1.本发明涉及储能领域，具体地，涉及一种大型储能系统及其强制均衡方法。
背景技术：2.随着电池技术的发展和电池成本的降低，大型储能系统项目的建设越来越多，参与调频，调峰，稳网等功能。在系统调试和运行过程中，由于实际工况复杂，电池单体随着内外环境、工况使用等因素而导致电压的不一致，需要增加强制均衡功能，以达到提升电池的放电能力以及使用寿命的目的。一般情况下，唯有在sbcu处于维护模式下，电池充满电后，才能开启均衡，但是维护的时间是非常久的，而且需要进行充电，为了开启均衡，需要耗费大量的时间、人力以及电能，同时，若是现场无法充电，那也无法开启均衡，存在很大的局限性。
3.专利文献为cn110323802b的发明专利公开了一种储能系统的充电均衡装置和方法，该装置包括n个储能单元、储能状态采集单元、充电电源规格判断单元、充电控制单元和n个充电执行单元。该充电控制单元根据储能系统充电所需电压值以及每个储能单元的实时电压和/或实时温度状态信息选择合适的充电电源对储能单元进行充电，使得电压较低和/或温度较低的储能单元被优先充电，从而达到充电均衡的目的，有利于提高储能系统的寿命和安全性能。但是上述方案具有很大的局限性。
技术实现要素：4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大型储能系统及其强制均衡方法。
5.根据本发明提供的一种大型储能系统，包括上位机模块、pcs模块、sbcu模块以及mbcu模块，其中：
6.每个pcs模块下的多个电池簇并联，每个电池簇通过一sbcu模块管理；
7.单台pcs下的所有电池簇对应的sbcu模块通过一mbcu模块协调和管理；
8.多个mbcu模块接入上位机模块，上位机模块通过mbcu模块对sbcu模块发送均衡命令。
9.优选地，上位机模块和mbcu模块之间，mbcu模块和sbcu模块通过总线连接。
10.根据本发明提供的一种基于上述的大型储能系统的强制均衡方法，包括如下步骤：
11.强制命令发送步骤：上位机发送强制均衡命令；
12.强制均衡开启处理步骤：sbcu模块在收到强制均衡命令后，判断当前条件是否允许开启强制均衡，若允许，则自动寻找需要被均衡的单体，记录位置，开启强制均衡；若不允许，则不执行操作；
13.强制命令关闭步骤：关闭强制均衡。
14.优选地，上位机发送强制均衡命令，包括手动控制上位机发送强制均衡命令，或者
上位机对电池的数据进行监控，当达到设定值后，自动发送开启强制均衡的命令。
15.优选地，关闭强制均衡包括手动控制上位机发送关闭强制均衡命令，或者上位机对电池的数据进行监控，达到设定值后，自动发送关闭强制均衡的命令，或者sbcu模块对被强制均衡的单体进行监控，当单体满足关闭均衡的条件时，所述单体自动关闭均衡。
16.优选地，手动控制上位机发送强制均衡命令包括：在上位机上执行充放电功率将为0的操作时，上位机给mbcu模块发送降功率为0的命令，mbcu模块的充放电功率降为0后，在上位机上执行强制均衡操作，此时，上位机给sbcu模块发送强制均衡的命令。
17.优选地，所述强制均衡开启处理步骤包括：在sbcu模块收到上位机的强制均衡命令后，首先判断实际的充放电功率是否降为0，若实际的充放电功率降为0，先清空均衡记录，然后根据条件寻找需要被均衡的单体，记录其位置，而后进行均衡；若实际的充放电功率没有降为0，则sbcu模块不允许开启均衡。
18.优选地，sbcu模块在收到均衡命令后，各自判断均衡开启条件，sbcu模块之间互不干扰。
19.优选地，所述手动控制上位机发送关闭强制均衡命令包括：在上位机执行关闭强制均衡的操作时，上位机通过现场总线向各sbcu模块发送关闭强制均衡的命令，各sbcu模块收到强制均衡停止的命令，控制所有正在均衡的单体停止均衡。
20.优选地，所述上位机模块还可以是hmi模块。
21.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
22.1、本发明通过hmi或者上位机，可以很方便的开启均衡，不需要充电，降低电能消耗，减少了为开启均衡而耗费的时间。
23.2、本发明克服了均衡开启的局限性，提升系统的可用时间。
24.3、本发明通过hmi或者上位机发送强制均衡命令，sbcu收到强制均衡的命令，同时功率和单体电压满足均衡条件，就可以开启均衡。
附图说明
25.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
26.图1为本发明中大型储能系统架构。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
