CN116345648A - 大型储能系统电池簇soc平衡方法、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大型储能系统电池簇SOC平衡方法、设备和存储介质，该方法包括步骤：通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算；若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件，则按照第一预设SOC校准值进行电池簇SOC校准；若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件，则向电池簇控制单元发送充电/放电截止指令及第二预设SOC校准值；电池簇控制单元根据接收到的充电/放电截止指令和第二预设SOC校准值进行电池簇SOC校准。本发明在系统充放电运行时，能快速实现各电池簇SOC差异平衡，不要求电池单体的一致性，能消除因SOC差异带来的系统性能下降，甚至停机的风险。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及大型储能系统电池簇SOC平衡方法、设备和存储介质。
背景技术
新型电力系统的构建过程中，发电侧体现为风电、光伏等可再生能源的占比持续提升。这将造成两大挑战，一是发电侧间歇性、波动性加大，发/用电失衡概率大幅提升；二是电力系统可调容量、惯量下降，系统应对失衡的能力弱化。
不附加储能的情况下，电网的风光消纳阈值在15%上下，当风光渗透率由20%向上提升将会造成系统净负荷的波动幅度、剧烈程度陡增。电网稳定性造成的消纳能力弱化是新能源消纳的潜在制约因素，大规模储能系统配置成为新能源发电渗透率进一步提升的必然选择。
大型储能系统通常由电池系统、储能变流器PCS和储能监控系统EMS组成。其中，电池系统包括电池堆和电池管理系统BMS，电池堆是由若干电池单体串联或串并联形成电池组，若干个电池组串联形成电池簇，再由数个电池簇并联而成电池堆；电池管理系统BMS用于对电池堆的每个电池单体进行管理，使得各个电池单体的荷电状态SOC基本一致，维持均衡状态。
现阶段，在多个电池簇并联使用的大型储能系统应用中，随着电池系统的循环使用，电池容量衰减带来的电池簇间的SOC差异问题日益凸显，随之而来的就是系统性能的下降，甚至无法使用，需要停机维护后使用，给客户带来停机风险或电力运营上的收益损失。
现有的储能系统SOC均衡方案大多是通过对电池单体或电池组进行控制，实现储能系统SOC的均衡。如：申请日为2022年11月8日，公开号为CN115754778A，名称为一种级联式储能的SOC均衡控制方法及装置的中国发明专利公开了一种级联式储能的SOC均衡控制方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤1，预先对级联式储能中电池组进行测试，并提取所述电池组中每一块单元电池的特征参量，以及基于所述特征参量构建所述每一块单元电池的健康状态与充放电电压之间的拟合函数；步骤2，将所述拟合函数中的特征点记载于估算控制表中，并实时监控所述电池组中每一块单元电池的充放电电压，以基于所述充放电电压对所述估算控制表中的特征点进行查询；步骤3，基于查询获得的特征点，获取所述电池组中每一块单元电池的健康状态，并调节所述级联式储能的反馈控制单元，以实现所述级联式储能的稳定输出。但是，由于上述发明专利是对电池单体进行独立控制，从而实现对电池组实时输出状态的控制，在电池系统充、放电运行时，这种控制方式容易导致均衡速度较慢，且对电池单体的一致性具有一定要求，无法快速进行各电池簇SOC差异平衡，消除因SOC差异带来的系统性能下降，甚至停机的风险。
发明内容
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供大型储能系统电池簇SOC平衡方法，包括以下步骤：
在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算；
通过所述电池簇控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的判断，所述电池簇SOC第一校准点根据电芯的电压和温度设定；
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件，则将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准；
通过所述储能系统控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的判断，所述电池簇SOC第二校准点根据电芯的电压和温度设定；
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件，则向所述电池簇控制单元发送充电/放电截止指令及第二预设SOC校准值；
所述电池簇控制单元根据接收到的充电/放电截止指令，将估算出的电池簇SOC值按照第二预设SOC校准值进行校准，所述储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的时间先于所述储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的时间。
进一步地，所述通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算包括以下步骤：
建立电池簇的等效电路模型；
基于-20℃至25℃下的HPPC测试数据，通过遗忘因子最小二乘法对模型参数进行辨识；
通过模型参数辨识结果建立环境温度的电芯数据库；
通过电芯数据库对所述电池簇控制单元采集的电池簇数据进行SOC估算。
进一步地，所述基于-20℃至25℃下的HPPC测试数据为电池簇在-20℃至25℃下HPPC测试的数据集，所述数据集包括温度、电压、电流。
