CN114123405B - 一种储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能系统,包括:能量管理系统和X个储能单元,每个储能单元包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,能量管理系统根据上级调度指令确定为各个协调控制单元的发放的功率配额,实现一级能量调度,协调控制单元根据能量管理系统发放的功率配额以及电池管理系统反馈的电池参数数据,确定各个变流单元的响应功率,并将响应功率下发至变流单元,实现二级能量调度。本发明通过在储能系统中加入协调控制单元,由协调控制单元为各个变流单元下发响应功率,大大减轻了能量管理系统的工作量,缩短了向各个变流单元下发功率调度指令的时间,从而提高了整个储能系统的可靠性和响应速度。

Description

一种储能系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域,更具体的说,涉及一种储能系统。
背景技术
目前,储能系统主要包括:电池模组、电池管理系统、变流器以及能量管理系统,能量管理系统采集电池管理系统信息和变流器状态,直接下发给变流器功率调度指令,通过该变流器对电池模组充放电过程进行整体粗放式管理。
随着电站规模的不断扩大,电池模组、电池管理系统和变流器的数量巨大,能量管理系统直接调度变流器的系统结构,给能量管理系统带来了巨大挑战,一方面能量管理系统需要整合的数据量庞大,另一方面能量管理系统下发功率调度指令至变流器的时间拉长,影响了整个储能系统的可靠性和响应速度。
发明内容
有鉴于此,本发明公开一种储能系统,以通过在储能系统中加入协调控制单元,由协调控制单元为各个变流单元下发响应功率,大大减轻能量管理系统的工作量,缩短向各个变流单元下发功率调度指令的时间,从而提高整个储能系统的可靠性和响应速度。
一种储能系统,包括:能量管理系统和X个储能单元,所述能量管理系统与各个所述储能单元连接,X为正整数;
每个所述储能单元包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,所述协调控制单元与各个所述变流单元以及各个所述电池管理系统连接,每个所述变流单元与一个所述电池管理系统连接,N为正整数;
所述能量管理系统用于接收上级调度指令,根据所述上级调度指令确定为各个所述协调控制单元的发放的功率配额;
所述协调控制单元用于获取所述功率配额和各个所述电池管理系统反馈的电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元。
可选的,每个所述变流单元包括:一台变流器和一个电池簇,每个所述电池簇包括:一个高压箱和M个串联连接的电池包,M为正整数;
一台所述变流器分别与所述协调控制单元和一个所述电池簇连接,所述变流器用于获取所述响应功率,并根据所述响应功率对所述电池簇的充放电过程进行管理。
可选的,所述电池管理系统包括:一个主控和M个从控,所述主控分别与所述变流器、所述高压箱和各个从控连接,每个所述从控与一个所述电池包连接;
所述从控,用于对电池包参数进行监测,并将电池包参数上传至所述主控;还用于采用能量消耗均衡技术,同时对所述电池包内多个电池单体执行放电均衡操作;
所述主控,用于获取各个所述从控上传的所述电池包参数以及所述电池簇的总电压和总电流,根据所述电池包参数、所述总电压和所述总电流进行SOC和SOH的计算和修正;还用于通过控制所述高压箱内的继电器开关完成所述电池簇预充电和充放电管理;还用于对所述电池簇之间的电压进行均衡。
可选的,所述协调控制单元包括:一个协同控制器和一个显控;
所述显控分别与各个所述电池管理系统和所述协同控制器连接,所述所述显控用于获取所述电池管理系统反馈的所述电池参数数据,并将所述电池参数数据发送至所述协同控制器;还用于对所述电池参数数据进行处理以及显示;
所述协同控制器分别所述能量管理系统和各个所述变流单元连接,所述协同控制器用于获取所述能量管理系统下发的功率配额和所述电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元。
可选的,所述能量管理系统还用于执行一级能量调度操作,所述一级能量调度过程包括:
判断所述上级调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
当所述上级调度指令中携带所述总调度模式时,判断所有储能单元可响应功率之和是否不大于储能系统总调度功率;
如果是,则控制各个所述储能单元按照各自可响应功率响应;
如果否,则对各个所述储能单元的可响应功率由大到小进行排序;
在对各个可响应功率排序完成后,判断各个所述储能单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第一响应功率均值,所述第一响应功率均值为所述储能系统总调度功率与储能系统包含的储能单元数量的商;
如果是,则控制各个所述储能单元按照所述第一响应功率均值响应;
如果否,则控制各个所述储能单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至储能单元已响应功率总和等于所述储能系统总调度功率。
