[實用新型]一種分布式儲能系統及其控制系統

有效

• 申請號: 201720986112.8
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN207166152U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 孫君起;田云芳;呂少鋒;張亮
• 申請（專利權）人: 洛陽寶盈智控科技有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 韓天寶

技術領域

本實用新型涉及一種分布式儲能系統及其控制系統，屬于儲能系統電池管理領域。

背景技術

儲能系統主要由儲能電池、電池管理系統(Battery Management System，BMS)、能量轉換系統(Power Conversion System，PCS)、和后臺控制系統組成。電池管理系統是一個基于微處理器的實時監控系統，其主要功能是對電池進行監視和保護，可以有效地監控電池狀態(電壓、電流和溫度等)，對電池組可能出現的故障進行報警并保護電池本體，保證電池組安全、可靠、穩定的運行。

目前，大容量儲能系統中的儲能電池，常采用鋰離子電池、鉛酸電池或其它電化學儲能電池，其主要特點是單體電壓低，容量小，如鋰離子電池單體電壓為3.2V，常見容量等級有50/75/100/180Ah等系列。對于大功率高電壓系統的應用，需要采用多節的電池串并聯的系統。

現有的儲能系統，為了保證串聯的單體儲能電池的均衡性，必須采用同一種儲能電池來構建儲能裝置，而且要求儲能電池的各項參數盡可能的一致，這大大增加了構建儲能系統的約束。

另外，大量儲能電池串/并聯之后不可避免地帶來一系列均衡性問題，在實際使用時，串聯儲能電池組在容量利用、安全性以及壽命等方面的性能依然遠不及單體儲能電池，其核心問題在于儲能電池組的不均衡。

具體為，在制造過程中，單體電池的電壓、內阻以及工作溫度等均不完全相同，各單體電池的初始容量存在一定差異。在電池組放電過程中，容量低的單體電池首先因過放電導致單體電池電壓過低而喪失放電能力。此時，相對于其他容量高的單體電池，容量低的單體電池變成了負載，由容量高的單體電池對其供電，從而出現單體電池極性反轉的現象，使得整個電池組不能夠正常工作，同時其壽命也會受到極大影響。在隨后的充電過程中，這些容量減小的單體電池又會首先被充滿，出現過充電現象，使得整個電池組不能正常充滿電。在實際使用中，串聯電池組能夠實際放出的容量是由容量最小的單體電池所決定的，當該單體電池容量告罄時，整個電池組將無法繼續正常工作，充電過程也是如此。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種分布式儲能系統及其控制系統，用以解決現有技術對儲能電池一致性要求苛刻、儲能系統構建約束大、不能采用不同單體儲能電池構建儲能系統的問題。

為實現上述目的，本實用新型的方案包括：

本實用新型的一種分布式儲能系統，包括主電路和控制系統，

主電路包括至少一個電池組，每個電池組設置在對應的電池柜中，每個電池組通過對應的分合裝置、能量轉換裝置與電網連接；

控制系統包括與所述電池組中的每個單體電池一一對應的采集均衡單元，所述采集均衡單元包括用于采集單體電池電壓的采集電路和用于對電池進行均衡的均衡電路；一個電池柜中的采集均衡單元均連接一個主控管理單元；所述主控管理單元與控制總線相連，所述控制總線與后臺監控裝置相連，所述后臺監控裝置控制連接各柜體的分合裝置。

進一步的，一個電池組內的各單體電池類型相同，不同電池組內的各單體電池類型不同。

進一步的，所述分合裝置為充電接觸器和放電接觸器或充放電接觸器。

進一步的，所述控制總線為CAN總線。

本實用新型的一種分布式儲能系統的控制系統,包括與分布式儲能系統中各電池組中的每個單體電池一一對應的采集均衡單元，所述采集均衡單元包括用于采集單體電池電壓的采集電路和用于對電池進行均衡的均衡電路；一個電池組的采集均衡單元均連接一個主控管理單元；所述主控管理單元與控制總線相連，所述控制總線與后臺監控裝置相連，所述后臺監控裝置控制連接各電池組的分合裝置。

進一步的，一個電池組內的各單體電池類型相同，不同電池組內的各單體電池類型不同。

進一步的，所述分合裝置為充電接觸器和放電接觸器或充放電接觸器。

進一步的，所述控制總線為CAN總線。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型在每個電池組上設置了主控管理單元，在每個單體電池上設置了均衡單元，能夠實現對不同柜體內所有單體電池電壓進行采集、異常判斷以及通過耗電電路實現單體電池間的均衡控制；另外，在充放電中，能夠根據剩余電量梯次控制各電池柜體接入電網進行充放電，解決了各柜體之間的充放電過程中的不均衡性；因此，本實用新型可以允許不同柜體安裝不同類型的儲能電磁，減少了儲能系統集成的約束，實現了儲能電池在全部有效壽命內的梯次利用。

附圖說明

圖1是分布式儲能系統組網圖。

具體實施方式