进一步地，电池簇SOC校准点根据电芯的电压和温度设定包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最高值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最高值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到充电末期预设值；所述电池簇SOC第一校准点对应的充电末期预设值小于所述电池簇SOC第二校准点对应的充电末期预设值；
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最高值和温度最低值作为充电模式下电池簇SOC校准点对应的条件；
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，通过所述电芯控制单元实时采集电芯的电压最低值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最低值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到放电末期预设值；所述电池簇SOC第一校准点对应的放电末期预设值不小于所述电池簇SOC第二校准点对应的放电末期预设值；
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最低值和温度最低值作为放电模式下电池簇SOC校准点对应的条件。
进一步地，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第一预设SOC校准值；
若电池簇内电芯的SOC实际值达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯暂停充电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯继续充电，直至电芯的SOC实际值达到所述第一预设SOC校准值。
进一步地，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第二预设SOC校准值；
若电池簇内电芯的SOC实际值达到所述第二预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯暂停放电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯继续放电，直至电芯的SOC实际值达到所述第二预设SOC校准值。
进一步地，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的SOC实际值，计算电池簇内电芯的SOC平均值，从高于SOC平均值的电芯获取能量，通过电能化装置向低于SOC平均值的电芯补充能量。
进一步地，所述电池簇内电芯的SOC实际值的计算包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的数据集，所述数据集为对满电状态的电池以0.05C/0.1C倍率放电，达到截止放电条件时停止放电，静置30分钟，再以0.05C/0.1C倍率充电，达到截止充电条件时停止充电，记录的充放电电压；
通过所述数据集计算电芯的开路电压及所述开路电压对应的SOC值；
对所述开路电压及所述开路电压对应的SOC值进行拟合，得到开路电压和SOC值的拟合关系式；
通过所述开路电压和SOC值的拟合关系式计算所述电芯控制单元采集的开路电压数据对应的SOC值。
本发明的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现上述方法。
本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现上述方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供大型储能系统电池簇SOC平衡方法，在系统充、放电运行时，通过在电池簇层面进行SOC差异平衡，能够快速实现各电池簇SOC差异平衡，均衡速度更快，且不要求电池单体的一致性，能够消除因SOC差异带来的系统性能下降，甚至停机的风险。
本发明在储能系统管理层面和电池簇管理层面分别进行电池簇SOC平衡，在储能系统管理层面进行电池簇SOC平衡之前，考虑到随着电池系统的循环使用，电池容量衰减会带来电池簇间的SOC差异问题，即电池簇管理单元预计到在放电截止或充电截止会出现不均衡，先启动均衡过程，实现电池簇SOC主动均衡，有效提高储能系统SOC均衡能力，大大提高储能系统的安全性，能够提高储能系统的循环效率和使用寿命。并且通过在储能系统管理层面和电池簇管理层面设定不同的触发SOC均衡的条件，能够避免储能系统管理层面和电池簇管理层面同时进行电池簇SOC平衡带来的系统SOC数值突变，影响储能系统的正常工作，给客户带来停机风险或电力运营上的收益损失的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1的大型储能系统CAN网络拓扑结构图；
图2为实施例1的大型储能系统电池簇SOC平衡方法流程图；
图3为实施例1的电池包结构图；
图4为实施例1的集成模块结构图；
图5为实施例2的电子设备示意图；
图6为实施例3的存储介质示意图。
图中：1、集成模块；11、PCB板；12、串联铝排；13、镍片；2、电芯；3、支架；4、前面板；5、水冷管。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
本发明提供的大型储能系统电池簇SOC平衡方法是基于如图1所示的大型储能系统。该大型储能系统包括储能系统控制单元、若干电池簇控制单元、若干电芯控制单元，储能系统控制单元为图1中的MBMU，电池簇控制单元为图1中的SBMU1、SBMU2、…、SBMUx，电芯控制单元为图1中的MMU1、MMU2、…、MMUx。其中，MBMU为储能系统顶级主控，负责与若干电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx进行数据交互及控制，MBMU采集储能系统电流、汇流柜内熔断器状态，同时具备继电器驱动功能，SBMUx为储能系统次级主控，负责电池簇数据采集及控制，与MBMU进行数据交互，MMUx为储能系统从控，负责单体电芯数据采集，如电芯的电压数据和温度数据，与SBMUx进行数据交互。