可选的,所述一级能量调度过程还包括:
当所述上级调度指令中携带所述独立调度模式时,判断各个所述储能单元是否满足调度需求;
如果是,则控制各个所述储能单元按照对应的调度指令响应功率;
如果否,则控制各个所述储能单元按照各自最大可用功率响应。
可选的,所述协调控制单元还用于执行二级能量调度操作,所述二级能量调度过程包括:
获取所述能量管理系统下发的调度指令;
判断所述调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
当所述调度指令中携带所述总调度模式时,对各个所述变流单元的可响应功率由大到小进行排序;
判断各个所述变流单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第二响应功率均值,所述第二响应功率均值为当前储能单元调度总功率与当前储能单元包含的变流单元数量的商;
如果是,则控制各个所述变流单元按照所述第二响应功率均值响应,或是,控制各个所述变流单元按照预设比例功率响应;
如果否,则控制各个所述变流单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至变流单元已响应功率总和等于所述当前储能单元调度总功率。
可选的,所述二级能量调度过程还包括:
当所述调度指令中携带所述独立调度模式时,判断各个所述变流单元是否满足调度需求;
如果是,则控制各个所述变流单元按照对应的调度指令响应功率;
如果否,则控制各个所述变流单元按照各自最大可用功率响应。
从上述的技术方案可知,本发明公开了一种储能系统,包括:能量管理系统和X个储能单元,每个储能单元包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,能量管理系统根据上级调度指令确定为各个协调控制单元的发放的功率配额,实现一级能量调度,协调控制单元根据能量管理系统发放的功率配额以及电池管理系统反馈的电池参数数据,确定各个变流单元的响应功率,并将响应功率下发至变流单元,实现二级能量调度。本发明通过在储能系统中加入协调控制单元,由协调控制单元为各个变流单元下发响应功率,大大减轻了能量管理系统的工作量,缩短了向各个变流单元下发功率调度指令的时间,从而提高了整个储能系统的可靠性和响应速度。
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,还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种储能系统的结构示意图;
图2为本发明实施例公开的一种一级能量调度控制流程图;
图3为本发明实施例公开的一种二级能量调度控制流程图。
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。
本发明实施例公开了一种储能系统,包括:能量管理系统和X个储能单元,每个储能单元包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,能量管理系统根据上级调度指令确定为各个协调控制单元的发放的功率配额,实现一级能量调度,协调控制单元根据能量管理系统发放的功率配额以及电池管理系统反馈的电池参数数据,确定各个变流单元的响应功率,并将响应功率下发至变流单元,实现二级能量调度。本发明通过在储能系统中加入协调控制单元,由协调控制单元为各个变流单元下发响应功率,大大减轻了能量管理系统的工作量,缩短了向各个变流单元下发功率调度指令的时间,从而提高了整个储能系统的可靠性和响应速度。
参见图1,本发明实施例公开的一种储能系统的结构示意图,储能系统包括:能量管理系统10和X个储能单元20,X为正整数。
其中,能量管理系统10与各个储能单元20连接,在实际应用中,能量管理系统10可以通过能量控制总线与各个储能单元20连接。
每个储能单元20包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,所述协调控制单元与各个所述变流单元以及各个所述电池管理系统连接,每个所述变流单元与一个所述电池管理系统连接,N为正整数。
本发明中,变流单元和电池管理系统一一对应。
在实际应用中,协调控制单元通过变流器控制总线与各个变流单元连接,各个变流单元之间通过交流母线连接。
所述能量管理系统10用于接收上级调度指令,根据所述上级调度指令确定为各个所述协调控制单元的发放的功率配额。
在实际应用中,可以将上级调度、能量管理系统以及各个协调控制单元之间的功率调度定义为:一级能量调度。
所述协调控制单元用于获取所述功率配额和各个所述电池管理系统反馈的电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元。
电池参数数据可以包括:各个电池簇内的单体电压、温度、总电压、总电流、SOC(State Of Charge,电池剩余电量百分比)和SOH(State Of Health,电池健康度)等。
在实际应用中,可以将协调控制单元、电池管理系统以及各个变流单元之间的功率调度定义为:二级能量调度。
