[發明專利]一種模塊化并聯儲能系統及并聯調度管理方法

有效

• 申請號: 202010060227.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111193278B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 倪同;王亞強;葛磊
• 申請（專利權）人: 西安新艾電氣技術有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

一種模塊化并聯儲能系統及并聯調度管理方法，包括儲能變流器模塊、蓄電池模塊、總控模塊和能源管理模塊；若干個蓄電池模塊分別連接若干儲能變流器模塊，每個儲能變流器模塊均連接到總控模塊，總控模塊連接能源管理模塊，能源管理模塊負責調度管理總控模塊以及儲能變流器模塊。本發明對模塊化并聯儲能系統中的儲能變流器進行輪休調度，在非滿功率運行時儲能變流器模塊輪流工作，有效地延長了儲能變流器的壽命。

技術領域

本發明屬于儲能系統技術領域，特別涉及一種模塊化并聯儲能系統及并聯調度管理方法。

背景技術

模塊化并聯運行已經成為目前儲能系統重要的發展趨勢，也是集中式供電向分布式供電模式發展的一項關鍵技術。變流器系統模塊化可以實現N+1冗余并聯運行，其中任意模塊都可以退出系統運行，其余模塊正常滿功率運行。儲能變流器和蓄電池是儲能系統中的重要組成部分，這兩部分的使用壽命是決定整個儲能系統成本的根本因素。蓄電池的使用壽命最終取決于其本身循環充放電次數，而變流器的使用壽命則取決于其所使用器件的壽命。

目前模塊化并聯儲能變流器大部分都采用功率均分工作模式，即不論是否滿功率運行，所有模塊均分系統功率，因此在此工作模式下，變流器一直處于工作狀態，蓄電池也一直在充電或者放電，這樣就會導致整個儲能系統使用壽命低。此外，由于電路參數的差異或者其他因素造成的各變流器模塊的輸出特性差異，變流器并聯將會產生環流，環流抑制也是模塊化并聯的關鍵技術。雖然國內外提出了各種方案抑制環流但在實際應用中，隨著模塊數量的增多，環流抑制效果就會變差。這樣就會降低變流器的效率，嚴重影響輸出波形質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種模塊化并聯儲能系統及并聯調度管理方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種模塊化并聯儲能系統，包括儲能變流器模塊、蓄電池模塊、總控模塊和能源管理模塊；若干個蓄電池模塊分別連接若干儲能變流器模塊，每個儲能變流器模塊均連接到總控模塊，總控模塊連接能源管理模塊，能源管理模塊負責調度管理總控模塊以及儲能變流器模塊。

進一步的，若干儲能變流器模塊均連接到交流母線，儲能變流器模塊和交流母線之間設置有負載。

進一步的，儲能變流器模塊為雙向DCDC以及雙向DCAC組成的2級拓撲，實現能量從蓄電池到交流負載或者電網之間的能量轉換，與總控模塊、能源管理模塊相互通信。

進一步的，總控模塊實現對多個儲能變流器均流控制，完成對多個儲能變流器的信息匯總，與能源管理模塊通信。

進一步的，能源管理模塊負責對整個儲能系統進行調度，完成對蓄電池的精細化管理。

進一步的，一種模塊化并聯儲能系統的并聯調度管理方法，包括以下步驟：

步驟1，總控模塊采集儲能系統交直流側總電流及電壓，用于計算儲能系統運行功率P，總控模塊將計算總功率上傳到能源管理模塊；

步驟2，假設儲能系統由N個儲能變流器并聯組成，每個儲能變流器的額定功率均為P₀，則此時需要開機運行的模塊數為M≥P/P₀，則在初試時刻能源管理模塊調度前M個模塊開機運行，此時前M-1個模塊處于額定功率運行狀態；

步驟3，對于儲能系統內部所使用電子元器件，其使用壽命、功率損耗、輸出特性都和溫度有密切關系。根據儲能系統內部所使用電子元器件的使用壽命、功率損耗、輸出特性都和溫度的特性關系，儲能系統設定最佳運行溫度閾值；所述N個儲能變流器具有實時采集內部環溫并將環溫傳送到能源管理模塊的能力，當第i個模塊實時溫度大于所設定溫度閾值時，此時就進入輪休調度狀態。