[發明專利]需求側電池組均衡性調節裝置及控制方法

無效

• 申請號: 201310094235.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103208809A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李彬;龔鋼軍;陸俊;楊春萍;崔維新;孫毅;祁兵
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電池組智能控制領域，更具體地說，涉及需求側電池組均衡性調節裝置及控制方法。

背景技術

隨著工業發展速度加快，電力供應出現緊張的趨勢，各地電力相關部門正著手于制定相關的技術、經濟手段鼓勵電力需求側用戶自主削峰填谷。從用電部門的角度考慮，多利用低谷電可以有效地減小系統的維護成本，在具有并網逆變裝置的條件下，可以進一步向電網輸送電力，獲得收益。從電力管理部門的角度考慮，削峰填谷可以減小高峰負荷所要求的裝機容量。在全國范圍內的蓄電池組作為儲能裝置，其削峰填谷的潛力非常之大，若能實現經濟、有效的蓄電池組調度，一方面可提高大容量蓄電池管理者的積極性，另一方面也可減小國家的投資，提高電力設備的利用效率，優化電網結構。

智能電網通過需求側管理提高終端響應能力，即電網依靠信息智能控制技術，將需求側管理融入到系統的構建上，通過調度需求側資源，實現信息和電能的智能交互，才可能從根本上解決電力系統的安全性和可持續發展等難題。

通信電池組作為通信系統的重要組成部分，長期處于并聯浮充工作狀態，由于串并的單體電池間無法保持狀態一致性，體現在電池單體電壓存在偏差，必會導致單體電池長期處于過充電或欠充電狀態，對電池壽命造成無法估量的影響。目前，出于備用電源系統的可靠性考慮，蓄電池組的使用大多采用多組串接電池組再并聯供電的方式。在并聯電路中，各路串接電池組的總電壓與充電電壓相等，理想情況下各電池組所分得的電流相同，各串接電池組具有相同的工作模式。然而，由于收到制造工藝的限制，各個電池單元的內阻有所差別，造成并聯電池組的每個支路所流經的電流大小不同。內阻大的電池組流經的充電電流小，而內阻小的電池組所流經的充電電流大。在電池組工作一定時間后，充電電流小的電池組由于長期充電不足導致其硫酸鹽化，從而內阻進一步加大。而充電電流則更小，形成惡性循環，從而影響電池組的壽命。因此，長時間工作的并聯電池組的均衡性管理則顯得意義重大。目前，對于并聯電池組單元的要求是應當滿足同廠家、同型號、同規格的電池，同一批號出廠，新舊狀態相同且同時安裝的。通過上述限制，能夠保障系統在運行的初始狀態能夠滿足相同的狀態條件。然而，隨著時間的推移，即使是電池內阻在出廠時的微小差異，也會導致不同支路的充電電流的差異越來越大。閥控式密封鉛酸蓄電池通常不單獨設置電池室，可與電源控制柜直接相連，動環系統能夠測量電池組的總電壓、電流、單體電壓、溫度進行監測。現有基站蓄電池組，除少數地區頻繁被供電局拉閘限電外，大部分電池組處于浮充狀態，只有很少量電流用于補償蓄電池自放電，使蓄電池組長期處于滿電狀態。若電池組長期處于浮充狀態下，則會導致蓄電池陽極極板鈍化以及極板內部的活性物質硫酸鹽化，電池的內阻相應也會增大，從而造成容量下降。

綜上所述，合理而有效的充放電控制便于分析電池健康狀況及保持組間電池狀態一致性，同時使其充放電需求具備一定靈活性。因此在電池組監測系統中引入均衡機制，會最大限度的發揮蓄電池的工作效率，增加系統的安全性和工作壽命。同時在電池組均衡控制中以需求響應作為重要依據可以實現電池的智能化管理，在保證通信設備能源不間斷供應的情況下，輔助電網實現需求側管理。考慮到前述情況，存在克服相關技術中不足的需要。

發明內容

?為解決上述問題，本發明提出了一種需求側電池組均衡性調節裝置及控制方法，所述均衡性調節裝置由多路選擇開關、電池組監測模塊、控制模塊組成，在原有電池組管理系統的基礎上增加多路開關以及具有均衡性策略的控制模塊。所述控制方法包括響應電網需求側信號、報告蓄電池組狀態，由控制系統通過通信設備獲得電網需求響應事件信息，根據電池狀態分析，優化得出電池組的均衡方法，實現通信電池組參與電力需求響應事件。

本發明技術方案如下：

本方案由通信電池控制系統、通信設備端、通信電源系統與電網需求響應服務器協調完成。其中通信電池控制系統包括多路選擇開關、電池組監測模塊和控制模塊。

上述多路選擇開關經控制模塊獲得電池組均衡控制信息并予以實施。

上述電池組監測模塊按照時間間隔及控制信息監測電池組的電壓、電流、內阻、溫度及剩余容量情況，并將此信息報予控制模塊。

上述控制模塊包括通信模塊，與電網需求響應服務器通過通信設備交互需求響應事件信息。

上述控制模塊包括數據存儲模塊，其中包括原始數據存儲及更新單元和電池組信息存儲單元。對電體電池的排列順序、廠家、型號等進行記錄，并對電池組監測模塊傳送過來的數據，按照組號對應將數據進行存儲。