综上可知,本发明公开的储能系统包括:能量管理系统10和X个储能单元20,每个储能单元20包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,能量管理系统10根据上级调度指令确定为各个协调控制单元的发放的功率配额,实现一级能量调度,协调控制单元根据能量管理系统10发放的功率配额以及电池管理系统反馈的电池参数数据,确定各个变流单元的响应功率,并将响应功率下发至变流单元,实现二级能量调度。本发明通过在储能系统中加入协调控制单元,由协调控制单元为各个变流单元下发响应功率,大大减轻了能量管理系统10的工作量,缩短了向各个变流单元下发功率调度指令的时间,从而提高了整个储能系统的可靠性和响应速度。
较优的,如图1所示,本发明中N个变流单元中的每个变流单元均包括:一台变流器和一个电池簇,也就是说,变流器和电池簇一一对应,组成一个变流单元。
变流器由三电平DC/AC变换器构成,变流器的功率在150KW~200KW。
每个电池簇包括:一个高压箱和M个串联连接的电池包,串联电压达到1000V~1500V,M为正整数。每个电池包由大容量单体电芯串联而成,每个单体电芯的电芯容量大于200Ah。
本实施例中,高压箱内部配置总正接触器、总负接触器、预充回路、熔断器和塑壳断路器等,所有接触器应能接受电池管理系统控制。
一台变流器分别与协调控制单元和一个电池簇连接。
变流器用于获取协调控制单元下发的响应功率,并根据所述响应功率对所述电池簇的充放电过程进行管理。
需要说明的是,现有技术中一个储能单元中大多采用变流器与多个电池簇共母线连接的方式,这种整体粗放式管理会带来如下问题:1)储能系统安全性低。电池簇并联后,如果某个电池簇出现电芯内部短路,存在故障快速蔓延失控,单个电芯短路引起整个“电池堆”发生事故的风险。2)储能系统可靠性降低。单簇故障致使系统整体停机、系统可用容量受到“木桶效应”限制。3)储能系统效率低。并联的电池簇之间由于参数容差等原因会出现严重的充放电不平衡、簇间运行状态不一致、簇间环流严重等现象,严重影响系统效率。
本发明通过采用变流器和电池簇一一对应的架构,克服了现有技术中粗放式管理带来的上述问题,从整体上提升了储能系统的安全性、可靠性,并提高了储能系统的效率。
较优的,如图1所示,每个电池管理系统包括:一个主控和M个从控,所述主控分别与所述变流器、所述高压箱和各个从控连接,每个所述从控与一个所述电池包连接。
具体的,详见图1,主控1与高压箱1连接,在实际应用中,主控1设置在高压箱1内。
第一个电池管理系统的M个从控中,从控1.1与电池包1.1电连接,从控1.2与电池包1.2电连接,从控1.3与电池包1.3电连接,从控1.4与电池包1.4电连接,…,从控1.M与电池包1.M电连接。主控1与从控1.1、从控1.2、从控1.3、从控1.4.、…、从控1.M之间通过通信线1连接。
主控N与高压箱N连接,在实际应用中,主控N设置在高压箱N内。
第N个电池管理系统的M个从控中,从控N.1与电池包N.1电连接,从控N.2与电池包N.2电连接,从控N.3与电池包N.3电连接,从控N.4与电池包N.4电连接,…,从控N.M与电池包N.M电连接。主控N与从控N.1、从控N.2、从控N.3、从控N.4.、…、从控N.M之间通过通信线N连接。
在实际应用中,可以将从控设置在对应的电池包内。
需要说明的是,各个电池管理系统中的主控通过电池管理控制总线连接。
所述从控,用于对电池包参数进行监测,并将电池包参数上传至所述主控;还用于采用能量消耗均衡技术,同时对所述电池包内多个电池单体执行放电均衡操作,均衡电流最大支持50mA。
其中,电池包参数可以包括:单体电压、温度、内阻和单个模组的总电压等数据。
所述主控,用于获取各个所述从控上传的所述电池包参数以及所述电池簇的总电压和总电流,根据所述电池包参数、所述总电压和所述总电流进行SOC和SOH的计算和修正;还用于通过控制所述高压箱内的继电器开关完成所述电池簇预充电和充放电管理;还用于对所述电池簇之间的电压进行均衡。
较优的,协调控制单元包括:一个协同控制器和一个显控;
所述显控分别与各个所述电池管理系统和所述协同控制器连接,所述所述显控用于获取所述电池管理系统反馈的所述电池参数数据,并将所述电池参数数据发送至所述协同控制器;还用于对所述电池参数数据进行处理以及显示;
所述协同控制器分别所述能量管理系统和各个所述变流单元连接,所述协同控制器用于获取所述能量管理系统下发的功率配额和所述电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元。
本发明中将上级调度、能量管理系统10以及各个协调控制单元之间的功率调度定义为:一级能量调度,能量管理系统10还用于执行一级能量调度操作。
参见图2,本发明实施例公开的一种一级能量调度控制流程图,一级能量调度包括:
步骤S101、判断上级调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
本实施例中,针对总调度模式和独立调度模型会采用不同的调度操作,因此需要对上级调度指令中携带的调度模式进行判定。
步骤S102、当上级调度指令中携带所述总调度模式时,判断所有储能单元可响应功率之和是否不大于储能系统总调度功率,如果是,则执行步骤S103,如果否,则执行步骤S104;
