CN113489159B - 电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质，适用于电力系统技术领域。其中，电池储能系统包括储能电路，储能电路用于与外接电源连接，储能电路包括相互并联的初始储能相以及冗余储能相，其中，初始储能相以及冗余储能相均包括相互串联的多个储能单元；储能电路，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路，还用于在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；储能电路，还用于在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。该电池储能系统能够解决可靠性低和适应性差的问题。

Description

电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电池储能系统、电池储能系统的控制方法和存储介质。
背景技术
随着电力系统的发展，模块化多电平电池储能系统的发展越来越成熟。模块化多电平电池储能系统中包括多个子模块，各子模块集成了电力电子器件、电容、电池组等多种元件。由于各元件比较精细，且属于易耗品，因此，导致模块化多电平电池储能系统容易发生故障。模块化多电平电池储能系统发生故障会严重影响正常生产过程。因此，提升模块化多电平电池储能系统的容错能力可以显著增强模块化多电平电池储能系统的可靠性，保证模块化多电平电池储能系统的不间断运行，对于电力安全和减少经济损失具有一定的现实意义。
传统方法中，通常对模块化多电平电池储能系统找中的子模块进行冗余配置，当其中一个或者多个子模块出现故障时，将出现故障的子模块切除，利用冗余的子模块继续完成正常的工作。
然而，上述传统方法中，由于控制模型与正在工作的子模块的数量以及各子模块的排列关系相匹配。因此，当子模块出现故障之后，模块化多电平电池储能系统需要根据当前正在工作的子模块的数量以及子模块的排列关系重新调整控制模型，从而可能发生控制模型与正在工作的子模块的数量以及各子模块的排列关系不匹配的情况，从而导致模块化多电平电池储能系统不能正常工作。因此传统方法中的模块化多电平电池储能系统存在控制策略复杂，可靠性低和适应性差的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质，能够解决传统方法中的模块化多电平电池储能系统存在的控制策略复杂，可靠性低和适应性差的问题。
第一方面，提供了一种电池储能系统，电池储能系统包括储能电路，储能电路用于与外接电源连接，储能电路包括相互并联的初始储能相以及冗余储能相，其中，初始储能相以及冗余储能相均包括相互串联的多个储能单元；储能电路，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路，还用于在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；储能电路，还用于在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
在其中一个实施例中，储能电路包括m个初始储能相以及p个冗余储能相，m为大于1的正整数；其中，p个冗余储能相中的n个冗余储能相，用于在m个初始储能相中的n个初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通n个冗余储能相与外接电源连接的通路。
在其中一个实施例中，储能电路包括3个初始储能相，其中，各初始储能相均包括相互串联的初始上桥臂和初始下桥臂，初始上桥臂和初始下桥臂均包括相互串联的多个储能单元以及电感；各初始储能相中的初始上桥臂与初始下桥臂的连接点与交流电网的一相相连。
在其中一个实施例中，冗余储能相包括相互串联的冗余上桥臂和冗余下桥臂，冗余上桥臂和冗余下桥臂均包括相互串联的多个储能单元以及电感，储能电路还包括开关电路；冗余上桥臂和冗余下桥臂的连接点与开关电路的一端连接，开关电路的另一端分别与各初始储能相中的初始上桥臂和初始下桥臂的连接点相连；开关电路，用于在冗余储能相导通冗余储能相与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与处于故障的储能单元所在的初始储能相之间的通路。
在其中一个实施例中，储能单元包括储能电池、直流支撑电容、第一开关以及第二开关，其中：第一开关的第一端与储能单元的输入端连接，第一开关的第二端与储能电池的第一端以及直流支撑电容的第二端分别连接；第二开关的第一端与储能单元的输入端连接，第二开关的第二端与储能电池的第二端、直流支撑电容的第二端以及储能单元的输出端分别连接。
在其中一个实施例中，电池储能系统还包括控制电路，控制电路与储能电路中的各储能单元连接；控制电路，用于检测初始储能相中各储能单元的工作状态，并在初始储能相中的各储能单元均处于正常状态的情况下，控制初始储能相中的各储能单元中的第一开关导通，在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，控制初始储能相中的各储能单元中的第二开关导通；控制电路，还用于在控制初始储能相中的各储能单元中的第二开关导通的情况下，控制冗余储能相中的各储能单元中的第一开关导通。
第二方面，提供了一种电池储能系统控制方法，用于上述电池储能系统中，方法包括：在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