储能系统控制单元用于储能系统充放电管理。储能系统控制单元用于在储能系统运行过程中进行充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的判断，若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件，则向电池簇控制单元发送充电/放电截止指令及第二预设SOC校准值；
电池簇控制单元用于在储能系统运行过程中进行对应电池簇SOC的估算、对应电池簇数据的采集（如电池簇电压、温度、电流等数据）及控制，进行充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的判断，若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件，则将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准；根据接收到的充电/放电截止指令，将估算出的电池簇SOC值按照第二预设SOC校准值进行校准，储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的时间先于储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的时间。
实施例1
一种大型储能系统电池簇SOC平衡方法，如图2所示，包括以下步骤：
在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算；电池簇控制单元用于对应电池簇数据的采集及控制，电池簇控制单元与储能系统控制单元、电芯控制单元进行数据交互。
如图1所示，通过电池簇控制单元SBMU1对电池簇1的SOC进行估算，对电池簇1的数据进行采集及控制，通过电池簇控制单元SBMU2对电池簇2的SOC进行估算，对电池簇2的数据进行采集及控制，通过电池簇控制单元SBMUx对电池簇x的SOC进行估算，对电池簇x的数据进行采集及控制。电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx与储能系统控制单元MBMU进行数据交互，电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx分别与对应的电芯控制单元MMU1、MMU2、…、MMUx进行数据交互。
本实施例中，通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算包括以下步骤：
建立电池簇的等效电路模型；由于电池簇内电芯存在环流现象，将电池簇当作一个整体，建立二阶RC网络等效电路模型，降低了对电池簇内电芯的一致性要求，使得预测SOC的精度和鲁棒性更好，从电池簇管理层面进行后续的SOC平衡，能够快速实现各电池簇SOC差异平衡。
由于储能系统实际是在复杂环境条件下使用，在使用过程中易受到时变的环境温度等影响。现有的电池模型构建方法大多是在几个恒定温度条件下进行的，如20℃、25℃等，使得构建的电池模型无法适用于不同温度下的SOC估算。
本实施例基于-20℃至25℃下的HPPC测试数据，也就是电池簇在-20℃至25℃下HPPC测试的数据集，数据集包括温度、电压、电流。通过遗忘因子最小二乘法对模型参数进行辨识，通过构建较大温度范围的电池簇模型，使得电池簇在不同温度下的SOC估算更准确。
通过模型参数辨识结果建立环境温度的电芯数据库，使得模型的参数能够适应不同环境温度下的SOC估算；
通过电芯数据库对电池簇控制单元采集的电池簇数据（包括电池簇总电压、电流、PDU内与电池架上的熔断器辅助触点状态等）进行SOC估算；电池簇控制单元还具备继电器驱动功能。
通过电池簇控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的判断，电池簇SOC第一校准点根据电芯的电压和温度设定，电芯的电压和温度数据通过电芯控制单元进行采集；
本实施例中的电池包结构如图3所示，电池包包括两个集成模块1、若干电芯2、支架3、两个前面板4和水冷管5。其中，电池包内的电芯2为圆柱电芯，电芯2的正负电极位于电芯的两端，即正负电极不同侧，电芯的正负极分别对应一个集成模块进行电连接和数据采集。如图4所示，集成模块1上集成有PCB板11、若干串联铝排12、镍片13、电压传感器、温度传感器，串联铝排用于串联电池包中的若干电芯，PCB板11通过镍片13与串联铝排电连接，PCB板11上布设有电芯控制单元，电芯控制单元通过镍片13与电压传感器、温度传感器电连接，电芯控制单元通过电压传感器采集电芯电压、电池包总电压，电芯控制单元通过温度传感器采集电芯温度，电芯控制单元还用于采集熔断器辅助触点状态，同时具备继电器驱动功能。具体地，电池簇SOC第一校准点根据电芯的电压和温度设定包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最高值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最高值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到充电末期预设值，如：将充电末期预设值设置为SOC=95%；其中，以磷酸铁锂为例，当SOC在20%~90%之间时，开路电压变化较小，此时电压的波动会导致对应的SOC变化较大，当SOC在较低区间和较高区间时，SOC变化引起的电压差值较大，适合校准。因此，通常将充电末期预设值设置在较高区间，比如90%~100%。
