CN114844162B - 一种储能系统多簇电池soc均衡方法 - Google Patents

一种储能系统多簇电池soc均衡方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的属于储能技术领域，具体为一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，具体包括以下步骤：S1，储能系统正常上电工作；S2，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电；S3，S2中EMS对S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电进行判断，如果储能系统正处于充电模式，本发明的有益效果是：保证多簇电池SOC一致，从而各个电池簇使用的时间相同，使用环境相同，则多个电池簇之间都能按照最佳使用方式进行使用，从而电池不易损坏，改善系统电池簇寿命；并且各个电池簇之间能够同时损坏或者报废，从而便于后期的维护维修；多簇电池SOC一致，使得系统充放电功率最大化，达到电能的最大化利用，降低了能量损坏，节省了能源。

Description

一种储能系统多簇电池SOC均衡方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体为一种储能系统多簇电池SOC均衡方法。
背景技术
由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和接口等部件。
当一个储能系统中，存在多簇电池，需要通过BMS，PCS以及EMS配合，进行电池组之间的SOC均衡，然而目前多簇电池SOC均衡方法，无法保证整个系统存储容量和功率最大化利用，使得整个系统存储容量和功率利用率小。
发明内容
鉴于现有一种储能系统多簇电池SOC均衡方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，解决了当一个储能系统中，存在多簇电池，需要通过BMS，PCS以及EMS配合，进行电池组之间的SOC均衡，然而目前多簇电池SOC均衡方法，无法保证整个系统存储容量和功率最大化利用，使得整个系统存储容量和功率利用率小的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，具体包括以下步骤：
S1，储能系统正常上电工作；
S2，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电；
S3，S2中EMS对S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电进行判断，如果储能系统正处于充电模式；
S4，基于S3中EMS判断出储能系统正处于充电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最小SOCm电池簇m；
S5，基于S4中EMS找出的最小SOCm电池簇m，对这个最小SOCm电池簇m按照最大Pm功率来充电；
S6，排除S5中按照最大Pm功率来充电的那个最小SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*(1-SOCn)/(1-SOCm)计算各自的充电功率，并按照计算出的充电功率Pn给各个电池簇电池进行充电；
S7，EMS对充电是否结束进行判断，如果充电结束，则整个充电过程结束；如果充电未结束，则跳到S4步骤进行循环；
S8，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行充电，充电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比；
S9，S1中储能系统正常上电工作时，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电，如果EMS判断出储能系统正处于放电模式；
S12，基于S9中EMS判断出储能系统正处于放电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最大SOCm电池簇m；
S13，基于S4中EMS找出的最大SOCm电池簇m，对这个最大SOCm电池簇m按照最大Pm功率来放电；
S14，排除S13中按照最大Pm功率来放电的那个最大SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*SOCn/SOCm计算各自的放电功率，并按照计算出的充电功率给各个电池簇电池进行放电；
S15，EMS对放电是否结束进行判断，如果放电结束，则整个放电过程结束；如果放电未结束，则跳到S12进行循环；
S16，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行放电，放电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：储能系统包括n个电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，编号依次为电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块，储能系统还包括n个PCS模块，对n个PCS模块依次进行编号，编号依次为PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：所述电池簇BCU1模块电性连接所述PCS1模块，所述电池簇BCU2模块电性连接所述PCS2模块，所述电池簇BCU3模块电性连接所述PCS3模块，所述电池簇BCUn模块电性连接所述PCSn模块。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：所述PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块均与EMS模块电性连接。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：多个所述电池簇BCU模块：电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块相互串联连接。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：所述储能系统还包括EMS，负责系统能量管理与调度。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：多个所述PCS模块：PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块，负责相应的电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块的能量转化。
作为本发明所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法的一种优选方案，其中：n个所述电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，负责对相应的电池簇的管理。
与现有技术相比：
1、保证多簇电池SOC一致，从而各个电池簇使用的时间相同，使用环境相同，则多个电池簇之间都能按照最佳使用方式进行使用，从而电池不易损坏，改善系统电池簇寿命；并且各个电池簇之间能够同时损坏或者报废，从而便于后期的维护维修；
2、多簇电池SOC一致，使得系统充放电功率最大化，达到电能的最大化利用，降低了能量损坏，节省了能源。
附图说明
图1为本发明提供的模块原理图；
图2为本发明提供的均衡方法的逻辑框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细描述。
本发明提供一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，请参阅图1-2，具体包括以下步骤：
S1，储能系统正常上电工作；
S2，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电；
S3，S2中EMS对S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电进行判断，如果储能系统正处于充电模式；
S4，基于S3中EMS判断出储能系统正处于充电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最小SOCm电池簇m；
S5，基于S4中EMS找出的最小SOCm电池簇m，对这个最小SOCm电池簇m按照最大Pm功率来充电；
S6，排除S5中按照最大Pm功率来充电的那个最小SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*(1-SOCn)/(1-SOCm)计算各自的充电功率，并按照计算出的充电功率Pn给各个电池簇电池进行充电；
S7，EMS对充电是否结束进行判断，如果充电结束，则整个充电过程结束；如果充电未结束，则跳到S4步骤进行循环；
