[發明專利]鏈式儲能系統中電池荷電狀態均衡閾值的確定方法

在審

• 申請號: 201710013204.2
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106707190A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 吳俊勇;郝亮亮;劉自程
• 申請（專利權）人: 蘇州海德藍電氣科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 付生輝,張雪梅

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，更具體地，涉及一種鏈式儲能系統中電池荷電狀態均衡閾值的確定方法。

背景技術

荷電狀態(State Of Charge,SOC)是指電池組剩余容量與其完全充電狀態的容量之比。鏈式儲能系統中同相各逆變單元流過相同的電流，各電池模塊必須同時進行充放電。因此，各電池組由于生產工藝和使用等原因導致的荷電狀態的差異，在充放電過程中不斷擴大。假設電池SOC的正常工作范圍為[30％，100％]，那么，在充電過程中當有電池模塊的SOC提前升至100％，或者在放電過程中有電池模塊的SOC提前降至30％時，整個電池儲能系統就將退出運行。可見，最早結束充放電的電池模塊將成為決定整個儲能系統容量和可用率的瓶頸因素，各電池模塊SOC的差異將嚴重降低電池儲能系統的利用率，縮短電池的使用壽命。

SOC均衡控制分為相間均衡控制和相內均衡控制。根據電網接入方式的不同可將鏈式系統分為星形與三角形兩種，鏈式系統根據不同的接入電網方式具有不同的控制自由度。對于三角形接線系統沒有物理上的中性點，但具有可控的零序環流，通過調節零序電流相量可以達到相間SOC均衡控制；星形接線系統中中性點電位的選取引入了可控的零序電壓，可通過調節其幅值和相位來改變各相之間的功率分布，達到相間SOC均衡控制目的。

文獻《儲能系統荷電狀態的均衡方法及裝置.申請號：201510907073.3》提供了一種儲能系統荷電狀態的均衡方法及裝置，但沒有給出均衡閾值的確定方法。而在實際中，均衡閾值的確定十分重要，合理的均衡閾值能夠有效提高電池的循環壽命。

因此，需要提供一種鏈式儲能系統中電池荷電狀態均衡閾值的確定方法。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種電池組荷電狀態均衡閾值的確定方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種電池組荷電狀態均衡閾值的確定方法，該方法包括以下步驟：

S1：電池組中第i個電池模塊可充放電的最大時長T_i：

其中：S_Ni為第i個電池模塊的額定容量，I_i為電池的充放電電流，b為電池正常工作范圍SOC最大值，a為電池正常工作范圍SOC最小值；

S2：計算電池組中第i個電池模塊SOC的下降率k_i：

S3：計算電池組的平均荷電狀態值

其中：N為電池組中電池模塊的總數量，SOC_i為電池組中第i個電池模塊的荷電狀態值，i、N為自然數且1≤i≤N；

S4：計算電池組的不均衡度ε：

S5：計算電池組荷電狀態的第一均衡閾值ε_low：

S6：第一均衡控制策略啟動判斷：

當電池組的實際不均衡度ε大于ε_low時，啟動第一均衡控制策略。

優選地，b取值為100％，a取值為30％。

進一步優選地，第一均衡控制策略為一次充放電過程調節。

優選地，當電池組的實際不均衡度ε大于ε_high時，啟動第二均衡控制策略：

其中，ε_high為電池組荷電狀態的第二均衡閾值。

進一步優選地，第二均衡控制策略為多次充放電過程調節。

優選地，當電池組的實際不均衡度ε小于ε_low時，退出電池自均衡控制。

本發明的另一個目的在于提供一種儲能電池荷電狀態均衡閾值的確定方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種儲能電池荷電狀態均衡閾值的確定方法，該方法包括以下步驟：

S1：計算儲能電池中第j個電池組的平均荷電狀態值SOC_j：

其中，N為第j個電池組中電池模塊的總數量，SOC_i為電池組中第i個電池模塊的荷電狀態值，i、N為自然數且1≤i≤N；

S2：計算儲能電池的平均荷電狀態值

其中：M為儲能電池中電池組的總數量，SOC_j為儲能電池中第j個電池組的平均荷電狀態值，j、M為自然數且1≤j≤M；

S3：計算儲能電池的不均衡度ε'：