[发明专利]储能系统的均衡系统及均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及大规模储电系统，特别是储能系统的均衡系统及均衡方法。

背景技术

在新能源发电领域，采用大规模储电技术，可使不稳定的新能源电力的输出功率平滑可调，将不稳定的电能输入变为连续、安全可靠的电能输出，减少波动性电能对电网的冲击，从而解决新能源电力并网难题。对于海岛、偏远地区等的离网新能源发电，大规模储电系统可以实现电力平滑及储存，以满足海岛、偏远地区等的离网发电及没有新能源出力情况下电力的正常供应。

安全性、储能效率是考察储能系统的两个重要参数。温度是影响电池单体充放电容量、储能电池系统安全性的重要外部因素；电池的内阻及模块内、模块间电池的一致性则是影响储能系统性能的重要内部因素。大规模储能需要将大量的单体电池串并联起来以获得较大的储能容量及较高功率输出，在考虑安全性的情况下，电池组的储能大小取决于最差一节电池的充放电特性。由于电池有可能不是同一批次制造以及制造过程本身具有一定的差异性，而且随着电池使用时间的增长，电池性能的相互差异会更显著，并且串联的单体电池越多，不一致性就更加突出。如果没有对电池进行均衡管理，随着充放电循环进行，单体电池间的不一致会造成欠充电、过充电和过放电，严重影响电池组的使用性能和寿命，并且会造成严重的安全隐患。

现有的均衡技术，应用得最多的是只在充电过程中应用电阻对电池组进行耗散型均衡，电阻均衡原理如图1所示。这种均衡方式最大的问题是电阻在均衡过程中会产生大量的热，降低了充放电效率，造成有效储存能量的巨大浪费；同时产生了大量的热，还增加了热管理的负担。现有的非耗散型均衡方法主要包括开关电容均衡方法等，但是往往会存在电路复杂、均衡速度慢等问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能系统的均衡方案，旨在解决现有的电阻耗散型均衡方式在均衡过程中产生大量的热，造成有效储存能量的巨大浪费；同时产生的大量热，增加热管理的负担等问题。同时解决，由单一均衡在大容量储能体系中均衡速度慢的问题。

本发明的技术方案如下：

一种储能系统的均衡系统，其中，包括发电装置、电能合并系统、直流母线、充电模块、蓄电池组、并网逆变器、用户模块、恒流源、均衡电源输入端，所述发电装置连接在电能合并系统上，所述电能合并系统通过直流母线连接充电模块，所述充电模块连接蓄电池组；所述直流母线上依次连接有并网逆变器和用户模块，恒流源连接在用户模块上，将经过逆变器后的交流电转变为直流电，并通过连接在均衡电源输入端上的均衡总线连接至蓄电池组，恒流源把经过并网逆变器后的交流输出转变成直流输出，作为均衡源对蓄电池组中的电池单体进行均衡。

所述的储能系统的均衡系统，其中，蓄电池组包括储能模块和储能控制单元，所述储能模块的充电端均级联在均衡电源输入端上，储能模块的输出端之间串联连接，所述储能控制单元通过can总线连接至储能模块。

所述的储能系统的均衡系统，其中，所述储能模块包括单元控制模块、均衡电源输入模块和单体包，所述储能模块的均衡电源输入模块均并联在均衡电源输入端的正负极上；所述储能模块中的单元控制模块通过can总线连接至储能控制模块，所述单元控制模块通过lin总线连接至单体包，单体包的均衡总线连接至均衡电源输入模块。

所述的储能系统的均衡系统，其中，所述蓄电池组中包括多个储能模块，各储能模块的充电端均级联在均衡电源输入端上。

所述的储能系统的均衡系统，其中，每个储能模块包括两个或两个以上的串联连接的单体包。

所述的储能系统的均衡系统，其中，每个单体包包括一个单体电池、一个微处理器和一个隔离模块以及正极点、负极点、lin总线和均衡总线，所述单体电池的两极分别对应连接在正极点和负极点上以及微处理器上，所述均衡总线连接在微处理器上，所述lin总线通过隔离模块连接在微处理器上，所述lin总线连接在控制端上；所述均衡总线连接在均衡电源输入端上；所述正极点和负极点连接电能输出端。

所述的储能系统的均衡系统，其中，每个单体包的电极上并联一个能量转移模块，每个能量转移模块分散并联安装在均衡电源输入模块上。