[发明专利]一种基于阵列式模块控制的电池能量路由器

说明书

本发明提供一种基于阵列式模块控制的电池能量路由器，包括电池集控器、光伏变换器、并网逆变器、风机逆变器、中央处理器、直流母线和设备端口；通过对各端口的电压和电流的实时控制，实现能量管理、潮流调度等电网需求；其中，电池集控器提供储能系统接入端口，能实现储能系统中各电池包的接入与切断控制，同时不影响整个储能系统正常工作，从而提高储能系统的控制灵活度，延长储能系统的整体寿命。

技术领域

本发明属于新能源互联网领域，具体涉及一种基于阵列式模块控制的电池能量路由器。

背景技术

近年来储能系统在新能源发电、电力市场等领域应用越来越广泛；储能系统一般由多个电池串并联组成，当单个电池包出现损坏时，会影响整个储能系统的使用；并且，按照传统电池连接方式，实现电池包切除与替换比较困难；因此，本发明提出一种基于阵列式模块控制的电池能量路由器，针对电池能量路由器中储能设备的接入提供一种端口，能实现储能系统中各电池包的接入与切断控制，同时不影响整个储能系统正常工作，从而提高储能系统的控制灵活度，延长储能系统的整体寿命。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种基于阵列式模块控制的电池能量路由器，包括电池集控器、光伏变换器、并网逆变器、风机逆变器、中央处理器、直流母线和设备接口。

所述并网逆变器为DC/AC逆变器，为电网和负荷提供连接端口；

所述电池集控器由电池控制模块和双向DC/DC变换器组成，为储能设备提供连接端口；

所述光伏变换器为单向DC/DC变换器，为光伏发电机提供连接端口；

所述风机逆变器为DC/AC逆变器，为风力发电机提供连接端口。

所述电池集控器、光伏变换器、并网逆变器、风机逆变器等设备并联于直流母线。

所述中央处理器对所述的电池集控器、并网逆变器、风机逆变器、光伏变换器通信及发送调度指令，实现对所述的电池能量路由器的控制。

其中，储能设备连接端口包含多个电池接口；每个电池接口都由一个电池控制模块提供；多个电池控制模块串联接入一个双向DC/DC变换器；多个双向DC/DC变换器并联后接入能量路由器直流母线上。

所述电池集控器包括双向DC/DC变换器、电力电子开关、电池控制模块；其中，每个双向DC/DC变换器正极接有一个开关，控制电池簇是否接入；

所述电池控制模块主要由电力电子开关组成：电池正极接口与负极接口各连一个开关，控制电池是否接入；正极开关与负极开关未接电池的另一端并联于一个开关的两端，控制电池是否短接。

上述对电池能量路由器的控制，其中包括对电池集控器的控制，即对电池包的接入与切换控制；具体控制策略与控制方法如下：

第一步，电池包接入能量路由器，即闭合对应的电池控制模块中正极与负极接口处开关，断开正极与负极间开关；

第二步，判断是否存在异常电池包，即找出需要切除的电池包，具体方法如下：

R_i,end-R_i＝ξ_i

式中：i＝1,2,3,...为电池包编号；R_i,end为第i个电池包寿命结束时对应的电池内阻；R_i第i个电池包当前的电池内阻；ξ_i为第i个电池包异常评估参数；

若ξ_i＞0，则该电池包为正常电池包；若ξ_i≤0，则该电池包为异常电池包；

第三步，电池包处理，正常电池包继续工作，异常电池包立即切除；切除异常电池包，即断开对应的电池控制模块中正极与负极接口处开关，闭合正极与负极间开关。