第三方面，提供了一种电池储能系统控制装置，装置包括：
第一导通模块，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路；
断开模块，用于在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；
第二导通模块，用于在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
第四方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第二方面任一的方法。
第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面任一的方法。
上述电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质，电池储能系统包括储能电路，储能电路用于与外接电源连接，储能电路包括相互并联的初始储能相以及冗余储能相，其中，初始储能相以及冗余储能相均包括相互串联的多个储能单元。储能电路，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路，还用于在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路。储能电路，还用于在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。由此可知，当初始储能相中的储能单元发生故障的情况下，储能电路可以断开故障的储能单元所在的初始储能相与外接电源的连接，并导通冗余储能相与外接电源的连接。从而，使得在储能单元故障后，电池储能系统容量不受影响，原有正常运行时的控制策略和调制策略不需要变化。此外，利用冗余储能相代替发生故障的储能单元所在的初始储能相完成正常工作的操作简单且速度快，可实现电池储能系统不停机无缝切换。因此，解决了传统方法中的模块化多电平电池储能系统存在的控制策略复杂，可靠性低和适应性差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，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为一个实施例中电池储能系统的结构示意图；
图2为另一个实施例中电池储能系统的结构示意图；
图3为另一个实施例中电池储能系统的结构示意图；
图4为一个实施例中储能单元内部的结构示意图；
图5为另一个实施例中电池储能系统的结构示意图；
图6为一个实施例中电池储能系统控制方法的流程示意图；
图7为一个实施例中电池储能系统控制装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备为服务器时的内部结构图；
图9为一个实施例中计算机设备为终端时的内部结构图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
请参见图1，本申请一个实施例提供一种电池储能系统10，该电池储能系统10包括储能电路100，储能电路100用于与外接电源连接，储能电路100包括相互并联的初始储能相110以及冗余储能相120，其中，初始储能相110以及冗余储能相120均包括相互串联的多个储能单元113；
其中，外接电源可以是直流电源也可以是交流电源，本申请实施例对外接电源不做具体限定。
储能电路100，用于在初始储能相110包含的各储能单元113均处于正常状态的情况下，导通初始储能相110与外接电源连接的通路，还用于在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，断开初始储能相110与外接电源连接的通路。
具体地，在初始储能相110包含的各储能单元113均处于正常工作状态的情况下，说明初始储能相110未发生异常，可以完成储能工作。因此，储能电路100可以导通初始储能相110与外接电源连接的通路，且断开冗余储能相120与外接电源连接的通路，利用储能电路100中的初始储能相110完成储能工作。
可选的，在初始储能相110包含的各储能单元113均处于正常工作状态的情况下，说明初始储能相110未发生异常，可以为用电器供电。因此，储能电路100可以导通初始储能相110与用电器连接的通路，且断开冗余储能相120与用电器连接的通路，利用储能电路100中的初始储能相110为用电器供电。
具体地，在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，为了避免因为一个储能单元113处于故障而影响了整个电池储能系统10的正常工作。储能电路100需要控制该处于故障状态的储能单元113所在的初始储能相110断开与外接电源的通路。
可选的，在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，为了避免因为一个储能单元113处于故障而影响了这个电池储能系统10的正常工作。储能电路100需要控制该处于故障状态的储能单元113所在的初始储能相110断开与用电器的通路。
其中，处于故障的储能单元113可以为一个，也可以为多个。此外，处于故障的储能单元113可以在同一个初始储能相110中，也可以在不同的初始储能相110中。
