[發明專利]一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202010370867.1
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111654072A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 史尤杰;楊煜;許樹楷;雷博;陳俊
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J3/32;H02J15/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明涉及電能存儲技術領域，公開了一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法及裝置，所述方法包括：獲取儲能系統的N個電池的N個原始電流指令；根據電流指令限幅值和每個電池對應的原始電流指令獲得每個電池對應連接的DC/DC變換器的功率判斷結果；根據所述功率判斷結果獲取所述儲能系統的運行工況；根據所述儲能系統的運行工況計算電池的電流指令補償量；根據所述原始電流指令和電流指令補償量計算電池電流指令，并基于所述電池電流指令對相應的DC/DC變換器進行電池電流閉環控制。本發明提供的一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法及裝置，能夠基于實際運行工況，快速、動態地調整儲能系統的電池SOC均衡速度。

技術領域

本發明涉及電能存儲技術領域，特別是涉及一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法及裝置。

背景技術

作為提升電力系統對規模化新能源發電消納能力的一種有效措施，電池儲能技術一直是研究熱點。隨著新能源發電在電網的滲透率逐步提高，儲能系統的容量也逐漸從過去的kW級發展到近年來的百MW級。

SOC(State of Charge，電池荷電狀態)是描述電池當前狀態的重要參數，定義為電池當前的剩余容量與其完全充電狀態的容量的比值。在實際系統中，即便是同一批次的產品，器件(如電池、開關管、導線等)之間也不可避免的存在參數差異性，這些器件差異性會在儲能系統運行過程中導致電池的SOC逐漸變得不一致，進而影響儲能系統的運行，使得儲能系統容量得不到充分利用。因此，電池SOC均衡控制是延長電池壽命和提高儲能系統利用率的重要措施，是儲能系統的核心必備功能。

電池電流控制回路中指令限幅等非線性環節的存在，會導致SOC均衡速度以及系統總功率控制精度無法同時保證，例如當儲能系統運行于大功率工況下，SOC均衡速度快時總功率控制精度下降，如要確保系統總功率控制精度就必須永久犧牲SOC均衡速度。進行均衡控制器參數設計時，需要在SOC均衡控制速度和總功率控制精度兩者之間進行折衷選擇。

由于國家相關標準對接入電網的電化學儲能電站的控制精度有明確要求，因此實際設計時設計人員可能更傾向于犧牲SOC均衡速度以確保系統總功率控制精度。但長此以往，各個電池單元長期運行在不同SOC水平下，系統受電池短板效應制約，整體器件利用率大大低，此外各電池發熱量和效率也不盡相同，對電池壽命、系統整體效率、運行可靠性均會帶來負面影響。

發明內容

針對電池電流控制回路中指令限幅等非線性環節的存在，會導致SOC均衡速度以及系統總功率控制精度無法同時保證的情況，本發明實施例提供一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法及裝置，能夠基于實際運行工況，快速、動態調整儲能系統的電池SOC均衡速度。

為了解決上述技術問題，第一方面，本發明實施例提供一種儲能系統的電池SOC均衡控制方法，所述方法包括：

獲取儲能系統的N個電池的N個原始電流指令；其中，所述電池和所述原始電流指令一一對應，N0；

根據電流指令限幅值和每個電池對應的原始電流指令獲得每個電池對應連接的DC/DC變換器的功率判斷結果，相應獲得N個功率判斷結果；

根據所述N個功率判斷結果獲取所述儲能系統的運行工況；

根據所述儲能系統的運行工況計算每個電池的電流指令補償量，相應獲得N個電流指令補償量；

根據所述原始電流指令和電流指令補償量計算電池電流指令，相應獲得N個電池電流指令，并基于所述N個電池電流指令對相應的N個DC/DC變換器進行電池電流閉環控制。

作為優選方案，所述根據電流指令限幅值和每個電池對應的原始電流指令獲得每個電池對應連接的DC/DC變換器的功率判斷結果，相應獲得N個功率判斷結果，具體為：

將每個電池對應的原始電流指令除以所述電流指令限幅值，獲得每個電池對應連接的DC/DC變換器的功率判斷結果，相應獲得N個功率判斷結果。