一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法与流程

本发明涉及电力系统领域，具体为一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法。

背景技术：

众所周知，电池是储能系统中最重要的部分。现今应用于储能系统的电池中，磷酸铁锂电池仍然占主流，虽然三元电池在崛起，但是仍然比较小众，而锂电池在未来很长的一段的时间内仍然会占据主要市场。然而锂电池拥有众多优点，在一致性的性能上却不如三元电池，所以均衡控制方法在锂电池储能系统中发挥着举足轻重的作用。

近些年来，对于锂电池均衡控制方法的研究众多，好的均衡控制方法能够很好的管理锂电池的一致性，但是相反也有很多均衡控制方法不够成熟，反而会引起其他一些问题，得不偿失。

考虑到均衡控制方法的重要性，必须从电池性能着手，制定针对本电池独特有效的均衡控制方法，才能真正发挥均衡控制的效能， 延长储能系统的寿命和使用安全性。均衡开始的限制条件很多方法都类似，即达到某个电压限值，根据最大最小单体的压差来判断是否开启，但是在均衡的过程中如果不加干预，有可能就会产生很多问题，不能达到理想的均衡效果。因此有必要进行改进。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法，包括步骤：

系统投入运行，储能管理系统开启各簇的均衡；

各簇分别进行均衡判断，并遍历所有BMU包的单体，找到并记录每个BMU包最大电压和最小电压的单体位置及电压值；

将所述每个BMU包最大电压单体和最小电压的单体的电压值均与预设值比较，判断各单体是否需要充放电均衡；

当需要开启均衡，则每簇充放电单体个数相差不超过m个，且每簇充放电单体之和不超过n个，其中m、n均为整数，所述m和n的设定满足单体电压值跌落不超过单体电压的20%，且放电均衡时单体均衡所放的电量不超过供电电源可吸收的范围；

一段时间后停止所有均衡，并重复上述步骤。

作为该技术方案的改进，所述方法包括：

开启所有电池簇的均衡；

遍历所有簇计算出各簇需要开充电均衡和放电均衡的单体个数；

判断每簇充电均衡的单体数和放电均衡的单体数是否相差超过3个；

若超过3个，则自动调整至充放电单体个数差为3个，并判断每簇充放电均衡单体个数之和是否超过9个；若未超过3个，则直接判断每簇充放电均衡单体个数之和是否超过9个；

若超过9个，则自动调整至充放电个数之和为9，并开启对应单体均衡；若未超过9个，则直接开启对应单体均衡。

进一步地，当放电的单体数少于充电的单体数时，将即可充电又可放电的单体设置为放电组；当充电的单体数少于放电的单体数时，则将即可充电又可放电的单体设置为充电组。

进一步地，将充电组各充电单体根据电压大小进行升序排列，将放电组各放电单体进行降序排列。

进一步地，当单体进行充电均衡时，取电途径为各电池簇的供电电源。

进一步地，当单体进行放电均衡时，放电途径为将多余的电放至各电池簇的供电电源。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法，通过设置均衡过程中的限制条件，遵循每簇充放电单体个数在一定范围内保持平衡，其相差不超过m个，且每簇充放电单体之和不超过n个，m和n满足单体电压值跌落不超过单体电压的20%，且放电均衡时单体均衡所放出的电量不大于供电电源能吸收的范围，以免有多余的电量被回馈到系统影响系统正常运行，使得可以保证储能系统的正常运行，同时也可以保证系统的均衡功能的有效性，安全性高。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一实施例的控制流程示意图；

图2是本发明第二实施例的控制流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法，包括步骤：

系统投入运行，储能管理系统开启各簇的均衡；

各簇分别进行均衡判断，并遍历所有BMU包的单体，找到并记录每个BMU包最大电压和最小电压的单体位置及电压值；

将所述每个BMU包最大电压单体和最小电压的单体的电压值均与预设值比较，判断各单体是否需要充放电均衡；

当需要开启均衡，则每簇充放电单体个数相差不超过m个，且每簇充放电单体之和不超过n个，其中m、n均为整数，所述m和n的设定满足单体电压值跌落不超过单体电压的20%，且放电均衡时单体均衡所放的电量不超过供电电源可吸收的范围；