需要说明的是，当处于故障的储能单元113在同一个初始储能相110的情况下，则储能电路100需要控制该处于故障状态的储能单元113所在的初始储能相110断开与用电器的通路。
当处于故障的储能单元113在不同的初始储能相110的情况下，则储能电路100需要控制该处于故障状态的储能单元113所在的多个初始储能相110断开与用电器的通路。
储能电路100，还用于在初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相120与外接电源连接的通路。
具体地，在初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，为了保证电池储能系统10的正常工作，储能电路100可以导通冗余储能相120与外接电源连接的通路。
可选的，当电池储能系统10处于为用电器供电的状态时，在初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，为了保证电池储能系统10的正常工作，储能电路100可以导通冗余储能相120与用电器连接的通路。
需要说明的是，当只有一个初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，储能电路100可以导通一个冗余储能相120与用电器连接的通路。
当有多个初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，储能电路100可以导通多个冗余储能相120与用电器连接的通路。
在本申请实施例中，电池储能系统10包括储能电路100，储能电路100用于与外接电源连接，储能电路100包括相互并联的初始储能相110以及冗余储能相120，其中，初始储能相110以及冗余储能相120均包括相互串联的多个储能单元113。储能电路100，用于在初始储能相110包含的各储能单元113均处于正常状态的情况下，导通初始储能相110与外接电源连接的通路，还用于在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，断开初始储能相110与外接电源连接的通路。储能电路100，还用于在初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相120与外接电源连接的通路。由此可知，当初始储能相110中的储能单元113发生故障的情况下，储能电路100可以断开故障的储能单元113所在的初始储能相110与外接电源的连接，并导通冗余储能相120与外接电源的连接。从而，使得在储能单元113故障后，电池储能系统10容量不受影响，原有正常运行时的控制策略和调制策略不需要变化。此外，利用冗余储能相120代替发生故障的储能单元113所在的初始储能相110完成正常工作的操作简单且速度快，不需要对控制策略进行修改，可实现电池储能系统10不停机无缝切换。因此，解决了传统方法中的模块化多电平电池储能系统10存在的控制策略复杂，可靠性低和适应性差的问题。
在本申请一个可选的实现方式中，储能电路100包括m个初始储能相110以及p个冗余储能相120，m为大于1的正整数；
其中，p个冗余储能相120中的n个冗余储能相120，用于在m个初始储能相110中的n个初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，导通n个冗余储能相120与外接电源连接的通路。
具体地，在本申请实施例中，储能电路100包括m个初始储能相110以及p个冗余储能相120，m为大于1的正整数。其中，m个初始储能相110和p个冗余储能相120相互并联连接。
可选的，m可以为2，m也可以为3。本申请实施例对m的数值不做具体限定。
具体地，当m个初始储能相110中的n个初始储能相110中的每个初始储能相110中的至少一个储能单元113发生故障的情况下，储能电路100断开n个初始储能相110与外接电路的通路，并导通n个冗余储能相120与外接电源连接的通路。
示例性的，假设储能电路100包括3个初始储能相110，分别为A相、B相以及C相。此外，储能电路100还包括3个冗余储能相120。当3个初始储能相110中的A相和B相中至少一个储能单元113发生故障的情况下，储能断开A相和B相与外接电路的通路，并导通2个冗余储能相120与外接电源连接的通路。
在本申请实施例中，储能电路100包括m个初始储能相110以及p个冗余储能相120，m为大于1的正整数；其中，p个冗余储能相120中的n个冗余储能相120，用于在m个初始储能相110中的n个初始储能相110断开与外接电源连接的通路的情况下，导通n个冗余储能相120与外接电源连接的通路。从而可以保证当储能电路100中多个初始储能相110同时发生故障的情况下，可以利用多个冗余储能相120代替多个初始储能相110接入外接电路中，从而保证电池储能系统10的正常工作。
请参见图2，在本申请一个可选的实现方式中，储能电路100包括3个初始储能相110，其中，各初始储能相110均包括相互串联的初始上桥臂111和初始下桥臂112，初始上桥臂111和初始下桥臂112均包括相互串联的多个储能单元113以及电感114。
各初始储能相110中的初始上桥臂111与初始下桥臂112的连接点与交流电网的一相相连。
其中，初始上桥臂111和初始下桥臂112包括的储能单元113的数量可以相同也可以不相同，此外，初始上桥臂111和初始下桥臂112包括的储能单元113的数量可以是20个，也可以是15个，本申请实施例对初始上桥臂111和初始下桥臂112包括的储能单元113的数量不做具体限定。
