CN116345640B - 一种并联型直流电源管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种并联型直流电源管理系统及方法,其系统包括:配置模块,用于配置并联型直流电源的充放电管理架构;控制模块,用于根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;管理模块,用于依托充电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。本发明在不改变原有配电构造的情况下,仅对电池侧进行分组或分块管理,就能完成系统升级,达到并联电源的效果,可减少系统设计、简化施工难度、提高工程施工效率;同时,将充电单元远离电池单元布置,有利系统热管理,提高电池寿命和系统可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及直流电源管理技术领域,尤其涉及一种并联型直流电源管理系统及方法。
背景技术
在变电站、数字机房和配电机房等直流电源系统中,传统的串联型直流系统,由于电池串联,电池一致性要求高,其中一个落后电池,影响整个直流系统,系统可靠不高;现有的一体式电池并联模块,将交流和直流整合在一起,模块控制复杂、成本高;并且系统走线复杂,不利于生产和旧站的改造施工。
因此,有必要提供一种并联型直流电源管理系统及方法。
发明内容
本发明提供了一种并联型直流电源管理系统及方法,在不改变原有直流系统构造的情况下,仅对电池侧进行设计改造,就能完成系统升级,达到并联电源的效果,可减少系统设计,简化施工难度,提高工程施工效率;同时,将充电单元远离电池单元布置,有利系统热管理,提高电池寿命和系统可靠性。
本发明提供了一种并联型直流电源管理系统,包括:
配置模块,用于配置并联型直流电源的充放电管理架构;
控制模块,用于根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
管理模块,用于依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
进一步地,充电管理架构包括:交流输入进线单元、若干个充电单元、直流母线、交流母线、若干个双向直流转直流转换器并联单元、若干个电池单元、若干个馈线单元、故障录波单元和智慧管理单元;
交流输入进线单元连接交流母线,交流母线连接充电单元,充电单元连接直流母线,直流母线连接双向直流转直流转换器并联单元,直流母线连接馈线单元,双向直流转直流转换器并联单元连接电池单元,电池单元通过续流回路连接直流母线;智慧管理单元与交流输入进线单元、故障录波单元、充电单元、双向直流转直流转换器并联单元和馈线单元相连接。
进一步地,控制模块包括交流输入控制子模块和交流输入失电控制子模块;
交流输入控制子模块,用于在交流输入进线正常时,交流输入进线单元输入电能,通过充电单元,为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元和双向直流转直流转换器并联单元提供能量,双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电;
交流输入失电控制子模块,用于在交流输入进线失电或直流母线电压异常时,电池单元中的电池提供电能给双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元提供能量。
进一步地,管理模块包括充放电状态监控子模块和电池核容管理子模块;
充放电状态监控子模块,用于在交流输入进线正常时,通过双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电,并监控电池单元中电池在充电过程中的充电状态;充电状态包括均充状态和浮充状态;直流母线电压异常时,通过双向直流转直流转换器并联单元向直流母线放电,保持直流母线的正常供电。
电池核容管理子模块,用于在交流输入进线正常时,智慧管理单元向单个双向直流转直流转换器并联单元发送核容命令,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,当电池单元放出能量达到设定容量值或电压值与预设的放电终止电压值相等时,双向直流转直流转换器并联单元停止反向放电进程,随即双向直流转直流转换器并联单元启动为电池单元充电过程,当电池单元容量充电过程完成后,双向直流转直流转换器并联单元向智慧管理单元反馈核容结果;若存在若干个双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元按设定控制逻辑及顺序,为若干个电池单元进行核容。
进一步地,电池核容管理子模块还包括电池健康状态判定分子模块;