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最高值和温度最低值作为充电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件。比如：以磷酸铁锂电池（电芯额定电压为3.2V）储能系统为例，当电芯的电压最高值≥3500mV, 电芯的温度最低值≥20℃时,电池簇SOC达到95%，那么就将电芯的电压最高值≥3500mV, 电芯的温度最低值≥20℃作为充电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3520mV, 电芯的温度最低值≥15℃时,电池簇SOC达到95%，那么就将电芯的电压最高值≥3520mV, 电芯的温度最低值≥15℃作为充电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3550mV, 电芯的温度最低值≥10℃时,电池簇SOC达到95%，那么就将电芯的电压最高值≥3550mV, 电芯的温度最低值≥10℃作为充电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3580mV, 电芯的温度最低值＜10℃时,电池簇SOC达到95%，那么就将电芯的电压最高值≥3580mV, 电芯的温度最低值＜10℃作为充电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件。
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最低值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最低值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到放电末期预设值，如：将放电末期预设值设置为SOC=10%；其中，以磷酸铁锂为例，当SOC在20%~90%之间时，开路电压变化较小，此时电压的波动会导致对应的SOC变化较大，当SOC在较低区间和较高区间时，SOC变化引起的电压差值较大，适合校准。因此，通常将放电末期预设值设置在较低区间，比如0%~20%。
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最低值和温度最低值作为放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件。比如：当电芯的电压最低值≤3070mV, 电芯的温度最低值≥20℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3070mV, 电芯的温度最低值≥20℃作为放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤3050mV, 电芯的温度最低值≥15℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3050mV, 电芯的温度最低值≥15℃作为放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤3030mV, 电芯的温度最低值≥10℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3030mV, 电芯的温度最低值≥10℃作为放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤3000mV, 电芯的温度最低值＜10℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3000mV, 电芯的温度最低值＜10℃作为放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件。
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件，则将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准；通过电池簇控制单元在系统充、放电运行时，提前进行各电池簇SOC差异平衡，消除因SOC差异带来的系统性能下降，甚至停机的风险。
通过储能系统控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的判断，储能系统控制单元用于储能系统充放电管理，电池簇SOC第二校准点根据电芯的电压和温度设定；
具体地，电池簇SOC第二校准点根据电芯的电压和温度设定包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最高值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最高值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到充电末期预设值，如：将充电末期预设值设置为SOC=100%；电池簇SOC第一校准点对应的充电末期预设值小于电池簇SOC第二校准点对应的充电末期预设值；能够避免储能系统管理层面和电池簇管理层面同时进行电池簇SOC平衡带来的系统SOC数值突变，影响储能系统的正常工作，给客户带来停机风险或电力运营上的收益损失的问题。
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最高值和温度最低值作为充电模式下电池簇SOC校准点对应的条件。
比如：当电芯的电压最高值≥3600mV, 电芯的温度最低值≥20℃时,电池簇SOC达到100%，那么就将电芯的电压最高值≥3600mV, 电芯的温度最低值≥20℃作为充电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3610mV, 电芯的温度最低值≥15℃时,电池簇SOC达到100%，那么就将电芯的电压最高值≥3610mV, 电芯的温度最低值≥15℃作为充电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3630mV, 电芯的温度最低值≥10℃时,电池簇SOC达到100%，那么就将电芯的电压最高值≥3630mV, 电芯的温度最低值≥10℃作为充电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最高值≥3650mV, 电芯的温度最低值＜10℃时,电池簇SOC达到100%，那么就将电芯的电压最高值≥3650mV, 电芯的温度最低值＜10℃作为充电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件。