28.如图1所示，本发明提供了一种大型储能系统及其强制均衡方法，在储能系统中，每个电池簇上都用有一个sbcu负责对本簇电池簇进行管理，sbcu是簇级bms，每个簇级sbcu负责管理本簇电池，接收上级mbcu的指令，控制本簇电池的断开和闭合。一台pcs下的多个电池簇并联，有多个sbcu，然后所有簇的sbcu再和上一级mbcu通信，mbcu是上级bms(电池管理系统)，上一级mbcu负责协调和管理单台pcs下的所有电池簇，比如发命令给各个sbcu控
制其断开或者闭合继电器。然后在上级mbcu和簇级sbcu的现场总线回路上接入hmi或者上位机，上位机用于实时监控数据、主导程序更新以及开启和关闭强制均衡，hmi或者上位机可以对一簇电池的sbcu发送均衡命令。上级mbcu，簇级sbcu和hmi之间以现场总线进行通信。
29.根据本发明提供的一种大型储能系统及其强制均衡方法，包括强制均衡前处理：hmi或者上位机发送强制均衡命令，方式分为两种，方法一：手动控制hmi或者上位机发送强制均衡命令；方法二：hmi或者上位机对电池的数据进行监控，达到设定值后，自动发送开启强制均衡的命令。强制均衡开启处理：簇级sbcu在收到强制均衡命令后，判断当前条件是否允许开启强制均衡，若允许，则自动寻找需要被均衡的单体，记录位置，开启强制均衡，若不允许，则不开。各簇级sbcu在收到强制均衡命令后，自各执行，互不干扰。强制均衡关闭处理：强制均衡关闭，方式分为三种，方法一：手动控制hmi或上位机发送关闭强制均衡命令，此时簇级sbcu关闭强制均衡；方法二：hmi或者上位机对电池的数据进行监控，达到设定值后，自动发送关闭强制均衡的命令，此时簇级sbcu关闭强制均衡；方法三：簇级sbcu对被强制均衡的单体进行监控，当单体满足关闭均衡的条件时，此单体自动关闭均衡，此时不影响该簇级下的其他单体均衡。
30.所述的强制均衡前处理具体为，方法一：在hmi(人机交互界面)或上位机上执行充放电功率将为0的操作时，hmi或者上位机给mbcu发送降功率为0的命令，mbcu的充放电功率降为0后，然后在hmi或者上位机上执行强制均衡操作，此时，hmi或者上位机通过现场总线给簇级sbcu发送强制均衡的命令；方法二：hmi或者上位机监控电池数据，当达到开启设定值时，hmi或者上位机通过现场总线自动向簇级sbcu发送强制均衡命令。
31.强制均衡开启处理具体为，在簇级sbcu收到hmi或者上位机的强制均衡命令后，首先判断实际的充放电功率(充放电功率和电流)是否降为0，若实际的充放电功率降为0，先清空均衡记录，然后根据条件寻找需要被均衡的单体，记录其位置，而后进行均衡；若实际的充放电功率没有降为0，则簇级sbcu不允许开启均衡。簇级sbcu在收到均衡命令后，各自判断均衡开启条件，簇级sbcu之间互不干扰。
32.强制均衡关闭处理具体为，方法一：在hmi或上位机执行关闭强制均衡的操作时，hmi或上位机通过现场总线向各簇级sbcu发送关闭强制均衡的命令，各簇级sbcu收到强制均衡停止的命令，而后控制所有正在均衡的单体停止均衡；方法二：hmi或者上位机监控数据，当达到设定值时，hmi或者上位机自动向簇级sbcu发送停止强制均衡的命令，此时各簇级sbcu收到强制均衡停止的命令，所有正在均衡的单体停止均衡；方法三：各簇级sbcu对被均衡的单子进行监控，当被均衡的单体满足停止均衡的条件后，该单体自动停止均衡，此时不影响其他单体的均衡。
33.hmi开启mbcu1下所有簇级强制均衡时，首先在hmi上执行限功率为0的操作，hmi机通过现场总线向上级mbcu1发送限功率为0，上级mbcu1将充放电功率限制为0，然后在hmi上执行开启强制均衡的操作，hmi机通过现场总线向上级mbcu1下的所有簇级sbcu(sbcu1-1～sbcu1-n)发送强制均衡命令，在簇级sbcu(sbcu1-1～sbcu1-n)收到强制均衡命令后，判断实际的功率是否为0(电流)，若为0，则首先清除均衡存储，然后寻找满足开启强制均衡的单体，记录单体位置和需要的均衡时长，然后开启均衡，若不为0，则不开启均衡，需要注意的是，簇级sbcu(sbcu1-1～sbcu1-n)在收到强制均衡命令后，各自管理本簇均衡开启，簇级之
间互不干扰。也可在hmi或者上位机设定值，hmi或者上位机自动监控电池数据，当达到预期值时，自动向簇级sbcu发送开启强制均衡的命令。
34.hmi关闭mbcu1下所有簇的强制均衡时，首先在hmi上执行关闭强制均衡操作，hmi机通过现场总线向簇级sbcu(sbcu1-1～sbcu1-n)发送关闭强制均衡指令，簇级sbcu(sbcu1-1～sbcu1-n)在收到命令后，清空均衡存储，退出强制均衡。最后，在hmi上执行取消限功率为0的操作，hmi机通过现场总线向上级mbcu1发送先功率为0的命令，上级mbcu1在收到命令后，恢复功率。也可在hmi或者上位机设定值，hmi或者上位机自动监控电池数据，当达到预期值时，自动向簇级sbcu发送关闭强制均衡的命令。
35.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。