[发明专利]一种储能系统及储能系统控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电池储能技术领域，尤其涉及一种储能系统及储能系统控制方法。

背景技术

储能系统用于储存能量，电池储能系统就是利用电池储存电能。如图1所示，传统的电池储能系统主要包括：电池包、电池管理单元和电池充放电系统；传统的储能系统中所有的电芯串联构成一个电池包；电池管理单元用于电量均衡、热管理、电芯状态检测及控制等。

储能系统的电压高低和容量大小主要由电池包中串联的电芯个数决定，而单节电芯的电压较低，例如，汞酸电池一般是2V，锂电池一般是3V(例如，3.2V、3.6V)，因此，储能系统的电池包一般需要多个(通常是十几个甚至几十个)电芯串联而成。储能系统需要串联的电芯数量越多，控制越复杂，且每个电芯个体对储能系统的影响程度会成倍增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种储能系统及储能系统控制方法，降低相同容量的储能系统所需要的直接串联电芯数量，从而降低储能系统的控制复杂程度。其技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种储能系统，包括：依次串联的多个储能单元，每个储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组。该双向DC/DC变换器包括低压接线端、高压接线端和通信端，该双向DC/DC变换器通过通信端与电池管理单元电连接，通过低压接线端连接电池组，高压接线端作为所述储能单元的正接线端和负接线端。电池管理单元用于监测电池组的状态得到电池组状态，并根据该电池组状态对电池组进行热管理、电量均衡和电芯状态检测及控制。双向DC/DC变换器用于当储能系统处于放电模式时，切换至升压模式，将电池组的输出电压升压后传输至电能应用系统；以及，当储能系统处于充电模式时，切换至降压模式，将电能应用系统输出的电压降压后传输至电池组。此种储能系统，当储能单元放电时，电池组的输出电压经过双向DC/DC变换器升压后提供给电能应用系统，升压后的电压满足储能系统的电压要求，从而，降低了对电池组的电压要求，在相同储能容量下减少了串联电芯的数量，降低了储能系统的复杂度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该储能系统还包括：连接在每个储能单元的正接线端和负接线端之间的旁路开关，该旁路开关的控制端与电池管理单元电连接。上述电池管理单元还用于当检测到电池组的状态异常时，控制旁路开关导通；当检测到电池组状态正常时，控制所述旁路开关断开。利用该储能系统，能够通过旁路开关将状态异常的储能单元从储能系统中断开，同时保证其它储能单元能够正常接入储能系统。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，该双向DC/DC变换器包括升降压变换电路和控制器；该控制器的输入端通过通信线连接电池管理单元，该控制器的输出端连接升降压变换电路内的开关管。该控制器用于根据电能应用系统的工作模式控制升降压变换电路内的开关管的状态，以及，根据电池管理单元的监测结果控制传输功率及传输电压。

在第一方面的又一种可能的实现方式中，多个所述储能单元所包含的双向DC/DC变换器中包括一个主DC/DC变换器和至少一个从DC/DC变换器，其中，该主DC/DC变换器与电能应用系统通过通信线电连接。主DC/DC变换器内的控制器用于检测电能应用系统的电能需求，根据电能应用系统的电能需求控制各个储能单元切换至相应的工作模式，该工作模式包括充电模式和放电模式。当检测到电能应用系统需要储能系统提供电能时，控制主DC/DC变换器及各个从DC/DC变换器切换至升压模式，主DC/DC变换器和各个从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使该电池管理单元控制相应的电池组进行放电。当电能应用系统需要向储能系统供电时，控制主DC/DC变换器及各个从DC/DC变换器切换至降压模式，主DC/DC变换器和各个从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使电池管理单元控制相应的电池组进行充电。