电池健康状态判定分子模块,用于通过智慧管理单元获取电池单元在放电过程中的若干个电压值和若干个电流值,将电压值和电流值作为纵坐标,将放电时间作为横坐标,绘制生成电压随时间演变过程的电压曲线、以及电流随时间演变过程的电流曲线,基于电压曲线和电流曲线,利用数据分析模型,对电池进行健康状态判定。
进一步地,管理模块还包括充放电异常处理子模块;
充放电异常处理子模块,用于通过获取充电单元、直流母线和电池单元的充放电异常数据,并对充放电异常数据进行分析,获得充放电异常处理方案。
进一步地,充放电管理架构还包括:将馈线单元设置在屏柜、或箱体中,将充电单元设置在屏柜、或箱体中,将双向直流转直流转换器并联单元和电池单元就近布局设置在屏柜、箱体或电池架中。
进一步地,充电状态监控子模块还包括充放电状态转换控制评估应对分子模块,用于评估充放电状态转换是否满足评估条件,若不满足,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对;充放电状态转换控制评估应对分子模块包括:
设置充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态标准值;获取充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态测试值,获取电池荷电状态测试值与电池荷电状态标准值的差值;
若差值大于预设的差值阈值,则中止充放电状态转换;若差值小于预设的差值阈值,则将差值设为第一差值;根据第一差值的大小,根据预设的第一差值与应对方案匹配库,选择相匹配的应对方案;应对方案包括提高充电电流和应用充电电流延长充电周期的若干个充电电流-充电周期的组合项;应对方案还包括终止放电状态。
根据预设的温度预测模型,在采用组合项进行应对时,预测获得电池的温度上升速率,选择温度上升速率小于预设的温度上升速率阈值,并且温度上升速率最小的组合项进行应对。
进一步地,对电池进行健康状态判定还包括:
根据电压曲线和电流曲线,获取影响电池健康状态的若干个参数,将参数依托多项式回归算法,获得电池健康值计算模型;
基于电池健康值计算模型,计算获得电池的若干个核容周期的若干个健康值;将健康值记录在预设的坐标系中,生成健康值跟踪曲线;获取健康值跟踪曲线的分段斜率变化值和健康值突变次数;基于分段斜率变化值和健康值突变次数,生成健康值评定级别分级标准;
根据健康值评定级别分级标准,对电池健康值进行评定,若某一核容周期后,电池健康值达到高风险级别时,对电池进行告警以及更换处理。
一种并联型直流电源管理方法,包括:
S1:配置并联型直流电源的充放电管理架构;
S2:根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制并联型直流电源的充放电;
S3:依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明提供了一种并联型直流电源管理系统及方法,在不改变原有直流系统构造的情况下,仅对电池侧进行设计改造,就能完成系统升级,达到并联电源的效果,可减少系统设计,简化施工难度,提高工程施工效率;同时,将充电单元远离电池单元布置,有利系统热管理,提高电池寿命和系统可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为并联型直流电源管理系统结构示意图;
图2为并联型直流电源管理的充放电管理架构结构示意图;
图3为并联型直流电源管理系统的控制模块结构示意图;
图4为并联型直流电源管理方法步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种并联型直流电源管理系统,如图1所示,包括:
配置模块,用于配置并联型直流电源的充放电管理架构;
控制模块,用于根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
管理模块,用于依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
上述技术方案的工作原理为:配置模块,用于配置并联型直流电源的充放电管理架构;
控制模块,用于根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
管理模块,用于依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,在不改变原有直流系统构造的情况下,仅对电池侧进行设计改造,就能完成系统升级,达到并联电源的效果,可减少系统设计,简化施工难度,提高工程施工效率;同时,将充电单元远离电池单元布置,有利系统热管理,提高电池寿命和系统可靠性。
