CN115579929B - 一种用于改善储能系统电池保护的控制方法 - Google Patents

一种用于改善储能系统电池保护的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，涉及储能技术领域，本发明应用于当储能系统在正常充放电循环时，电池刚好被放空，又遇上了电网停电的情况，还适用于储能系统长时间的待机且无交流电源为UPS补电情况下，UPS耗完而不能为EMS、BMS正常供电导致储能系统故障而停机的情况。本发明可以实现在电池被放空时，电网刚好停电的特殊情况下，造成不能为电池补电等情况下对电池系统的有效保护，延长电池寿命和减少系统故障，进而减少售后服务的维护成本，还可以实现对辅助供电UPS的保护和延长其待机时间，提高系统的可靠性，同时也间接减少了UPS的配置，起到降低设备成本的积极作用。

Description

一种用于改善储能系统电池保护的控制方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域，特别是涉及一种用于改善储能系统电池保护的控制方法。
背景技术
随着储能技术的发展，电化学储能的快速发展替代了其他形式的储能方式。储能系统在本质上是不产生电能的，它需要预先将电能存储在储能介质中。在不对其进行充电或待机时，由于储能系统中存在各种保护控制回路、PCS(储能变流器)待机功耗等因素，导致储能系统自耗功率增加。在正常有电源进行充放电时，系统均能够正常运行，自耗电能主要来自于电网等供电电源。但在一些特殊情况下，由于这些损耗的增大，往往是导致电池系统过放的重要原因，影响系统运行的稳定性。目前储能系统主要存在的问题如下：
1、储能系统在设计时，忽略了系统在自电池刚好被放空，电网又停电的特殊情况。随着停电时间的延长，系统自耗电能随之增加，导致储能电池系统电压持续降低，直至BMS(电池管理系统)系统达到三级或更低的保护。储能系统再次来电后不能正常运行充电功能，需要人工进行维护，严重时会导致电池报废而带来巨大损失；
2、储能系统由于BMS控制设计和EMS(能量管理系统)控制设计间的相互独立，在保护设计上未能实现两者互动的保护控制，导致储能系统带着隐藏问题存在；
3、由于储能系统在运行时，在电池刚好被放空，又遇上停电的情况非常少，往往被设计人员、运维人员所忽略。但在实际情况中，又经常会遇到此类问题。一旦出现此类问题，就需要派售后服务人员去现场处理，导致系统运行稳定性差、客户体验差、运维成本增加等；
4、长时间的停电或长时间的待机(不运行)，也会导致同样的过放问题存在，最终也会导致该问题的出现，严重时导致系统不可逆转的损坏；
5、长时间的待机状态，由于储能系统中的BMS、EMS系统供电都采用UPS供电，会导致UPS的待机时间大大降低，在UPS没有交流电的及时补充，会导致系统无法开机运行。
故此，我们提出一种用于改善储能系统电池保护的控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，通过EMS(能量管理系统)在储能系统运行过程中对电网的监测、BMS状态数据的综合判断和计算，实现及时对BMS系统供电、电池系统的断开与接通的综合控制，来改善电池系统因BMS自耗、PCS的损耗带来的过放导致系统停机或故障停机；同时也可延长UPS的待机时间，实现在需要时UPS有电可用的技术方法，特别是在电池被放空、电网又刚好停电的特殊情况和系统因长时间待机未进行充电引起的电池系统过放，系统EMS通过对电网的监测、系统设备状态、电池系统参数进行综合判断及分析，制定出对应的控制策略实现对系统的有效保护，以解决上述背景中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，应用于当储能系统在正常充放电循环时，电池刚好被放空，又遇上了电网停电的情况包括以下具体控制实施步骤：
S1、系统在正常运行时，对电网是否有电进行不断判断，一旦出现电网停电后，系统对电池电量进行判断，如果电池SOC电量未达到设定值，则继续等待；否则进入步骤S2；
S2、电池SOC电量达到设定值后，切断BMS控制电源开关，实现BMS电池管理系统的断电，促使BMS二级控制盒内的接触器断开，实现电池与PCS(储能变流器)的连接，减少电池采集的损耗、PCS待机而造成的电池损耗，完成后进入步骤S3；
S3、能量管理系统EMS处于待机检测中，如果电网来电，则恢复BMS的供电，使BMS正常工作，接通BMS与PCS的连接，同时启动PCS给电池进行强制充电；否则，能量管理系统EMS继续保持待机检测状态；
S4、当电池充电一定电量后，系统转入自动运行策略，执行自动运行功能。
一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，还应用于储能系统长时间的待机且无交流电源为UPS补电情况下，UPS耗完而不能为EMS、BMS正常供电导致储能系统故障而停机的情况，包括以下具体控制实施步骤：
A、无论是系统第一次上电还是系统因其他原因待机，系统EMS执行保护控制策略；判断系统是否开机运行，如果是开机，执行所述步骤S1-S4；否则，进入步骤B；
B、如果系统未开机且系统在一定时间内无任何操作，EMS判断电网是否有电，如果电网有电，系统辅助供电及UPS充电均由电网供给，系统等待开机运行；否则，进入步骤C；
C、电网断电且系统在一定时间内无任何操作，断开BMS的UPS供电及UPS的其他负荷用电，以减小UPS的损耗，延长UPS的供电时间；
D、系统等待操作或开机；否则,继续等待。
优选地，在进行步骤A之前需要更改供电线路。
本发明具有以下有益效果：
