[发明专利]一种并联储能电池荷电状态的均衡控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种并联储能电池荷电状态的均衡控制方法及装置。

背景技术

近年来，随着国家大力提倡新能源发电，我国新能源发电尤其是光伏、风力发电得到快速发展，然而由于光伏、风力发电具有其波动性和间歇性，它们的接入也给电力系统带来新的问题，而储能被认为是一种有效的解决手段。

在西北、西藏等风光资源富集地区，有许多大规模光伏电站或风电场，它们对电力系统产生的影响主要有：对有功频率特性的影响、对无功电压特性的影响、对功角稳定性的影响、对小扰动稳定的影响、对电能质量的影响等等。

为解决大规模光伏电站或风电场给系统带来的问题，需要配置大容量的储能电站。在大容量电池技术尚不成熟的情况下，这些储能电站通常由多个储能电池单元并联而成，这些储能电池单元都是以所需功率除以储能单元个数为指令进行充放电的。这种充放电策略具有简单易实现的特点，但是也会导致储能电池的荷电状态(SOC)产生不均衡的情况，甚至导致储能电池的过充或过放，影响储能电池的效率和使用寿命。因此，为了解决上述问题，需要一种可以均衡各储能电池单元荷电状态的控制策略。

发明内容

针对上述目前并联储能电池SOC存在的不均衡问题，本发明提出了一种储能电池荷电状态的均衡控制方法及装置。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种并联储能电池荷电状态的均衡控制方法，所述方法包括以下步骤：

采集储能电站中各并联储能电池的荷电状态SOC值，并采用希尔排序法对荷电状态SOC值进行排序；

检测排序后的荷电状态SOC值是否越限；

根据检测结果分配储能电池的充放电功率。

优选的，所述储能电站包括与隔离变压器连接的n条并联支路；所述并联支路包括依次连接的三相并网接触器、逆变器和储能电池。

优选的，所述采用希尔排序法对SOC值进行排序包括：

对从序列x_m＝1＜x_m-1＜…＜x₂＜x₁中选取的各增量进行由小至大排序；

所述选取增量的步骤包括：

a.确定需要排序的SOC值数量，即并联储能电池单元的个数m；

b.根据增量选取条件，将小于m的整数x₁作为初始增量，将任意两两差值为x₁的倍数的SOC值归为一组，对每组中全部元素进行直接插入排序；

其中，所述增量选取条件为：初次选取时，取所述序列x_m＝1＜x_m-1＜…＜x₂＜x₁的一半为增量，之后的选取逐次减半。

优选的，所述检测排序后的荷电状态SOC值是否越限包括：

将储能电池的荷电状态SOC值划分为5个区间，分别为：[0,SOC_min)、[SOC_min，SOC_low)、[SOC_low,SOC_high]、(SOC_high,SOC_max]、(SOC_max,1]；其中，SOC_min、SOC_low、SOC_high、SOC_max均为临界值；

将储能电池的荷电状态SOC值分别与四个临界值进行比较。

优选的，所述根据检测结果分配储能电池的充放电功率包括：

若储能电池的荷电状态SOC处于正常范围内SOC∈[SOC_low,SOC_high]，通过式(1)分配各储能电池的充放电功率：

上式中，SOC_i为第i个储能电池的荷电状态，P_i为第i个储能电池的充放电功率大小，n为储能电池个数；

若有SOC∈[SOC_min，SOC_low)或(SOC_high,SOC_max]，则通过式(2)分配落入该范围内的各储能电池的充放电功率；

上式中，α为比例系数，取值为0～1，即SOC处于上述区间的储能电池出力缩小1/α倍，K为SOC值在所述区间内的储能电池标号集合；