其中，初始上桥臂111的上端与外接电源的正极相连，初始上桥臂111的下端与初始下桥臂112的上端相连。初始下桥臂112的上端与初始上桥臂111的下端相连，初始下桥臂112的下端与外接电源的负极相连。
具体地，初始上桥臂111包含多个储能单元113和一个电感114。储能单元113具有正端和负端两个端子。第一个储能单元113的正端引出作为初始上桥臂111的上端，第一个储能单元113的负端与第二个储能单元113的正端相连，第二个储能单元113的负端与第三个储能单元113的正端相连，依此类推。最后一个储能单元113的负端与电感114的一端相连，电感114的另一端引出作为初始上桥臂111的下端。
初始下桥臂112包含多个储能单元113和一个电感114。储能单元113具有正端和负端两个端子。电感114的一端引出作为下桥臂的上端，电感114的另一端与第一个储能单元113的正端相连，第一个储能单元113的负端与第二个储能单元113的正端相连，第二个储能单元113的负端与第三个储能单元113的正端相连，依此类推。最后一个储能单元113的负端引出作为初始下桥臂112的下端。
其中，储能单元113用于存储电能，电感114用于缓冲和限制环流，同时也起滤波作用。
具体地，初始储能相110的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点再与一个交流电感114的一端相连，交流电感114的另一端连接至交流电网。
可选的，一个初始储能相对应一个冗余储能相。示例性的，假设储能电路100包括3个初始储能相110，分别为A相初始储能相110、B相初始储能相110以及C相初始储能相110。可选的，A相初始储能相110可以与第一冗余储能相同时连接到交流电，表征第一冗余储能相为A相初始储能相110的备用储能相；B相初始储能相110可以与第二冗余储能相同时连接到交流电，表征第二冗余储能相为B相初始储能相110的备用储能相；C相初始储能相110可以与第三冗余储能相同时连接到交流电，表征第三冗余储能相为C相初始储能相110的备用储能相。
在本申请实施例中，储能电路100包括3个初始储能相110，其中，各初始储能相110均包括相互串联的初始上桥臂111和初始下桥臂112，初始上桥臂111和初始下桥臂112均包括相互串联的多个储能单元113以及电感114；各初始储能相110中的初始上桥臂111与初始下桥臂112的连接点与交流电网的一相相连。从而形成直流端、交流端和储能端的三端口功率变换系统。
请参见图3，在本申请一个可选的实现方式中，冗余储能相120包括相互串联的冗余上桥臂121和冗余上桥臂122，冗余上桥臂121和冗余上桥臂122均包括相互串联的多个储能单元113以及电感114，储能电路100还包括开关电路130；
冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点与开关电路130的一端连接，开关电路130的另一端分别与各初始储能相110中的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点相连；
开关电路130，用于在冗余储能相120导通冗余储能相120与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相120与处于故障的储能单元113所在的初始储能相110之间的通路。
其中，冗余上桥臂121和冗余上桥臂122包括的储能单元113的数量可以相同也可以不相同，此外，冗余上桥臂121和冗余上桥臂122包括的储能单元113的数量可以是20个，也可以是15个，本申请实施例对冗余上桥臂121和冗余上桥臂122包括的储能单元113的数量不做具体限定。
需要说明的是，为了使得冗余储能相120与初始储能相110相同，从而保证冗余储能相120可以代替初始储能相110导通与外接电路的通路完成储能工作。因此，冗余上桥臂121与初始上桥臂111包括的储能单元113的数量相同，且，冗余上桥臂122与初始下桥臂112包括的储能单元113的数量相同。
其中，冗余上桥臂121的上端与外接电源的正极相连，冗余上桥臂121的下端与冗余上桥臂122的上端相连。冗余上桥臂122的上端与冗余上桥臂121的下端相连，冗余上桥臂122的下端与外接电源的负极相连。
具体地，冗余上桥臂121包含多个储能单元113和一个电感114。储能单元113具有正端和负端两个端子。第一个储能单元113的正端引出作为冗余上桥臂121的上端，第一个储能单元113的负端与第二个储能单元113的正端相连，第二个储能单元113的负端与第三个储能单元113的正端相连，依此类推。最后一个储能单元113的负端与电感114的一端相连，电感114的另一端引出作为冗余上桥臂121的下端。
冗余上桥臂122包含多个储能单元113和一个电感114。储能单元113具有正端和负端两个端子。电感114的一端引出作为下桥臂的上端，电感114的另一端与第一个储能单元113的正端相连，第一个储能单元113的负端与第二个储能单元113的正端相连，第二个储能单元113的负端与第三个储能单元113的正端相连，依此类推。最后一个储能单元113的负端引出作为冗余上桥臂122的下端。
其中，储能单元113用于存储电能，电感114用于缓冲和限制环流，同时也起滤波作用。