在一个实施例中,如图2所示,充放电管理架构包括:交流输入进线单元、若干个充电单元、直流母线、交流母线、若干个双向直流转直流转换器并联单元、若干个电池单元、若干个馈线单元、故障录波单元和智慧管理单元;
交流输入进线单元连接交流母线,交流母线连接充电单元,充电单元连接直流母线,直流母线连接双向直流转直流转换器并联单元,直流母线连接馈线单元,双向直流转直流转换器并联单元连接电池单元,电池单元通过续流回路连接直流母线;智慧管理单元与交流输入进线单元、故障录波单元、充电单元、双向直流转直流转换器并联单元和馈线单元相连接。
上述技术方案的工作原理为:充放电管理架构包括:交流输入进线单元、若干个充电单元、直流母线、交流母线、若干个双向直流转直流转换器并联单元、若干个电池单元、若干个馈线单元、故障录波单元和智慧管理单元;
交流输入进线单元连接交流母线,交流母线连接充电单元,充电单元连接直流母线,直流母线连接双向直流转直流转换器并联单元,直流母线连接馈线单元,双向直流转直流转换器并联单元连接电池单元,电池单元通过续流回路连接直流母线;智慧管理单元与交流输入进线单元、故障录波单元、充电单元、双向直流转直流转换器并联单元和馈线单元相连接。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过配置充放电管理架构,以及管理架构内的连接关系,便于电池的充放电控制和管理。
在一个实施例中,如图3所示,控制模块包括交流输入控制子模块和交流输入失电控制子模块;
交流输入控制子模块,用于在交流输入进线正常时,交流输入进线单元输入电能,通过充电单元为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元和双向直流转直流转换器并联单元提供能量,双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电;
交流输入失电控制子模块,用于在交流输入进线失电或直流母线电压异常时,电池单元中的电池提供电能给双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元提供能量。
上述技术方案的工作原理为:控制模块包括交流输入控制子模块和交流输入失电控制子模块;
交流输入控制子模块,用于在交流输入进线正常时,交流输入进线单元输入电能,通过交流母线和充电单元,为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元和双向直流转直流转换器并联单元提供能量,双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电;
交流输入失电控制子模块,用于在交流输入进线失电或直流母线电压异常时,电池单元中的电池提供电能给双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元提供能量。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过区分交流输入进线正常时,以及交流输入进线失电或直流母线电压异常时不同的充电和反向放电方式,提高了电池充放电的控制水平。
在一个实施例中,管理模块包括充放电状态监控子模块和电池核容管理子模块;
充放电状态监控子模块,用于在交流输入进线正常时,通过双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电,并监控电池单元中电池在充电过程中的充电状态;充电状态包括均充状态和浮充状态;直流母线电压异常时,通过双向直流转直流转换器并联单元向直流母线放电,保持直流母线的正常供电;
电池核容管理子模块,用于在交流输入进线正常时,智慧管理单元向单个双向直流转直流转换器并联单元发送核容命令,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,当电池单元放出能量达到设定容量值或电压值与预设的放电终止电压值相等时,双向直流转直流转换器并联单元停止反向放电进程,随即双向直流转直流转换器并联单元启动为电池单元充电过程,当电池单元容量充电过程完成后,双向直流转直流转换器并联单元向智慧管理单元反馈核容结果;若存在若干个双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元按设定控制逻辑及顺序,为若干个电池单元进行核容。
上述技术方案的工作原理为:管理模块包括充放电状态监控子模块和电池核容管理子模块;
充放电状态监控子模块,用于在交流输入进线正常时,通过双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电,并监控电池单元中电池在充电过程中的充电状态;充电状态包括均充状态和浮充状态;直流母线电压异常时,通过双向直流转直流转换器并联单元向直流母线放电,保持直流母线的正常供电;