一段时间后停止所有均衡，并重复上述步骤。

作为该技术方案的改进，所述方法包括：

开启所有电池簇的均衡；

遍历所有簇计算出各簇需要开充电均衡和放电均衡的单体个数；

判断每簇充电均衡的单体数和放电均衡的单体数是否相差超过3个；

若超过3个，则自动调整至充放电单体个数差为3个，并判断每簇充放电均衡单体个数之和是否超过9个；若未超过3个，则直接判断每簇充放电均衡单体个数之和是否超过9个；

若超过9个，则自动调整至充放电个数之和为9，并开启对应单体均衡；若未超过9个，则直接开启对应单体均衡。

进一步地，当放电的单体数少于充电的单体数时，将即可充电又可放电的单体设置为放电组；当充电的单体数少于放电的单体数时，则将即可充电又可放电的单体设置为充电组。

进一步地，将充电组各充电单体根据电压大小进行升序排列，放电组各放电单体进行降序排列。

进一步地，所述单体进行充电均衡时，取电途径为各电池簇的供电电源。

进一步地，所述单体进行放电均衡时，放电途径为将多余的电放至各电池簇的供电电源。

本发明所采用的均衡方法是常用的充电均衡和放电均衡，但是在均衡的过程中加入了一些限制条件，是针对整个系统而专门设计的。

参照图1，是本发明一实施例的控制流程示意图。

1.系统投入运行以后，BAMS先使能所有簇的均衡功能，即开启所有簇的均衡；

2.开启后每一簇单独进行自己的均衡判断，因为每一簇都是一个独立的小系统，各自进行各自的均衡互不干预；

3.每一簇的BCMS遍历每簇内的所有BMU包的单体的电压，找出每包的电压最大的和电压最小的单体，记录其位置和电压值；

4.将每包的这些最大电压和最小电压单体与设定的开启均衡限值进行比较，如果最大单体电压大于开启放电均衡的限值，则判定其需要放电均衡。如果最小单体小于开启充电均衡的限值，则判定其需要充电均衡；然后将需要充电均衡的单体放到充电组，需要放电均衡的单体放到放电组，如果放电的单体数较少，将即可充又可放的单体置于放电组，如果充电的较少，将即可充电又可放电的置于充电组，以保证两组的平衡；

5.将充电组单体按其电压值升序排列，放电组单体按其电压值降序排列，这样排序是为了确定需要均衡的优先级。因为充电时电压越高越容易先达到保护值，所以越需要优先进行放电均衡。放电时电压越低越容易先达到保护值，所以越需要优先进行充电均衡；

6.开启均衡，遵循原则：每簇充放相差不能超过m个，并且每簇充放单体数之和最多不能超过n个。此处m和n对于不同的系统配置是不同的，可以随时根据系统需要改变。m和n值可通过在实践中测试而得到的，在保证系统24V正常供电的情况下允许同时最多进行的均衡个数即为n，n个中允许开启充电均衡和允许开启放电均衡的差值即为m，需实际进行系统测试而得出，但实际测试时会依据两个边界条件：一是在24V电源给系统进行充电均衡时，由于均衡个数太多导致电源给系统功能能力不够，产生单体电压值跌落，此跌落不能超过单体电压的20%，20%是实际测试结果，经验得出；二是当放电均衡时放出的电给24V电源时必须不能超过24V电源所承受的，否则会导致多出的电量回馈，系统无法正常运行，因此在满足24V供电正常的情况下，充和放的单体个数一定要平衡；

7.需要充电的开充电均衡，需要放电的开放电均衡；

8.一段时间如两分钟后停止所有均衡，并重新进行上述过程。

参照图2，是本发明第二实施例的控制流程示意图。在均衡控制过程中，要求每簇需要充电均衡的单体和需要放电均衡的单体个数差不超过3个，同时二者之和不超过9个，即每簇同时最多有9个单体在做均衡，且充放之差的绝对值不超过3个。

制定这样的均衡限制条件的原因是：单体进行充电均衡时，其取电途径是簇的24V的供电电源，而单体放电时，也是将多余的电放到24V供电电源，所有必须保证24V供电的平衡，如果一味的只充电或只放电均衡，没有限制，就会拉高或拉低24V供电，导致系统无法正常运行。因此，针对不同的系统均衡策略必须有不同的改变，均衡策略必须因系统而异，符合系统设计。

本发明提供的一种用于储能系统均衡模块的起停控制方法，通过设置均衡过程中的限制条件，遵循每簇充放电单体个数在一定范围内保持平衡，其相差不超过m个，且每簇充放电单体之和不超过n个，m和n满足单体电压值跌落不超过单体电压的20%，且放电均衡时单体均衡所放的电量不超过供电电源可吸收的范围，使得可以保证储能系统的正常运行，同时也可以保证系统的均衡功能的有效性，安全性高。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。