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最低值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最低值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到放电末期预设值，如：将放电末期预设值设置为SOC=10%；电池簇SOC第一校准点对应的放电末期预设值不小于电池簇SOC第二校准点对应的放电末期预设值；能够避免储能系统管理层面和电池簇管理层面同时进行电池簇SOC平衡带来的系统SOC数值突变，影响储能系统的正常工作，给客户带来停机风险或电力运营上的收益损失的问题。
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最低值和温度最低值作为放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件。
比如：当电芯的电压最低值≤3050mV, 电芯的温度最低值≥20℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3050mV, 电芯的温度最低值≥20℃作为放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤3030mV, 电芯的温度最低值≥15℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3030mV, 电芯的温度最低值≥15℃作为放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤3000mV, 电芯的温度最低值≥10℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤3000mV, 电芯的温度最低值≥10℃作为放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件；
当电芯的电压最低值≤2980mV, 电芯的温度最低值＜10℃时,电池簇SOC达到10%，那么就将电芯的电压最低值≤2980mV, 电芯的温度最低值＜10℃作为放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件。
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件，则向电池簇控制单元发送充电/放电截止指令及第二预设SOC校准值；
电池簇控制单元根据接收到的充电/放电截止指令，将估算出的电池簇SOC值按照第二预设SOC校准值进行校准，储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的时间先于储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的时间。
在完成储能系统管理层面和电池簇管理层面分别进行电池簇SOC平衡的基础上，为了保证电池组在深充深放条件下每个单体容量的充分释放，达到更高效的电池组应用，削弱电池不一致性的影响。在将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还可以在充电状态进行电芯SOC均衡，包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第一预设SOC校准值；其中，电池簇内电芯的SOC实际值的计算包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的数据集，数据集为对满电状态的电池以0.05C/0.1C倍率放电，达到截止放电条件时停止放电，静置30分钟，再以0.05C/0.1C倍率充电，达到截止充电条件时停止充电，记录的充放电电压；
通过数据集计算电芯的开路电压及开路电压对应的SOC值；
对开路电压及开路电压对应的SOC值进行拟合，得到开路电压和SOC值的拟合关系式；
通过开路电压和SOC值的拟合关系式计算电芯控制单元采集的开路电压数据对应的SOC值。
若电池簇内电芯的SOC实际值达到第一预设SOC校准值，则通过电芯控制单元控制电芯暂停充电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到第一预设SOC校准值，则通过电芯控制单元控制电芯继续充电，直至电芯的SOC实际值达到第一预设SOC校准值。
或者，还可以在放电状态进行电芯SOC均衡，具体包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第二预设SOC校准值；
若电池簇内电芯的SOC实际值达到第二预设SOC校准值，则通过电芯控制单元控制电芯暂停放电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到第一预设SOC校准值，则通过电芯控制单元控制电芯继续放电，直至电芯的SOC实际值达到第二预设SOC校准值。
在将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还可以通过以下步骤进行电芯的均衡，
或者，还可以在电池簇内进行电芯SOC均衡，具体包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的SOC实际值，计算电池簇内电芯的SOC平均值，从高于SOC平均值的电芯获取能量，通过电能化装置向低于SOC平均值的电芯补充能量。
实施例2
一种电子设备，如图5所示，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与存储器联接，并且当程序代码被处理器执行时，实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
实施例3
一种计算机可读存储介质，如图6所示，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算；
通过所述电池簇控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的判断，所述电池簇SOC第一校准点根据电芯的电压和温度设定；