电池核容管理子模块,用于在交流输入进线正常时,智慧管理单元向单个双向直流转直流转换器并联单元发送核容命令,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,当电池单元放出能量达到设定容量值或电压值与预设的放电终止电压值相等时,双向直流转直流转换器并联单元停止反向放电进程,随即双向直流转直流转换器并联单元启动为电池单元充电过程,当电池单元容量充电过程完成后,双向直流转直流转换器并联单元向智慧管理单元反馈核容结果;若存在若干个双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元按设定控制逻辑及顺序,为若干个电池单元进行核容。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过利用智慧管理单元进行充放电状态下的监控以及电池核容管理,可提高电池充电过程的管理效率。
在一个实施例中,电池核容管理子模块还包括电池健康状态判定分子模块;
电池健康状态判定分子模块,用于通过智慧管理单元获取电池单元在放电过程中的若干个电压值和若干个电流值,将电压值和电流值作为纵坐标,将放电时间作为横坐标,绘制生成电压随时间演变过程的电压曲线、以及电流随时间演变过程的电流曲线,基于电压曲线和电流曲线,利用数据分析模型,对电池进行健康状态判定。
上述技术方案的工作原理为:电池核容管理子模块还包括电池健康状态判定分子模块;电池健康状态判定分子模块,用于通过智慧管理单元获取电池单元在放电过程中的若干个电压值和若干个电流值,将电压值和电流值作为纵坐标,将放电时间作为横坐标,绘制生成电压随时间演变过程的电压曲线、以及电流随时间演变过程的电流曲线,基于电压曲线和电流曲线,利用数据分析模型,对电池进行健康状态判定。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过进行电池核容过程中的电池健康状态判定,利用电压曲线和电流曲线,以及数据分析模型可直观地获得电池的健康状态。
在一个实施例中,管理模块还包括充放电异常处理子模块;
充放电异常处理子模块,用于通过获取充电单元、直流母线和电池单元的充放电异常数据,并对充放电异常数据进行分析,获得充放电异常处理方案。
上述技术方案的工作原理为:管理模块还包括充放电异常处理子模块;
充放电异常处理子模块,用于通过获取充电单元、直流母线和电池单元的充放电异常数据,并对充放电异常数据进行分析,获得充放电异常处理方案。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过获取充放电异常处理方案,为及时地进行应对处理提供参考。
在一个实施例中,充电管理架构还包括:将馈线单元设置在独立的屏柜中,将充电单元设置在独立的屏柜中,将双向直流转直流转换器并联单元和电池单元设置在独立的屏柜中。
上述技术方案的工作原理为:充电管理架构还包括:将馈线单元设置在屏柜、或箱体中,将充电单元设置在屏柜、或箱体中,将双向直流转直流转换器并联单元和电池单元就近布局设置在屏柜、箱体或电池架中。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过设置不同的屏柜或不同的布局方式,可保证当双向直流转直流转换器并联单元长时间工作在浮充状态下时,可减少双向直流转直流转换器并联单元和电池单元设置所在的屏柜、箱体或空间的发热量,从而减少对电池环境温度影响;充电单元设置在独立的屏柜、或箱体中,可保证在交流输入进线正常时,直流母线能量都由充电单元提供,将长时间发热主件限制在充电单元所在的屏柜或箱体,减少对电池的发热影响。
在一个实施例中,充放电状态监控子模块还包括充放电状态转换控制评估应对分子模块,用于评估充放电状态转换是否满足评估条件,若不满足,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对;充电状态转换控制评估应对分子模块包括:
设置充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态标准值;获取充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态测试值,获取电池荷电状态测试值与电池荷电状态标准值的差值;
若差值大于预设的差值阈值,则中止充放电状态转换;若差值小于预设的差值阈值,则将差值设为第一差值;根据第一差值的大小,根据预设的第一差值与应对方案匹配库,选择相匹配的应对方案;应对方案包括提高充电电流和应用充电电流延长充电周期的若干个充电电流-充电周期的组合项;应对方案还包括终止放电状态。