具体地，开关电路130中可以包括与冗余储能相120数量相同的双向开关，各双向开关的一端与冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点相连，各双向开关的另一端分别与多个初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点中的一个相连。其中，双向开关采用IGBT共E极反串联的形式。
在具体使用过程中，在冗余储能相120导通冗余储能相120与外接电源连接的通路的情况下，开关电路130导通冗余储能相120与处于故障的储能单元113所在的初始储能相110之间的通路。
示例性的，储能电路100包括3个初始储能相110，分别为A相、B相以及C相,储能电路100还包括3个冗余储能相120，分别为1相、2相以及3相，因此，开关电路130中可以包括3双向开关，分别为双向开关a，双向开关b以及双向开关c。其中，双向开关a的一端可以与1相中的冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点相连，双向开关a的另一端可以与A相中的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点相连；双向开关b的一端可以与2相中的冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点相连，双向开关b的另一端可以与B相中的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点相连；双向开关c的一端可以与3相中的冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点相连，双向开关c的另一端可以与C相中的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点相连。
需要说明的是，上述实施例只是对双向开关与初始储能相110以及冗余储能相120之间的连接关系进行了举例介绍，并不做具体限定。
其中，3个冗余储能相120与3个初始储能相110直接没有对应关系，3个冗余储能相120均可以作为3个初始储能相110的备用储能相。
假设初始储能相110中的A相发生故障，冗余储能相120中的1相导通了冗余储能相120中的1相与外接电源连接的通路，即闭合图3中冗余储能相120中的1相与初始储能相110中的A相之间的开关Sa。那么开关电路130可以闭合双向开关a，从而导通冗余储能相120中的1相与初始储能相110中的A相之间的通路，实现将发生故障的初始储能相110中的A相切除，利用冗余储能相120中的1相代替初始储能相110中的A相完成正常工作，从而可以保证电池储能系统10的正常工作。
同样的，假设初始储能相110中的A相发生故障，冗余储能相120中的2相也可以导通了冗余储能相120中的2相与外接电源连接的通路。即闭合图3中冗余储能相120中的2相与初始储能相110中的A相之间的开关Sa。
假设初始储能相110中的A相发生故障，冗余储能相120中的3相也可以导通了冗余储能相120中的3相与外接电源连接的通路。即闭合图3中冗余储能相120中的3相与初始储能相110中的A相之间的开关Sa。
在本申请实施例中，冗余储能相120包括相互串联的冗余上桥臂121和冗余上桥臂122，冗余上桥臂121和冗余上桥臂122均包括相互串联的多个储能单元113以及电感114，储能电路100还包括开关电路130；冗余上桥臂121和冗余上桥臂122的连接点与开关电路130的一端连接，开关电路130的另一端分别与各初始储能相110中的初始上桥臂111和初始下桥臂112的连接点相连；开关电路130，用于在冗余储能相120导通冗余储能相120与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相120与处于故障的储能单元113所在的初始储能相110之间的通路。从而可以保证在初始储能相110发生故障的情况下，通过导通处于故障的储能单元113所在的初始储能相110之间的通路，使得实现将发生故障的初始储能相110切除，利用冗余储能相120代替初始储能相110完成正常工作，从而可以保证电池储能系统10的正常工作。
请参见图4，在本申请一个可选的实现方式中，所述储能单元113包括储能电池1131、直流支撑电容1132、第一开关1133以及第一开关1134，其中：
所述第一开关1133的第一端与所述储能单元113的输入端连接，所述第一开关1133的第二端与所述储能电池1131的第一端以及所述直流支撑电容1132的第二端分别连接。
所述第一开关1134的第一端与所述储能单元113的输入端连接，所述第一开关1134的第二端与所述储能电池1131的第二端、所述直流支撑电容1132的第二端以及所述储能单元113的输出端分别连接。
可选的，储能单元113可以为半桥储能单元，还可以为其他结构，第一开关1133可以为功率开关管，还可以为其他开关组件，第一开关1134可以为功率开关管，还可以为其他开关组件。
示例性的，当储能单元113可以为半桥储能单元，且，第一开关1133可以为功率开关管T1，第一开关1134可以为功率开关管T2时。储能单元113包括储能电池1131、直流支撑电容1132以及两个功率开关器件，功率开关器件T1的源极与T2的漏极连接，T1的漏极、电容正极以及电池的正极相连，T2的源极、电容的负极以及电池的负极相连，功率开关管T1和功率开关管T2的中间连接处引出端作为储能单元的输出正端，T2的源极引出作为储能单元的输出负端。
