[发明专利]一种适用于可动态重构电池储能系统的管理系统及其方法

说明书

本发明公开了一种适用于可动态重构电池储能系统的管理系统及其方法。其中，适用于可动态重构电池储能系统的管理系统，包括由储能电池组及与其相连的功率调节系统构成的储能系统；及电池管理系统，其与储能电池组和主控制器分别相连；所述功率调节系统还与主控制器相连；所述主控制器被配置为：根据电网当前状态、电网储能需求和储能电池组当前状态，协同控制电池管理系统和功率调节系统，完成储能电池组的工作模式和充放电功率的综合决策，实现储能电池组保养及维护的自动化。

技术领域

本发明属于电池储能领域，尤其涉及一种适用于可动态重构电池储能系统的管理系统及其方法。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭和人类对环境问题的日益关注，清洁的可再生能源发电迅速扩大，新一轮的能源变革逐步推进。然而，可再生能源具有波动性和随机性的固有特征，给电网的安全、稳定、经济运行提出了诸多挑战。储能技术是应对上述挑战的有效手段，构建大规模经济性储能系统是意义重大的研究课题。除抽水蓄能外，电池储能是现阶段最具备工程应用前景的储能技术之一。

受限于目前的技术水平，电池储能系统需要基于大量储能容量和功率有限的电池单体(电芯)构建，电池管理和维护压力较大。传统上，电池储能系统使用固定连接方式，将电池单体串联、并联或混连构成电池组，并辅以被动或主动均衡电路，减小电池组不一致性对整体性能的影响。但是，电池储能系统使用固定连接方式存在以下问题：

(1)短板效应和不均衡效应，降低电池组可用容量和使用寿命；

(2)基于均衡电路的方式只能在特定阶段(如动力电池的充电末期)或人工干预(如变电站备用电源定期人工维护)下进行涓流充电，对电池组进行保养维护；

(3)电池组利用效率低、控制灵活性差且维护过程需要人工参与，难以适应充放电方式复杂多变的可再生能源出力波动平抑、削峰填谷等电网储能应用的要求。

为克服传统固定连接成组方法难以灵活调控的缺点，减小短板效应和不均衡效应对电池组整体性能的影响，可采用具有动态重构能力的电池成组方式。具有动态重构能力的电池成组方式在固定连接电池组基础上，将全控型电力电子开关串入电池组，实现电池组可控性改造，使电池组能够根据功率交换需求和电池状态，动态改变电池组拓扑结构，进而明显提高电池组可用容量及寿命。同时，可动态重构电池组也为更加高效的电池储能系统控制管理提供了优秀平台，为智能电网应用等复杂应用环境下的电池储能系统自动维护提供了可能性。

利用动态重构思想可提高电池组可控性，可构建具有灵活管控能力的新型智能电池组。然而，现有的储能装置管理系统也存在以下弊端：

(1)主要通过控制电池接口电路实现充放电状态调整，缺乏与电池组之间的交互手段，难以充分发挥可动态重构电池系统高可控性的技术优势。

(2)不能充分利用电池组高可控性特点，电池储能系统利用效率和管理自动化水平低，储能系统效率低而且灵活性差。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种适用于可动态重构电池储能系统的管理系统，其充分利用电池组高可控性特点，提高了电池储能系统利用效率和管理自动化水平，储能系统更加高效且灵活。

本发明的一种适用于可动态重构电池储能系统的管理系统，包括由储能电池组及与其相连的功率调节系统构成的储能系统；及

电池管理系统，其与储能电池组和主控制器分别相连；所述功率调节系统还与主控制器相连；

所述主控制器被配置为：根据电网当前状态、电网储能需求和储能电池组当前状态，协同控制电池管理系统和功率调节系统，完成储能电池组的工作模式和充放电功率的综合决策，实现储能电池组保养及维护的自动化。