本发明提出的用于改善储能系统电池保护的控制方法，可以实现在电池被放空时，电网刚好停电的特殊情况下，造成不能为电池补电等情况下对电池系统的有效保护，延长电池寿命和减少系统故障，进而减少售后服务的维护成本。
本发明提出的用于改善储能系统电池保护的控制方法，可以实现对辅助供电UPS的保护和延长其待机时间，降低系统因UPS被耗空不能进行“黑启动”的情况出现的概率，提高系统的可靠性，同时也间接减少了UPS的配置，起到降低设备成本的积极作用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明实施例一的控制流程图；
图2为本发明实施例二的控制流程图；
图3为本发明实施例二的供电线路更改示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示：本发明为一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，应用于当储能系统在正常充放电循环时，电池刚好被放空，又遇上了电网停电的情况包括以下具体控制实施步骤：
S1、系统在正常运行时，对电网是否有电进行不断判断，一旦出现电网停电后，系统对电池电量进行判断，如果电池SOC电量未达到设定值，则继续等待；否则进入步骤S2；
S2、电池SOC电量达到设定值后，切断BMS控制电源开关，实现BMS电池管理系统的断电，促使BMS二级控制盒内的接触器断开，实现电池与PCS(储能变流器)的连接，减少电池采集的损耗、PCS待机而造成的电池损耗，完成后进入步骤S3；通过步骤S2尽可能地减少电池的耗电，以达到保护电池的效果；
S3、能量管理系统EMS处于待机检测中，如果电网来电，则恢复BMS的供电，使BMS正常工作，接通BMS与PCS的连接，同时启动PCS给电池进行强制充电；否则，能量管理系统EMS继续保持待机检测状态；
S4、当电池充电一定电量后，系统转入自动运行策略，执行自动运行功能。
本实施例中，可有效避免在电池放空时电网又停电而造成的设备故障停机，减少售后服务的维护成本。
实施例二
在系统调试或待机时，由于BMS、EMS系统处于工作状态，系统中EMS的通讯、检测、显控和BMS的一二三级管理系统供电、高压箱接触器、采集系统均需要正常供电，在没有交流为系统UPS补电时，其UPS待机时间有限。
储能系统长时间的待机且无交流电源为UPS补电情况下，UPS耗完而不能为EMS、BMS正常供电导致储能系统故障而停机。此时，控制系统可根据实际情况减少设备的供电，进而实现UPS的最小负荷待机，促使其待机时间延长，维持系统的稳定性，同时也配合了BMS供电断开，降低电池过放的危险。
请参阅图2所示：一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，还应用于储能系统长时间的待机且无交流电源为UPS补电情况下，UPS耗完而不能为EMS、BMS正常供电导致储能系统故障而停机的情况，包括以下具体控制实施步骤：
A、更改供电线路，如图3所示；
B、无论是系统第一次上电还是系统因其他原因待机，系统EMS执行保护控制策略；判断系统是否开机运行，如果是开机，执行上述的步骤S1-S4；否则，进入步骤C；
C、如果系统未开机且系统在一定时间内无任何操作，EMS判断电网是否有电，如果电网有电，系统辅助供电及UPS充电均由电网供给，系统等待开机运行；否则，进入步骤D；
D、电网断电且系统在一定时间内无任何操作，断开BMS的UPS供电及UPS的其他负荷用电，以减小UPS的损耗，延长UPS的供电时间；
E、系统等待操作或开机；否则,继续等待。
本实施例中，可有效延长系统UPS的待机时间，有效解决UPS经常被放空的现象，而造成系统停机，减少售后服务及维护成本；同时也间接减少了UPS的配置，起到降低设备成本的积极作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，应用于当储能系统在正常充放电循环时，电池刚好被放空，又遇上了电网停电的情况，其特征在于：包括以下具体控制实施步骤：
S1、系统在正常运行时，对电网是否有电进行不断判断，一旦出现电网停电后，系统对电池电量进行判断，如果电池SOC电量未达到设定值，则继续等待；否则进入步骤S2；
S2、电池SOC电量达到设定值后，切断BMS控制电源开关，实现BMS电池管理系统的断电，促使BMS二级控制盒内的接触器断开，实现电池与PCS(储能变流器)的连接，减少电池采集的损耗、PCS待机而造成的电池损耗，完成后进入步骤S3；
S3、能量管理系统EMS处于待机检测中，如果电网来电，则恢复BMS的供电，使BMS正常工作，接通BMS与PCS的连接，同时启动PCS给电池进行强制充电；否则，能量管理系统EMS继续保持待机检测状态；
S4、当电池充电一定电量后，系统转入自动运行策略，执行自动运行功能；
还应用于储能系统长时间的待机且无交流电源为UPS补电情况下，UPS耗完而不能为EMS、BMS正常供电导致储能系统故障而停机的情况，包括以下具体控制实施步骤：
A、无论是系统第一次上电还是系统因其他原因待机，系统EMS执行保护控制策略；判断系统是否开机运行，如果是开机，执行所述步骤S1-S4；否则，进入步骤B；
B、如果系统未开机且系统在一定时间内无任何操作，EMS判断电网是否有电，如果电网有电，系统辅助供电及UPS充电均由电网供给，系统等待开机运行；否则，进入步骤C；
C、电网断电且系统在一定时间内无任何操作，断开BMS的UPS供电及UPS的其他负荷用电，以减小UPS的损耗，延长UPS的供电时间；
D、系统等待操作或开机；否则,继续等待。
2.根据权利要求1所述的一种用于改善储能系统电池保护的控制方法，其特征在于，在进行步骤A之前需要更改供电线路。
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