在本申请实施例中，所述储能单元113包括储能电池1131、直流支撑电容1132、第一开关1133以及第一开关1134，其中：所述第一开关1133的第一端与所述储能单元113的输入端连接，所述第一开关1133的第二端与所述储能电池1131的第一端以及所述直流支撑电容1132的第二端分别连接；所述第一开关1134的第一端与所述储能单元113的输入端连接，所述第一开关1134的第二端与所述储能电池1131的第二端、所述直流支撑电容1132的第二端以及所述储能单元113的输出端分别连接。上述储能单元113的结构便于实现储能单元113快速投入正常使用状态，也便于快速将储能单元113从正常工作电路中切除。
请参见图5，在本申请一个可选的实现方式中，电池储能系统10还包括控制电路140，控制电路140与储能电路100中的各储能单元113连接；
控制电路140，用于检测初始储能相110中各储能单元113的工作状态，并在初始储能相110中的各储能单元113均处于正常状态的情况下，控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1133导通，在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通。
具体地，初始储能相110中各储能单元113中包括驱动保护电路，在驱动保护电路未检测到功率短路过流的情况下，不会向控制电路140发送故障信号。在未接收到初始储能相110中各储能单元113发送的故障信号的情况下，控制电路140确定初始储能相110中的各储能单元113均处于正常状态，控制电路140控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1133导通，使得初始储能相110中的各储能单元113投入正常工作状态。
初始储能相110中各储能单元113中包括塑料光纤收发端口，在初始储能相110中各储能单元113中的驱动保护电路检测到功率短路过流的情况下，初始储能相110中各储能单元113通过塑料光纤收发端口向控制电路140发送故障信息，其中，故障信号中包括塑料光纤收发端口的标识信息。控制电路140根据故障信号中包括的塑料光纤收发端口的标识信息，判断发生故障的储能单元113所属的初始储能相110。假设此时控制电路140处于第k个控制周期；
在控制电路140的第k个的控制周期内，控制电路140通过速率光纤向发生故障的储能单元113所属的初始储能相110的初始上桥臂111和初始下所有储能单元113发出故障闭锁信号，发生故障的储能单元113所属的初始储能相110中的各储能单元113在收到故障闭锁信号后，立即控制发生故障的储能单元113所属的初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通，使得发生故障的储能单元113所属的初始储能相110退出运行；
控制电路140，还用于在控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通的情况下，控制冗余储能相120中的各储能单元113中的第一开关1133导通。
具体地，在控制发生故障的储能单元113所属的初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通的情况下，为了保证电池储能系统10的正常工作，控制电路140还需要控制冗余储能相120中的各储能单元113中的第一开关1133导通。
此外，控制电路140还需要导通冗余储能相120与发生故障的储能单元113所属的初始储能相110之间的开关电路130。从而冗余储能相120作为新的初始储能相110，采用原有控制策略继续运行，保证电池储能系统10的正常工作。
在本申请实施例中，电池储能系统10还包括控制电路140，控制电路140与储能电路100中的各储能单元113连接；控制电路140，用于检测初始储能相110中各储能单元113的工作状态，并在初始储能相110中的各储能单元113均处于正常状态的情况下，控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1133导通，在初始储能相110包含的任一储能单元113处于故障状态的情况下，控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通。控制电路140，还用于在控制初始储能相110中的各储能单元113中的第一开关1134导通的情况下，控制冗余储能相120中的各储能单元113中的第一开关1133导通。从而使得发生故障的储能单元113所属的初始储能相110退出运行，避免因为储能单元113发生故障，影响了电池储能系统10的正常工作。此外，还可以利用冗余储能相120作为新的初始储能相110，采用原有控制策略继续运行，保证电池储能系统10的正常工作。
请参见图6，本申请一个实施例提供一种电池储能系统控制方法，用于上述电池储能系统中，方法包括：
步骤601，在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路。
步骤602，在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路。
步骤603，在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
本申请实施例提供的电池储能系统控制方法应用于上述实施例提供的电池储能系统，因此，该电池储能系统控制方法具有电池储能系统的所有有益效果，在此不再赘述。
