[发明专利]一种电池堆控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种电池堆控制系统及其控制方法。

背景技术

电池作为一种重要的储能器件，在生活中被广泛应用，而在大型电站中电池可以作为电能储存设备和电源调节器件。电站的储能机组中使用大量电池，以电池包串联的方式连接成电池串，组成一个电池组，由若干可以投切到直流端电网的电池组构成的工作模式称之为电池堆。由于每个电池组的工况都各不相同，如何从电池堆中选择适合的电池组进行并网和离网是保证系统安全的基本前提，是提高电能质量和提高电池使用效率的重要举措。

当前大多数储能电站均采用人工控制电池组的并网和离网，或者以简单的方式将电池组并网或离网，如果选择不合适的电池组并网，例如电池组之间压差过大，会使电压高的一组电池组对电压低的一组电池组产生巨大的冲击电流，因此这种方式不但不能保证电网和电池组的安全，也不能使电池组得到充分的利用。电池组，特别是工作中的电池组的工况信息时时都在发生变化，人工控制方法实时性不强，适合并网时未能及时将电池组并网而需要离网时未能将电池组切除，是当前储能控制系统的一大不足。

发明内容

针对目前大多数储能电站采用人工控制电池组的并网和离网而不能保证电网和电池组安全、不能使电池组得到充分利用的问题，本发明提出一种电池堆控制系统及其控制方法，有效保证电池组和电网安全，并且能使电池组得到充分利用。

一种电池堆控制系统，所述电池堆控制系统包括堆电池管理器、至少两个电池组以及与至少两个电池组一一对应的选择控制单元，所述选择控制单元包括接触器、用于采集电池组相关信息的主电池管理器和从电池管理器，所述每个电池组通过对应的接触器与直流电网电连接，所述主电池管理器、从电池管理器分别与对应的电池组中的每一节电池连接，所述主电池管理器与从电池管理器连接，所述堆电池管理器与所有的选择控制单元的主电池管理器连接，主电池管理器和从电池管理器实时采集对应的电池组的相关信息并发送给堆电池管理器，所述堆电池管理器用于根据接收到的电池组的相关信息发出命令给对应的主电池管理器，主电池管理器根据命令控制对应的接触器的闭合或断开。

进一步地，所述电池组包括至少两节电池，所述主电池管理器和从电池管理器分别与电池组内的每一节电池相连。

进一步地，所述主电池管理器与从电池管理器之间以及堆电池管理器与主电池管理器之间均采用CAN总线连接。

一种电池堆控制系统的控制方法，所述控制方法包括：

主电池管理器和从电池管理器实时采集对应的电池组的相关信息，并将相关信息发送给堆电池管理器；

堆电池管理器根据接收到的电池组的相关信息发出命令给对应的主电池管理器，主电池管理器根据命令控制对应的接触器的闭合或断开。

进一步地，所述主电池管理器和从电池管理器采集对应的电池组的相关信息包括电池组的总电压、电池组内单节电池的最大电压值和最小电压值以及总电流，所述从电池管理器采集电池组的总电压以及电池组内单节电池的最大电压值和最小电压值并发送给主电池管理器，所述主电池管理器采集电池组的总电流。

进一步地，所述主电池管理器采集电池组的总电流，并根据总电流计算出电池组的SOC，并将计算出的电池组SOC以及接收到的电池组总电压以及电池组内单节电池的最大电压值和最小电压值发送给堆电池管理器。

进一步地，所述堆电池管理器根据每个电池组的总电压、SOC以及电池组内单节电池的最大电压值和最小电压值选择出合适的电池组进行并网或离网，并发送命令给对应的主电池管理器，对应的主电池管理器控制所连接的接触器闭合或断开。

进一步地，所述堆电池管理器根据每个电池组的总电压选择电池组的方法包括：

步骤a、设定电压压差、SOC差以及单节电池的高压告警值和低压告警值；

步骤b、选择电压压差在设定范围内的电池组为可并网的电池组。

进一步地，所述堆电池管理器根据每个电池组的SOC选择电池组的方法包括：

步骤c、从步骤b中选出的电池组中选择SOC差在设定范围内的电池组为可并网电池组。

进一步地，所述堆电池管理器根据电池组内单节电池的最大电压值和最小电压值选择电池组的方法包括：