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点对应的条件，则将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准；
通过所述储能系统控制单元进行充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的判断，所述电池簇SOC第二校准点根据电芯的电压和温度设定；
若储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点对应的条件，则向所述电池簇控制单元发送充电/放电截止指令及第二预设SOC校准值；
所述电池簇控制单元根据接收到的充电/放电截止指令，将估算出的电池簇SOC值按照第二预设SOC校准值进行校准，所述储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第一校准点的时间先于所述储能系统达到充电/放电模式下电池簇SOC第二校准点的时间。
2.如权利要求1所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，所述通过电池簇控制单元进行对应电池簇SOC的估算包括以下步骤：
建立电池簇的等效电路模型；
基于-20℃至25℃下的HPPC测试数据，通过遗忘因子最小二乘法对模型参数进行辨识；
通过模型参数辨识结果建立环境温度的电芯数据库；
通过电芯数据库对所述电池簇控制单元采集的电池簇数据进行SOC估算。
3.如权利要求2所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于：所述基于-20℃至25℃下的HPPC测试数据为电池簇在-20℃至25℃下HPPC测试的数据集，所述数据集包括温度、电压、电流。
4.如权利要求1所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，电池簇SOC校准点根据电芯的电压和温度设定包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，通过电芯控制单元实时采集电芯的电压最高值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最高值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到充电末期预设值；所述电池簇SOC第一校准点对应的充电末期预设值小于所述电池簇SOC第二校准点对应的充电末期预设值；
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最高值和温度最低值作为充电模式下电池簇SOC校准点对应的条件；
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，通过所述电芯控制单元实时采集电芯的电压最低值和温度最低值；
通过采集到的电芯的电压最低值和温度最低值匹配出SOC预测值；
判断匹配出的SOC预测值是否达到放电末期预设值；所述电池簇SOC第一校准点对应的放电末期预设值不小于所述电池簇SOC第二校准点对应的放电末期预设值；
是则将当前SOC预测值对应的电芯的电压最低值和温度最低值作为放电模式下电池簇SOC校准点对应的条件。
5.如权利要求4所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为充电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第一预设SOC校准值；
若电池簇内电芯的SOC实际值达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯暂停充电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯继续充电，直至电芯的SOC实际值达到所述第一预设SOC校准值。
6.如权利要求5所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
当储能系统当前的工作模式为放电模式时，获取电池簇内电芯的SOC实际值和第二预设SOC校准值；
若电池簇内电芯的SOC实际值达到所述第二预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯暂停放电；
若电池簇内电芯的SOC实际值未达到所述第一预设SOC校准值，则通过所述电芯控制单元控制电芯继续放电，直至电芯的SOC实际值达到所述第二预设SOC校准值。
7.如权利要求5所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，在所述将估算出的电池簇SOC值按照第一预设SOC校准值进行校准步骤之后还包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的SOC实际值，计算电池簇内电芯的SOC平均值，从高于SOC平均值的电芯获取能量，通过电能化装置向低于SOC平均值的电芯补充能量。
8.如权利要求5或6或7所述的大型储能系统电池簇SOC平衡方法，其特征在于，所述电池簇内电芯的SOC实际值的计算包括以下步骤：
获取电池簇内电芯的数据集，所述数据集为对满电状态的电池以0.05C/0.1C倍率放电，达到截止放电条件时停止放电，静置30分钟，再以0.05C/0.1C倍率充电，达到截止充电条件时停止充电，记录的充放电电压；
通过所述数据集计算电芯的开路电压及所述开路电压对应的SOC值；
对所述开路电压及所述开路电压对应的SOC值进行拟合，得到开路电压和SOC值的拟合关系式；
通过所述开路电压和SOC值的拟合关系式计算所述电芯控制单元采集的开路电压数据对应的SOC值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
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