假设,所有储能单元可响应功率之和为Psum,储能系统总调度功率为Q,则当Psum≤Q时,执行步骤S103,反之,当Psum>Q时,执行步骤S104;
步骤S103、控制各个储能单元按照各自可响应功率响应;
步骤S104、对各个储能单元的可响应功率由大到小进行排序;
假设Pi为第i个储能单元的可响应功率,储能系统包含的储能单元数量为X,则i=1,2…X,本实施例对P1、P2、P3、…,PX由大到小进行排序。
步骤S105、判断各个储能单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第一响应功率均值,如果是,则执行步骤S106,如果否,则执行步骤S107;
假设Pmin为最小可响应功率,也即,Pmin为P1、P2……PX中的最小值。
第一响应功率均值为储能系统总调度功率与储能系统包含的储能单元数量的商,第一响应功率均值Pavg1的表达式如下:
Pavg1=Q/X;
式中,Q为储能系统总调度功率,X为储能系统包含的储能单元数量。
步骤S106、控制各个储能单元按照第一响应功率均值响应;
步骤S107、控制各个储能单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至储能单元已响应功率总和等于储能系统总调度功率。
假设储能单元已响应功率总和为Ps+,Ps+也即Pi由大到小依次响应的功率之和,当Ps+=Q时,能量管理系统10在总调度模式下调度完成。
为进一步优化上述实施例,当上级调度指令中携带独立调度模式时,在步骤S101之后,还可以包括:
步骤S108、判断各个储能单元是否满足调度需求,如果是,则执行步骤S109,如果否,则执行步骤S110;
步骤S109、控制各个储能单元按照对应的调度指令响应功率;
步骤S110、控制各个储能单元按照各自最大可用功率响应。
本发明中,将协调控制单元、电池管理系统以及各个变流单元之间的功率调度定义为:二级能量调度。协调控制单元还用于执行二级能量调度操作。
参见图3,本发明实施例公开的一种二级能量调度控制流程图,二级能量调度包括:
步骤S201、获取能量管理系统下发的调度指令;
步骤S202、判断所述调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
本实施例中,针对总调度模式和独立调度模式会采用不同的调度操作,因此需要对调度指令中携带的调度模式进行判定。
步骤S203、当调度指令中携带总调度模式时,对各个所述变流单元的可响应功率由大到小进行排序;
假设Zi为第i个变流单元可响应功率,储能单元包含的变流单元数量为X,则则i=1,2…X,本实施例对Z1、Z2、Z3、…,ZX由大到小进行排序。
步骤S204、判断各个变流单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第二响应功率均值,如果是,则执行步骤S205,如果否,则执行步骤S206;
假设Zmin为最小可响应功率,也即Zmin为Z1、Z2、Z3、…,ZX中的最小值。
第二响应功率均值为当前储能单元调度总功率与当前储能单元包含的变流单元数量的商。第二响应功率均值Pavg2的表达式如下:
Pavg2=P/N;
式中,P为当前储能单元调度总功率,N为当前储能单元包含的变流单元数量。
步骤S205、控制各个变流单元按照第二响应功率均值响应,或是,控制各个变流单元按照预设比例功率响应;
本实施例中,当最小可响应功率是否不小于第二响应功率均值时,有两种调度方式,一种是均分功率方式,即各个变流单元按照Pavg2大小响应功率;另一种是按比例响应功率,本实施例中,各个变流单元按照预设比例功率响应,预设比例功率可以为P*Zi/Zsum,P为当前储能单元调度总功率,Zi为第i个变流单元可响应功率,Zsum为取所有变流单元可响应功率之和。
步骤S206、控制各个所述变流单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至变流单元已响应功率总和等于所述当前储能单元调度总功率。
假设,变流单元已响应功率综合为Zs+,Zs+也即Zi由大到小依次响应的功率之和,当Zs+=P时,协调控制单元在总调度模式下调度完成。
为进一步优化上述实施例,当调度指令中携带独立调度模式时,在步骤S201之后,还可以包括:
步骤S207、判断各个变流单元是否满足调度需求,如果是,则执行步骤S208,如果否,则执行步骤S209;
步骤S208、控制各个所述变流单元按照对应的调度指令响应功率;
步骤S209、控制各个所述变流单元按照各自最大可用功率响应。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (5)

1.一种储能系统,其特征在于,包括:能量管理系统和X个储能单元,所述能量管理系统与各个所述储能单元连接,X为正整数;
每个所述储能单元包括:一个协调控制单元、N个变流单元以及N个电池管理系统,所述协调控制单元与各个所述变流单元以及各个所述电池管理系统连接,每个所述变流单元与一个所述电池管理系统连接,每个所述变流单元包括:一台变流器和一个电池簇,N为正整数;