根据预设的温度预测模型,在采用组合项进行应对时,预测获得电池的温度上升速率,选择温度上升速率小于预设的温度上升速率阈值,并且温度上升速率最小的组合项进行应对。
上述技术方案的工作原理为:充放电状态监控子模块还包括充放电状态转换控制评估应对分子模块,用于评估充放电状态转换是否满足评估条件,若不满足,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对;充电状态转换控制评估应对分子模块包括:
设置充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态标准值;获取充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态测试值,获取电池荷电状态测试值与电池荷电状态标准值的差值;
若差值大于预设的差值阈值,则中止充放电状态转换;若差值小于预设的差值阈值,则将差值设为第一差值;根据第一差值的大小,根据预设的第一差值与应对方案匹配库,选择相匹配的应对方案;应对方案包括提高充电电流和应用充电电流延长充电周期的若干个充电电流-充电周期的组合项;应对方案还包括终止放电状态。
根据预设的温度预测模型,在采用组合项进行应对时,预测获得电池的温度上升速率,选择温度上升速率小于预设的温度上升速率阈值,并且温度上升速率最小的组合项进行应对。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过评估充放电状态转换是否满足评估条件,并根据不满足的情况,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对,可提高充放电状态转换的应对质量。
在一个实施例中,对电池进行健康状态判定还包括:
根据电压曲线和电流曲线,获取影响电池健康状态的若干个参数,将参数依托多项式回归算法,获得电池健康值计算模型;
基于电池健康值计算模型,计算获得电池的若干个核容周期的若干个健康值;将健康值记录在预设的坐标系中,生成健康值跟踪曲线;获取健康值跟踪曲线的分段斜率变化值和健康值突变次数;基于分段斜率变化值和健康值突变次数,生成健康值评定级别分级标准;
根据健康值评定级别分级标准,对电池健康值进行评定,若某一核容周期后,电池健康值达到高风险级别时,对电池进行告警以及更换处理。
上述技术方案的工作原理为:对电池进行健康状态判定还包括:
根据电压曲线和电流曲线,获取影响电池健康状态的若干个参数,将参数依托多项式回归算法,获得电池健康值计算模型;
基于电池健康值计算模型,计算获得电池的若干个核容周期的若干个健康值;将健康值记录在预设的坐标系中,生成健康值跟踪曲线;获取健康值跟踪曲线的分段斜率变化值和健康值突变次数;基于分段斜率变化值和健康值突变次数,生成健康值评定级别分级标准;
根据健康值评定级别分级标准,对电池健康值进行评定,若某一核容周期后,电池健康值达到高风险级别时,对电池进行告警以及更换处理。
电池电量均衡管理是电池管理的重要内容,由于充电过程中的处于不同温度或不同充电电流的影响,导致出现的各个电池的电量不均衡问题,需要采取均衡策略来实现电池之间电量均衡一致;在电池充电过程中的处于不同温度或不同充电电流的情况下,电池的荷电状态与端电压特性曲线之间有着良好的线性拟合度,将端电压作为均衡判别的依据,通过测量电池的端电压值,可为均衡方案的制定提供参考。借助电池等效电路模型可测量获取电池端电压与开路电压之间内在关系,分析端电压与电池荷电状态,制定不同充电状态下的均衡控制方案;端电压的计算公式为:
上式中,代表端电压,/>代表均衡系数,/>代表开路电压,/>代表电池内的欧姆内阻两端的电压,/>代表电池的极化电压;/>代表电池的荷电状态,当电池的荷电状态处于时,端电压有不同的取值,根据荷电状态的不同阶段,可制定不同充电状态下的均衡控制方案。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,通过核容周期结束后,评定电池的健康状态,并进行记录、更新、评级,以及达到高风险级时进行处理,可以提高对电池的核容后的健康状况进行及时跟踪,有利于电池的健康管理;通过计算获得端电压的取值,可根据荷电状态的不同阶段,制定不同充电状态下的均衡控制方案,有利于提高电池充电过程中的管理水平。
本发明提供了一种并联型直流电源管理方法,如图4所示,包括:
S1:配置并联型直流电源的充放电管理架构;
S2:根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
S3:依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
