020-07-10 2020-10-23 中南大学 一种h桥级联型并网储能系统soc均衡控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986219A (zh) * 2014-06-04 2014-08-13 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种基于两级式拓扑储能型变流器的电池soc均衡控制方法
CN206323146U (zh) * 2016-12-08 2017-07-11 珠海清英加德智能装备有限公司 一种电池储能系统
WO2019042413A1 (zh) * 2017-08-31 2019-03-07 比亚迪股份有限公司 电池均衡方法、系统、车辆、存储介质及电子设备
CN111244931A (zh) * 2020-01-18 2020-06-05 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种多储能模块并联运行的soc自均衡控制方法
CN111313527A (zh) * 2020-02-27 2020-06-19 新疆中兴能源有限公司 一种直流微电网系统功率均衡控制的方法
CN111654072A (zh) * 2020-04-30 2020-09-11 南方电网科学研究院有限责任公司 一种储能系统的电池soc均衡控制方法及装置
CN111585333A (zh) * 2020-06-15 2020-08-25 阳光电源股份有限公司 一种能量控制方法和储能系统
CN111817327A (zh) * 2020-07-10 2020-10-23 中南大学 一种h桥级联型并网储能系统soc均衡控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285111A (zh) * 2021-11-19 2022-04-05 煤炭科学技术研究院有限公司 电源系统的控制方法、装置及电子设备
CN114552663A (zh) * 2022-04-24 2022-05-27 深圳市首航新能源股份有限公司 一种并联光储系统及其控制方法、光储主机及从机
WO2024040584A1 (zh) * 2022-08-26 2024-02-29 宁德时代未来能源(上海)研究院有限公司 接入控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN116896137A (zh) * 2023-09-08 2023-10-17 北京和瑞储能科技有限公司 一种用于液流电池的可复用电源系统及其控制方法

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