所述能量管理系统用于接收上级调度指令,根据所述上级调度指令确定为各个所述协调控制单元的发放的功率配额;
所述协调控制单元用于获取所述功率配额和各个所述电池管理系统反馈的电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元;
所述协调控制单元包括:一个协同控制器和一个显控;
所述显控分别与各个所述电池管理系统和所述协同控制器连接,所述所述显控用于获取所述电池管理系统反馈的所述电池参数数据,并将所述电池参数数据发送至所述协同控制器;还用于对所述电池参数数据进行处理以及显示;
所述协同控制器分别所述能量管理系统和各个所述变流单元连接,所述协同控制器用于获取所述能量管理系统下发的功率配额和所述电池参数数据,根据所述功率配额和所述电池参数数据确定各个所述变流单元的响应功率,并将所述响应功率下发至所述变流单元;
其中,所述能量管理系统还用于执行一级能量调度操作,所述一级能量调度过程包括:
判断所述上级调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
当所述上级调度指令中携带所述总调度模式时,判断所有储能单元可响应功率之和是否不大于储能系统总调度功率;
如果是,则控制各个所述储能单元按照各自可响应功率响应;
如果否,则对各个所述储能单元的可响应功率由大到小进行排序;
在对各个可响应功率排序完成后,判断各个所述储能单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第一响应功率均值,所述第一响应功率均值为所述储能系统总调度功率与储能系统包含的储能单元数量的商;
如果是,则控制各个所述储能单元按照所述第一响应功率均值响应;
如果否,则控制各个所述储能单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至储能单元已响应功率总和等于所述储能系统总调度功率;
所述协调控制单元还用于执行二级能量调度操作,所述二级能量调度过程包括:
获取所述能量管理系统下发的调度指令;
判断所述调度指令中携带的调度模式为总调度模式或独立调度模式;
当所述调度指令中携带所述总调度模式时,对各个所述变流单元的可响应功率由大到小进行排序;
判断各个所述变流单元中的最小可响应功率是否不小于响应功率均值,记为第二响应功率均值,所述第二响应功率均值为当前储能单元调度总功率与当前储能单元包含的变流单元数量的商;
如果是,则控制各个所述变流单元按照所述第二响应功率均值响应,或是,控制各个所述变流单元按照预设比例功率响应;
如果否,则控制各个所述变流单元根据可响应功率大小,按照从大到小的顺序依次响应,直至变流单元已响应功率总和等于所述当前储能单元调度总功率。
2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,每个所述电池簇包括:一个高压箱和M个串联连接的电池包,M为正整数;
一台所述变流器分别与所述协调控制单元和一个所述电池簇连接,所述变流器用于获取所述响应功率,并根据所述响应功率对所述电池簇的充放电过程进行管理。
3.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述电池管理系统包括:一个主控和M个从控,所述主控分别与所述变流器、所述高压箱和各个从控连接,每个所述从控与一个所述电池包连接;
所述从控,用于对电池包参数进行监测,并将电池包参数上传至所述主控;还用于采用能量消耗均衡技术,同时对所述电池包内多个电池单体执行放电均衡操作;
所述主控,用于获取各个所述从控上传的所述电池包参数以及所述电池簇的总电压和总电流,根据所述电池包参数、所述总电压和所述总电流进行SOC和SOH的计算和修正;还用于通过控制所述高压箱内的继电器开关完成所述电池簇预充电和充放电管理;还用于对所述电池簇之间的电压进行均衡。
4.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述一级能量调度过程还包括:
当所述上级调度指令中携带所述独立调度模式时,判断各个所述储能单元是否满足调度需求;
如果是,则控制各个所述储能单元按照对应的调度指令响应功率;
如果否,则控制各个所述储能单元按照各自最大可用功率响应。
5.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述二级能量调度过程还包括:
当所述调度指令中携带所述独立调度模式时,判断各个所述变流单元是否满足调度需求;
如果是,则控制各个所述变流单元按照对应的调度指令响应功率;
如果否,则控制各个所述变流单元按照各自最大可用功率响应。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115313463B (zh) * 2022-08-31 2023-08-18 中国长江三峡集团有限公司 一种分布式电化学储能系统
WO2024092464A1 (zh) * 2022-10-31 2024-05-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池混用系统及其控制方法、控制装置以及存储介质