上述技术方案的工作原理为:配置并联型直流电源的充放电管理架构;根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案,在不改变原有直流系统构造的情况下,仅对电池侧进行设计改造,就能完成系统升级,达到并联电源的效果,可减少系统设计,简化施工难度,提高工程施工效率;同时,将充电单元远离电池单元布置,有利系统热管理,提高电池寿命和系统可靠性。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,包括:
配置模块,用于配置并联型直流电源的充放电管理架构;
控制模块,用于根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
管理模块,用于依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程;
控制模块包括交流输入控制子模块和交流输入失电控制子模块;
交流输入控制子模块,用于在交流输入进线正常时,交流输入进线单元输入电能,通过充电单元,为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元和双向直流转直流转换器并联单元提供能量,双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电;
交流输入失电控制子模块,用于在交流输入进线失电或直流母线电压异常时,电池单元中的电池提供电能给双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元提供能量;
管理模块包括充放电状态监控子模块和电池核容管理子模块;
充放电状态监控子模块,用于在交流输入进线正常时,通过双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电,并监控电池单元中电池在充电过程中的充电状态;充电状态包括均充状态和浮充状态;直流母线电压异常时,通过双向直流转直流转换器并联单元向直流母线放电,保持直流母线的正常供电;
电池核容管理子模块,用于在交流输入进线正常时,智慧管理单元向单个双向直流转直流转换器并联单元发送核容命令,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,当电池单元放出能量达到设定容量值或电压值与预设的放电终止电压值相等时,双向直流转直流转换器并联单元停止反向放电进程,随即双向直流转直流转换器并联单元启动为电池单元充电过程,当电池单元容量充电过程完成后,双向直流转直流转换器并联单元向智慧管理单元反馈核容结果;若存在若干个双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元按设定控制逻辑及顺序,为若干个电池单元进行核容;
充放电状态监控子模块还包括充放电状态转换控制评估应对分子模块,用于评估充放电状态转换是否满足评估条件,若不满足,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对;充放电状态转换控制评估应对分子模块包括:
设置充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态标准值;获取充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态测试值,获取电池荷电状态测试值与电池荷电状态标准值的差值;
若差值大于预设的差值阈值,则中止充放电状态转换;若差值小于预设的差值阈值,则将差值设为第一差值;根据第一差值的大小,根据预设的第一差值与应对方案匹配库,选择相匹配的应对方案;应对方案包括提高充电电流和应用充电电流延长充电周期的若干个充电电流-充电周期的组合项;应对方案还包括终止放电状态;
根据预设的温度预测模型,在采用组合项进行应对时,预测获得电池的温度上升速率,选择温度上升速率小于预设的温度上升速率阈值,并且温度上升速率最小的组合项进行应对。
2.根据权利要求1所述的一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,充放电管理架构包括:交流输入进线单元、若干个充电单元、直流母线、交流母线、若干个双向直流转直流转换器并联单元、若干个电池单元、若干个馈线单元、故障录波单元和智慧管理单元;
交流输入进线单元连接交流母线,交流母线连接充电单元,充电单元连接直流母线,直流母线连接双向直流转直流转换器并联单元,直流母线连接馈线单元,双向直流转直流转换器并联单元连接电池单元,电池单元通过续流回路连接直流母线;智慧管理单元与交流输入进线单元、故障录波单元、充电单元、双向直流转直流转换器并联单元和馈线单元相连接。
