一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法與流程

本發明涉及電力系統領域，具體為一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法。

背景技術：

眾所周知，電池是儲能系統中最重要的部分。現今應用于儲能系統的電池中，磷酸鐵鋰電池仍然占主流，雖然三元電池在崛起，但是仍然比較小眾，而鋰電池在未來很長的一段的時間內仍然會占據主要市場。然而鋰電池擁有眾多優點，在一致性的性能上卻不如三元電池，所以均衡控制方法在鋰電池儲能系統中發揮著舉足輕重的作用。

近些年來，對于鋰電池均衡控制方法的研究眾多，好的均衡控制方法能夠很好的管理鋰電池的一致性，但是相反也有很多均衡控制方法不夠成熟，反而會引起其他一些問題，得不償失。

考慮到均衡控制方法的重要性，必須從電池性能著手，制定針對本電池獨特有效的均衡控制方法，才能真正發揮均衡控制的效能， 延長儲能系統的壽命和使用安全性。均衡開始的限制條件很多方法都類似，即達到某個電壓限值，根據最大最小單體的壓差來判斷是否開啟，但是在均衡的過程中如果不加干預，有可能就會產生很多問題，不能達到理想的均衡效果。因此有必要進行改進。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法，包括步驟：

系統投入運行，儲能管理系統開啟各簇的均衡；

各簇分別進行均衡判斷，并遍歷所有BMU包的單體，找到并記錄每個BMU包最大電壓和最小電壓的單體位置及電壓值；

將所述每個BMU包最大電壓單體和最小電壓的單體的電壓值均與預設值比較，判斷各單體是否需要充放電均衡；

當需要開啟均衡，則每簇充放電單體個數相差不超過m個，且每簇充放電單體之和不超過n個，其中m、n均為整數，所述m和n的設定滿足單體電壓值跌落不超過單體電壓的20%，且放電均衡時單體均衡所放的電量不超過供電電源可吸收的范圍；

一段時間后停止所有均衡，并重復上述步驟。

作為該技術方案的改進，所述方法包括：

開啟所有電池簇的均衡；

遍歷所有簇計算出各簇需要開充電均衡和放電均衡的單體個數；

判斷每簇充電均衡的單體數和放電均衡的單體數是否相差超過3個；

若超過3個，則自動調整至充放電單體個數差為3個，并判斷每簇充放電均衡單體個數之和是否超過9個；若未超過3個，則直接判斷每簇充放電均衡單體個數之和是否超過9個；

若超過9個，則自動調整至充放電個數之和為9，并開啟對應單體均衡；若未超過9個，則直接開啟對應單體均衡。

進一步地，當放電的單體數少于充電的單體數時，將即可充電又可放電的單體設置為放電組；當充電的單體數少于放電的單體數時，則將即可充電又可放電的單體設置為充電組。

進一步地，將充電組各充電單體根據電壓大小進行升序排列，將放電組各放電單體進行降序排列。

進一步地，當單體進行充電均衡時，取電途徑為各電池簇的供電電源。

進一步地，當單體進行放電均衡時，放電途徑為將多余的電放至各電池簇的供電電源。

本發明的有益效果是：本發明提供的一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法，通過設置均衡過程中的限制條件，遵循每簇充放電單體個數在一定范圍內保持平衡，其相差不超過m個，且每簇充放電單體之和不超過n個，m和n滿足單體電壓值跌落不超過單體電壓的20%，且放電均衡時單體均衡所放出的電量不大于供電電源能吸收的范圍，以免有多余的電量被回饋到系統影響系統正常運行，使得可以保證儲能系統的正常運行，同時也可以保證系統的均衡功能的有效性，安全性高。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本發明一實施例的控制流程示意圖；

圖2是本發明第二實施例的控制流程示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法，包括步驟：

系統投入運行，儲能管理系統開啟各簇的均衡；

各簇分別進行均衡判斷，并遍歷所有BMU包的單體，找到并記錄每個BMU包最大電壓和最小電壓的單體位置及電壓值；

將所述每個BMU包最大電壓單體和最小電壓的單體的電壓值均與預設值比較，判斷各單體是否需要充放電均衡；

當需要開啟均衡，則每簇充放電單體個數相差不超過m個，且每簇充放電單體之和不超過n個，其中m、n均為整數，所述m和n的設定滿足單體電壓值跌落不超過單體電壓的20%，且放電均衡時單體均衡所放的電量不超過供電電源可吸收的范圍；