S8，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行充电，充电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比；
S9，S1中储能系统正常上电工作时，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电，如果EMS判断出储能系统正处于放电模式；
S12，基于S9中EMS判断出储能系统正处于放电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最大SOCm电池簇m；
S13，基于S4中EMS找出的最大SOCm电池簇m，对这个最大SOCm电池簇m按照最大Pm功率来放电；
S14，排除S13中按照最大Pm功率来放电的那个最大SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*SOCn/SOCm计算各自的放电功率，并按照计算出的充电功率给各个电池簇电池进行放电；
S15，EMS对放电是否结束进行判断，如果放电结束，则整个放电过程结束；如果放电未结束，则跳到S12进行循环；
S16，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行放电，放电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比。
储能系统包括n个电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，编号依次为电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块，储能系统还包括n个PCS模块，对n个PCS模块依次进行编号，编号依次为PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块。
所述电池簇BCU1模块电性连接所述PCS1模块，所述电池簇BCU2模块电性连接所述PCS2模块，所述电池簇BCU3模块电性连接所述PCS3模块，所述电池簇BCUn模块电性连接所述PCSn模块。
所述PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块均与EMS模块电性连接。
多个所述电池簇BCU模块：电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块相互串联连接。
所述储能系统还包括EMS，负责系统能量管理与调度。
多个所述PCS模块：PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块，负责相应的电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块的能量转化。
n个所述电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，负责对相应的电池簇的管理。
在具体使用时，按照电池簇的数量设置相应数量的电池簇BCU模块，以及相同数量的PCS模块，并对各个电池簇BCU模块进行编号，分别为电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块，对各个PCS模块进行编号，分别为PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块，并使一个电池簇BCU模块管理一个电池簇，一个PCS模块与一个电池簇BCU模块连接，并使所有的PCS模块与EMS连接；储能系统上电；EMS判断系统充电还是放电；假如是充电模式；EMS找出最小SOC电池簇；对最小SOC电池簇按照最大PCS功率来充电；其他电池簇，根据Pn＝Pm*(1-SOCn)/(1-SOCm)计算各自的充放电功率(Pn：第n簇电池充电功率，Pm最小SOC电池簇m的充电功率，SOCn：第n簇电池SOC，SOCm：第m簇(SOC最小的那簇)电池SOC)该操作一直循环，直到充电结束；假如是放电模式；EMS找出最大SOC电池簇对最大SOC电池簇按照最大PCS功率来放电；其他电池簇，根据Pn＝Pm*SOCn/SOCm计算各自的充放电功率(Pn：第n簇电池充电功率，Pm最小SOC电池簇m的充电功率，SOCn：第n簇电池SOC，SOCm：第m簇(SOC最大的那簇)电池SOC)；该操作一直循环，直到放电结束。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1，储能系统正常上电工作；
S2，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电；
S3，S2中EMS对S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电进行判断，如果储能系统正处于充电模式；
S4，基于S3中EMS判断出储能系统正处于充电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最小SOCm电池簇m；
S5，基于S4中EMS找出的最小SOCm电池簇m，对这个最小SOCm电池簇m按照最大Pm功率来充电；
S6，排除S5中按照最大Pm功率来充电的那个最小SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*(1-SOCn)/(1-SOCm)计算各自的充电功率，并按照计算出的充电功率Pn给各个电池簇电池进行充电；
S7，EMS对充电是否结束进行判断，如果充电结束，则整个充电过程结束；如果充电未结束，则跳到S4步骤进行循环；
S8，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行充电，充电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比；
S9，S1中储能系统正常上电工作时，EMS判断S1中储能系统正常上电工作时系统在充电还是放电，如果EMS判断出储能系统正处于放电模式；
S12，基于S9中EMS判断出储能系统正处于放电模式，EMS接收所有电池簇的SOC，则EMS对各个SOC进行比对，如果各个SOC不一致，EMS继续找出最大SOCm电池簇m；
S13，基于S4中EMS找出的最大SOCm电池簇m，对这个最大SOCm电池簇m按照最大Pm功率来放电；
S14，排除S13中按照最大Pm功率来放电的那个最大SOCm电池簇m，让其他电池簇根据Pn＝Pm*SOCn/SOCm计算各自的放电功率，并按照计算出的充电功率给各个电池簇电池进行放电；
S15，EMS对放电是否结束进行判断，如果放电结束，则整个放电过程结束；如果放电未结束，则跳到S12进行循环；
S16，S4中如果各个SOC一致，则各个电池簇按照相同功率进行放电，放电过程中，EMS始终对各个SOC进行对比。
2.根据权利要求1所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，储能系统包括n个电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，编号依次为电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块，储能系统还包括n个PCS模块，对n个PCS模块依次进行编号，编号依次为PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块。
3.根据权利要求2所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，所述电池簇BCU1模块电性连接所述PCS1模块，所述电池簇BCU2模块电性连接所述PCS2模块，所述电池簇BCU3模块电性连接所述PCS3模块，所述电池簇BCUn模块电性连接所述PCSn模块。
4.根据权利要求3所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，所述PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块均与EMS模块电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，多个所述电池簇BCU模块：电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块相互串联连接。
6.根据权利要求4所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，所述储能系统还包括EMS，负责系统能量管理与调度。
7.根据权利要求4所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，多个所述PCS模块：PCS1模块、PCS2模块、PCS3模块……、PCSn模块，负责相应的电池簇BCU1模块、电池簇BCU2模块、电池簇BCU3模块……、电池簇BCUn模块的能量转化。
8.根据权利要求1所述的一种储能系统多簇电池SOC均衡方法，其特征在于，n个所述电池簇BCU模块，将多个电池簇BCU模块依次进行编号，负责对相应的电池簇的管理。
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