应该理解的是，虽然图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本申请一个实施例中，如图7所示，提供了一种电池储能系统控制装置700，包括：第一导通模块710、断开模块720和第二导通模块730，其中：
第一导通模块710，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路；
断开模块720，用于在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；
第二导通模块730，用于在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
关于电池储能系统控制装置的具体限定可以参见上文中对于电池储能系统控制方法的限定，在此不再赘述。上述电池储能系统控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在本申请一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，当计算机设备为服务器时，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电池储能系统控制数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电池储能系统控制方法。
在本申请一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，当计算机设备为终端时，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电池储能系统控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8和图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本申请一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
在本申请一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相包含的任一储能单元处于故障状态的情况下，断开初始储能相与外接电源连接的通路；在初始储能相断开与外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与外接电源连接的通路。
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，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池储能系统，其特征在于，所述电池储能系统包括储能电路，所述储能电路用于与外接电源连接，所述储能电路包括相互并联的初始储能相以及冗余储能相，其中，所述初始储能相以及所述冗余储能相均包括相互串联的多个储能单元，所述储能单元包括储能电池、直流支撑电容、第一开关和第二开关，其中，所述第一开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第一开关的第二端与所述储能电池的第一端以及所述直流支撑电容的第二端分别连接，所述第二开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第二开关的第二端与所述储能电池的第二端、所述直流支撑电容的第二端以及所述储能单元的输出端分别连接；
所述储能电路，用于在所述初始储能相包含的各所述储能单元均处于正常状态的情况下，导通所述初始储能相与所述外接电源连接的通路，且断开所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，利用所述储能电路中的所述初始储能相完成储能工作，还用于在所述初始储能相包含的任一所述储能单元处于故障状态的情况下，断开所述初始储能相与所述外接电源连接的通路；其中，所述储能电路包括m个所述初始储能相以及p个所述冗余储能相，所述p个冗余储能相中的n个所述冗余储能相，用于在所述m个初始储能相中的n个所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通n个所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，m为大于1的正整数；处于故障的储能单元在同一个初始储能相中，或者，在不同的初始储能相中；
所述储能电路，还用于在所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路。
2.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述储能电路包括3个所述初始储能相，其中，各所述初始储能相均包括相互串联的初始上桥臂和初始下桥臂，所述初始上桥臂和所述初始下桥臂均包括相互串联的多个所述储能单元以及电感；
各所述初始储能相中的所述初始上桥臂与所述初始下桥臂的连接点与交流电网的一相相连。
3.根据权利要求2所述的电池储能系统，其特征在于，所述冗余储能相包括相互串联的冗余上桥臂和冗余下桥臂，所述冗余上桥臂和所述冗余下桥臂均包括相互串联的多个所述储能单元以及电感，所述储能电路还包括开关电路；