一段時間后停止所有均衡，并重復上述步驟。

作為該技術方案的改進，所述方法包括：

開啟所有電池簇的均衡；

遍歷所有簇計算出各簇需要開充電均衡和放電均衡的單體個數；

判斷每簇充電均衡的單體數和放電均衡的單體數是否相差超過3個；

若超過3個，則自動調整至充放電單體個數差為3個，并判斷每簇充放電均衡單體個數之和是否超過9個；若未超過3個，則直接判斷每簇充放電均衡單體個數之和是否超過9個；

若超過9個，則自動調整至充放電個數之和為9，并開啟對應單體均衡；若未超過9個，則直接開啟對應單體均衡。

進一步地，當放電的單體數少于充電的單體數時，將即可充電又可放電的單體設置為放電組；當充電的單體數少于放電的單體數時，則將即可充電又可放電的單體設置為充電組。

進一步地，將充電組各充電單體根據電壓大小進行升序排列，放電組各放電單體進行降序排列。

進一步地，所述單體進行充電均衡時，取電途徑為各電池簇的供電電源。

進一步地，所述單體進行放電均衡時，放電途徑為將多余的電放至各電池簇的供電電源。

本發明所采用的均衡方法是常用的充電均衡和放電均衡，但是在均衡的過程中加入了一些限制條件，是針對整個系統而專門設計的。

參照圖1，是本發明一實施例的控制流程示意圖。

1.系統投入運行以后，BAMS先使能所有簇的均衡功能，即開啟所有簇的均衡；

2.開啟后每一簇單獨進行自己的均衡判斷，因為每一簇都是一個獨立的小系統，各自進行各自的均衡互不干預；

3.每一簇的BCMS遍歷每簇內的所有BMU包的單體的電壓，找出每包的電壓最大的和電壓最小的單體，記錄其位置和電壓值；

4.將每包的這些最大電壓和最小電壓單體與設定的開啟均衡限值進行比較，如果最大單體電壓大于開啟放電均衡的限值，則判定其需要放電均衡。如果最小單體小于開啟充電均衡的限值，則判定其需要充電均衡；然后將需要充電均衡的單體放到充電組，需要放電均衡的單體放到放電組，如果放電的單體數較少，將即可充又可放的單體置于放電組，如果充電的較少，將即可充電又可放電的置于充電組，以保證兩組的平衡；

5.將充電組單體按其電壓值升序排列，放電組單體按其電壓值降序排列，這樣排序是為了確定需要均衡的優先級。因為充電時電壓越高越容易先達到保護值，所以越需要優先進行放電均衡。放電時電壓越低越容易先達到保護值，所以越需要優先進行充電均衡；

6.開啟均衡，遵循原則：每簇充放相差不能超過m個，并且每簇充放單體數之和最多不能超過n個。此處m和n對于不同的系統配置是不同的，可以隨時根據系統需要改變。m和n值可通過在實踐中測試而得到的，在保證系統24V正常供電的情況下允許同時最多進行的均衡個數即為n，n個中允許開啟充電均衡和允許開啟放電均衡的差值即為m，需實際進行系統測試而得出，但實際測試時會依據兩個邊界條件：一是在24V電源給系統進行充電均衡時，由于均衡個數太多導致電源給系統功能能力不夠，產生單體電壓值跌落，此跌落不能超過單體電壓的20%，20%是實際測試結果，經驗得出；二是當放電均衡時放出的電給24V電源時必須不能超過24V電源所承受的，否則會導致多出的電量回饋，系統無法正常運行，因此在滿足24V供電正常的情況下，充和放的單體個數一定要平衡；

7.需要充電的開充電均衡，需要放電的開放電均衡；

8.一段時間如兩分鐘后停止所有均衡，并重新進行上述過程。

參照圖2，是本發明第二實施例的控制流程示意圖。在均衡控制過程中，要求每簇需要充電均衡的單體和需要放電均衡的單體個數差不超過3個，同時二者之和不超過9個，即每簇同時最多有9個單體在做均衡，且充放之差的絕對值不超過3個。

制定這樣的均衡限制條件的原因是：單體進行充電均衡時，其取電途徑是簇的24V的供電電源，而單體放電時，也是將多余的電放到24V供電電源，所有必須保證24V供電的平衡，如果一味的只充電或只放電均衡，沒有限制，就會拉高或拉低24V供電，導致系統無法正常運行。因此，針對不同的系統均衡策略必須有不同的改變，均衡策略必須因系統而異，符合系統設計。

本發明提供的一種用于儲能系統均衡模塊的起停控制方法，通過設置均衡過程中的限制條件，遵循每簇充放電單體個數在一定范圍內保持平衡，其相差不超過m個，且每簇充放電單體之和不超過n個，m和n滿足單體電壓值跌落不超過單體電壓的20%，且放電均衡時單體均衡所放的電量不超過供電電源可吸收的范圍，使得可以保證儲能系統的正常運行，同時也可以保證系統的均衡功能的有效性，安全性高。

以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。