电池储能系统及其能量分配方法、装置和存储介质与流程

本发明属于电能存储领域，尤其是一种电池储能系统及其能量分配方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、近十年来，储能技术在能源转型的过程中发挥了重要作用，它能够提高可再生能源的利用率，降低电网的波动和不稳定性，提升电力系统的安全性和经济性。随着储能技术的不断创新和成本的降低，储能系统的规模和应用范围也在不断扩大，从低压到逐步扩展应用到6kv、10kv、35kv的高压系统，从分布式到集中式，从电力领域拓展到交通、电信等多个领域，储能系统在电力系统中的应用越来越广泛，也带来了更高的技术挑战和需求，储能技术对于推进能源转型和低碳发展具有重要作用。

2、目前，现有的电池储能系统一般是采用以下两种技术方案：第一个方案是每个电池簇配置一台低压pcs(储能变流器)，通过多台pcs并机组成大容量储能系统，但是多台pcs并联会产生耦合效应并交互影响，从而导致整个电池储能系统的谐振，使得系统波形发生畸变；第二个方案是电池储能单元中每个电池簇配置一台dcdc(直流变换器)，通过多台dcdc汇流形成直流母线接入pcs，此方案增加一级dcdc变换，降低了系统效率；以上两种方案均需要加装升压变压器后才能接入6kv、10kv、35kv高压电网，升压变压器会进一步降低系统总效率，并具有体积大、占地大等方面的缺点。此外，由于电池储能系统采用的电池质量通常参差不齐，各类电池剩余的存储容量通常差别很大，采用以上两种方案，在进行电力输送时系统效率会受到容量较低的电池限制，影响电力输送效率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种电池储能系统及其能量分配方法、装置和介质，无需配置pcs和dcdc，能够以较高的效率转换电池储能系统的能量，无需配置升压变压器，并且通过能量分配方法动态地改变电池单元的转换效率。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种电池储能系统的能量分配方法，应用于电池储能系统，所述电池储能系统包括三相相子系统，三相所述相子系统并联接入电网，每相所述相子系统包括多个串联的功率转换单元，每个所述功率转换单元的直流侧分别连接有对应的电池单元；所述储能系统能量分配方法包括：

3、获取每相所述相子系统的所有所述电池单元的荷电状态的数值，并计算平均值，得到第一平均值；

4、获取每相所述相子系统的所有所述功率转换单元的占空比，并计算平均值，得到第二平均值；

5、计算每相所述相子系统的每个所述电池单元的荷电状态的数值与所述第一平均值的差值；

6、根据所述差值，计算每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的所述占空比的整定值；所述整定值表示每个所述功率转换单元的占空比需要调整的值；

7、根据所述整定值、所述第二平均值和所述电池单元的充放电状态，调整每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的占空比，使每个所述电池单元的荷电状态保持同步。

8、在本发明的一些实施例中，所述根据所述差值，计算每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的所述占空比的整定值的步骤，包括：

9、将所述差值与同步调节系数相乘，获得每相所述相子系统的每个所述功率转换单元需要调整的功率数值；所述同步调节系数为常量；当所述电池单元充电时，所述同步调节系数为正值；当所述电池单元放电时，所述同步调节系数为负值；

10、获取每相所述相子系统的每个所述功率转换单元对应的所述电池单元的电压值和电流值；

11、用所述功率数值除以所述电压值与所述电流值的乘积，得到每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的所述占空比的所述整定值。

12、在本发明的一些实施例中，所述根据所述整定值、所述第二平均值和所述电池单元的充放电状态，调整每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的占空比，使每个所述电池单元的荷电状态保持同步的步骤，包括：

13、根据所述电池单元的充放电状态，令所述第二平均值与所述整定值相加，得到每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的最终占空比；

14、根据所述最终占空比，调整每个所述功率转换单元的占空比，使每相所述相子系统的每个所述电池单元的荷电状态保持同步。

15、在本发明的一些实施例中，当所述电池储能系统处于充电状态时，所述根据电池单元的充放电状态，令所述第二平均值与所述整定值相加，得到每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的最终占空比的步骤，还包括：

16、当计算得到的所述最终占空比的数值小于0时，将所述最终占空比的数值调整为0；

17、或者，当计算得到的所述最终占空比的数值大于1时，将所述最终占空比的数值调整为1。

18、在本发明的一些实施例中，当所述电池储能系统处于放电状态时，所述根据电池单元的充放电状态，令所述第二平均值与所述整定值相加，得到每相所述相子系统的每个所述功率转换单元的最终占空比的步骤，还包括：

19、当计算得到的所述最终占空比的数值大于0时，将所述最终占空比的数值调整为0；

20、或者，当计算得到的所述最终占空比的数值小于-1时，将所述最终占空比的数值调整为-1。

21、在本发明的一些实施例中，每个所述功率转换单元包括由4个igbt构成的h型单相逆变桥。

22、第二方面，本发明提供了一种电池储能系统，包括：

23、三相相子系统，三相所述相子系统并联接入电网，每相所述相子系统包括多个串联的功率转换单元，每个所述功率转换单元的直流侧分别连接有对应的电池单元；

24、控制单元，与所述相子系统和所述电池单元电连接，所述控制单元用于执行上述方面实施例任一项所述的电池储能系统的能量分配方法。

25、在本发明的一些实施例中，所述系统还包括：

26、配电模块，所述相子系统通过所述配电模块接入电网；

27、电抗器模块，包括三个单相的滤波电抗器，每个所述滤波电抗器对应一相所述相子系统；每个所述滤波电抗器的一端与所述配电模块连接，每个所述滤波电抗器的另一端与一相所述相子系统连接；所述电抗器模块用于减少所述电池储能系统输出电流中的开关纹波。

28、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行上述方面实施例所述的电池储能系统的能量分配方法。

29、第四方面，本发明实施例一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述方面实施例所述的电池储能系统的能量分配方法。

30、根据本发明实施例的电池储能系统的能量分配方法，至少具有如下有益效果：本发明实施例的电池储能系统包括三相相子系统，每相所述相子系统包括多个串联的功率转换单元，三相所述相子系统并联接入电网；每个所述功率转换单元的直流侧分别连接有对应的电池单元；通过第一平均值、每个所述电池单元的荷电状态的数值与第一平均值的差值，能够获得每个所述功率转换单元的所述占空比的整定值；再根据所述整定值、第二平均值和电池单元的充放电状态，调整每个所述功率转换单元的占空比，上述电池单元电荷状态同步控制策略，能够有效提高储能系统的利用率，延长储能电池的使用寿命，提高系统安全性。此外，提供的电池储能系统也具有功率转换单元相互独立、电池单元相互独立的特点，系统可靠性高。