CN115864479B (zh) * 2023-02-23 2023-08-29 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种储能单元系统
CN117134444A (zh) * 2023-07-25 2023-11-28 福建时代星云科技有限公司 基于储能变流器并机架构的系统保护方法及终端

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104753076A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 比亚迪股份有限公司 用于削峰填谷的电池储能系统及其控制方法
CN105990857A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 国家电网公司 一种磷酸铁锂电池的管理系统和soc标定方法
CN108964208A (zh) * 2018-08-22 2018-12-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种蓄电池供能系统及其控制方法
CN110190671A (zh) * 2019-05-23 2019-08-30 四川科陆新能电气有限公司 一种应用于大规模储能电站实现快速功率调度的通信系统
CN112260306A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 许继集团有限公司 一种新能源发电站均分群控发电控制方法及装置
CN212542532U (zh) * 2020-08-04 2021-02-12 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种具有电芯诊断功能的多支路电化学储能系统
CN212627257U (zh) * 2020-08-04 2021-02-26 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种包含预诊断模块的组串式两级变换电池储能系统
JP2021058034A (ja) * 2019-10-01 2021-04-08 株式会社日立製作所 電力制御装置および電力制御方法、並びに電力供給設備
CN113054675A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 远景智能国际私人投资有限公司 电力需求响应方法、系统、设备及介质
WO2021129422A1 (zh) * 2019-12-23 2021-07-01 至玥腾风科技集团有限公司 一种功率分配方法及分配系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104753076A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 比亚迪股份有限公司 用于削峰填谷的电池储能系统及其控制方法
CN105990857A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 国家电网公司 一种磷酸铁锂电池的管理系统和soc标定方法
CN108964208A (zh) * 2018-08-22 2018-12-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种蓄电池供能系统及其控制方法
CN110190671A (zh) * 2019-05-23 2019-08-30 四川科陆新能电气有限公司 一种应用于大规模储能电站实现快速功率调度的通信系统
JP2021058034A (ja) * 2019-10-01 2021-04-08 株式会社日立製作所 電力制御装置および電力制御方法、並びに電力供給設備
WO2021129422A1 (zh) * 2019-12-23 2021-07-01 至玥腾风科技集团有限公司 一种功率分配方法及分配系统
CN212542532U (zh) * 2020-08-04 2021-02-12 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种具有电芯诊断功能的多支路电化学储能系统
CN212627257U (zh) * 2020-08-04 2021-02-26 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种包含预诊断模块的组串式两级变换电池储能系统
CN112260306A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 许继集团有限公司 一种新能源发电站均分群控发电控制方法及装置
CN113054675A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 远景智能国际私人投资有限公司 电力需求响应方法、系统、设备及介质

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