所述冗余上桥臂和所述冗余下桥臂的连接点与所述开关电路的一端连接，所述开关电路的另一端分别与各所述初始储能相中的所述初始上桥臂和所述初始下桥臂的连接点相连；
所述开关电路，用于在所述冗余储能相导通所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路的情况下，导通所述冗余储能相与处于故障的储能单元所在的所述初始储能相之间的通路。
4.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述储能单元为半桥储能单元，所述第一开关为功率开关管。
5.根据权利要求4所述的电池储能系统，其特征在于，所述电池储能系统还包括控制电路，所述控制电路与所述储能电路中的各所述储能单元连接；
所述控制电路，用于检测所述初始储能相中各所述储能单元的工作状态，并在所述初始储能相中的各所述储能单元均处于正常状态的情况下，控制所述初始储能相中的各所述储能单元中的所述第一开关导通，在所述初始储能相包含的任一所述储能单元处于故障状态的情况下，控制所述初始储能相中的各所述储能单元中的所述第二开关导通；
所述控制电路，还用于在控制所述初始储能相中的各所述储能单元中的所述第二开关导通的情况下，控制所述冗余储能相中的各所述储能单元中的所述第一开关导通。
6.根据权利要求5所述的电池储能系统，其特征在于，所述储能单元包括塑料光纤收发端口和驱动保护电路，在所述初始储能相中各所述储能单元中的驱动保护电路检测到功率短路过流的情况下，所述初始储能相中各所述储能单元通过所述塑料光纤收发端口向所述控制电路发送故障信息。
7.一种电池储能系统控制方法，其特征在于，用于权利要求1至6任一所述的电池储能系统中，所述方法包括：
在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通所述初始储能相与外接电源连接的通路，且断开所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，利用所述储能电路中的所述初始储能相完成储能工作；所述储能单元包括储能电池、直流支撑电容、第一开关和第二开关，其中，所述第一开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第一开关的第二端与所述储能电池的第一端以及所述直流支撑电容的第二端分别连接，所述第二开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第二开关的第二端与所述储能电池的第二端、所述直流支撑电容的第二端以及所述储能单元的输出端分别连接；
在所述初始储能相包含的任一所述储能单元处于故障状态的情况下，断开所述初始储能相与所述外接电源连接的通路；其中，所述储能电路包括m个所述初始储能相以及p个所述冗余储能相，所述p个冗余储能相中的n个所述冗余储能相，用于在所述m个初始储能相中的n个所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通n个所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，m为大于1的正整数；处于故障的储能单元在同一个初始储能相中，或者，在不同的初始储能相中；
在所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与所述外接电源连接的通路。
8.一种电池储能系统控制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一导通模块，用于在初始储能相包含的各储能单元均处于正常状态的情况下，导通所述初始储能相与外接电源连接的通路，且断开所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，利用所述储能电路中的所述初始储能相完成储能工作；；所述储能单元包括储能电池、直流支撑电容、第一开关和第二开关，其中，所述第一开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第一开关的第二端与所述储能电池的第一端以及所述直流支撑电容的第二端分别连接，所述第二开关的第一端与所述储能单元的输入端连接，所述第二开关的第二端与所述储能电池的第二端、所述直流支撑电容的第二端以及所述储能单元的输出端分别连接；
断开模块，用于在所述初始储能相包含的任一所述储能单元处于故障状态的情况下，断开所述初始储能相与所述外接电源连接的通路；其中，所述储能电路包括m个所述初始储能相以及p个所述冗余储能相，所述p个冗余储能相中的n个所述冗余储能相，用于在所述m个初始储能相中的n个所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通n个所述冗余储能相与所述外接电源连接的通路，m为大于1的正整数；处于故障的储能单元在同一个初始储能相中，或者，在不同的初始储能相中；
第二导通模块，用于在所述初始储能相断开与所述外接电源连接的通路的情况下，导通冗余储能相与所述外接电源连接的通路。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7中所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7所述的方法的步骤。
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