3.根据权利要求1所述的一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,电池核容管理子模块还包括电池健康状态判定分子模块;
电池健康状态判定分子模块,用于通过智慧管理单元获取电池单元在放电过程中的若干个电压值和若干个电流值,将电压值和电流值作为纵坐标,将放电时间作为横坐标,绘制生成电压随时间演变过程的电压曲线、以及电流随时间演变过程的电流曲线,基于电压曲线和电流曲线,利用数据分析模型,对电池进行健康状态判定。
4.根据权利要求2所述的一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,管理模块还包括充放电异常处理子模块;
充放电异常处理子模块,用于通过获取充电单元、直流母线和电池单元的充放电异常数据,并对充放电异常数据进行分析,获得充放电异常处理方案。
5.根据权利要求2所述的一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,充放电管理架构还包括:将馈线单元设置在屏柜、或箱体中,将充电单元设置在屏柜、或箱体中,将双向直流转直流转换器并联单元和电池单元就近布局设置在屏柜、箱体或电池架中。
6.根据权利要求3所述的一种并联型直流电源管理系统,其特征在于,对电池进行健康状态判定还包括:
根据电压曲线和电流曲线,获取影响电池健康状态的若干个参数,将参数依托多项式回归算法,获得电池健康值计算模型;
基于电池健康值计算模型,计算获得电池的若干个核容周期的若干个健康值;将健康值记录在预设的坐标系中,生成健康值跟踪曲线;获取健康值跟踪曲线的分段斜率变化值和健康值突变次数;基于分段斜率变化值和健康值突变次数,生成健康值评定级别分级标准;
根据健康值评定级别分级标准,对电池健康值进行评定,若某一核容周期后,电池健康值达到高风险级别时,对电池进行告警以及更换处理。
7.一种并联型直流电源管理方法,其特征在于,包括:
S1:配置并联型直流电源的充放电管理架构;
S2:根据交流输入进线和直流母线的工作状态,基于充放电管理架构,控制双向直流转直流转换器并联单元的充放电状态;
S3:依托充放电管理架构中的智慧管理单元,管理双向直流转直流转换器并联单元的充放电进程;
在交流输入进线正常时,交流输入进线单元输入电能,通过充电单元,为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元和双向直流转直流转换器并联单元提供能量,双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电;
在交流输入进线失电或直流母线电压异常时,电池单元中的电池提供电能给双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,直流母线向馈线单元提供能量;
在交流输入进线正常时,通过双向直流转直流转换器并联单元为电池单元中的电池充电,并监控电池单元中电池在充电过程中的充电状态;充电状态包括均充状态和浮充状态;直流母线电压异常时,通过双向直流转直流转换器并联单元向直流母线放电,保持直流母线的正常供电;
在交流输入进线正常时,智慧管理单元向单个双向直流转直流转换器并联单元发送核容命令,双向直流转直流转换器并联单元反向放电为直流母线提供能量,当电池单元放出能量达到设定容量值或电压值与预设的放电终止电压值相等时,双向直流转直流转换器并联单元停止反向放电进程,随即双向直流转直流转换器并联单元启动为电池单元充电过程,当电池单元容量充电过程完成后,双向直流转直流转换器并联单元向智慧管理单元反馈核容结果;若存在若干个双向直流转直流转换器并联单元,双向直流转直流转换器并联单元按设定控制逻辑及顺序,为若干个电池单元进行核容;
评估充放电状态转换是否满足评估条件,若不满足,则评估预设的应对策略后,选择合理的应对策略进行应对;充放电状态转换控制评估应对分子模块包括:
设置充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态标准值;获取充放电状态转换控制时对应的电池荷电状态测试值,获取电池荷电状态测试值与电池荷电状态标准值的差值;
若差值大于预设的差值阈值,则中止充放电状态转换;若差值小于预设的差值阈值,则将差值设为第一差值;根据第一差值的大小,根据预设的第一差值与应对方案匹配库,选择相匹配的应对方案;应对方案包括提高充电电流和应用充电电流延长充电周期的若干个充电电流-充电周期的组合项;应对方案还包括终止放电状态;
根据预设的温度预测模型,在采用组合项进行应对时,预测获得电池的温度上升速率,选择温度上升速率小于预设的温度上升速率阈值,并且温度上升速率最小的组合项进行应对。
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