[发明专利]出口短接和直流控制的级联电池储能系统离线均衡方法

说明书

本发明提供了一种出口短接和直流控制的级联电池储能系统离线均衡方法，包括：短接级联电池储能系统各相功率出口；获取级联电池储能系统各个子模块电池电压、SOC、SOH、SOF、额定容量信息；计算各个子模块的可充电能量和可放电能量；计算各相的可充电能量、可放电能量和三相平均可放电能量；计算各相可放电能量与三相平均可放电能量的误差；相直流电流分配实现三相间均衡；子模块直流电压分配实现相内子模块间均衡；相电流控制产生均衡电流；判断离线均衡的结束条件。本发明可以更加便捷安全地实现级联电池储能系统运行前电池能量的离线均衡，大大减小电池储能系统运行前均衡维护的工作量。

技术领域

本发明涉及电池储能系统领域，更具体地，涉及一种出口短接和直流控制的级联电池储能系统离线均衡方法。

背景技术

级联H桥式电池储能系统因其等效开关频率高、输出电压谐波特性好、模块化设计易于扩展和便于进行故障冗余控制等特点，适合应用于高压大功率的储能场合。级联H桥式电池储能系统在运行前，需要对各子模块电池电量进行均衡，以使系统正常运行，避免因电池荷电状态过度不均导致系统运行边界缩小甚至启动失败的情况。目前，电池储能系统运行前的电池均衡工作多以单个模块为单元，进行人工充放电从而均衡系统电池模块。

经检索，现有技术有不少电池均衡技术，比如申请号：201810264044.3、申请日：2018-03-28的发明专利申请，其公开了一种考虑电池寿命的电池组均衡系统及控制方法，包括采样模块、均衡模块、电池寿命预测模块和控制模块，电池寿命预测模块接收采样模块采集的电池信息预测电池寿命；控制模块用于电池组进入充放电状态时，接收采样模块采集的电池组电池信息及电池寿命预测模块得到的电池寿命信息，计算相邻单体电池的电压差并判断是否达到预设值，确定需均衡的相邻单体电池及均衡所需时间，控制均衡模块执行。利用电池寿命预测模块提供的电池寿命信息修正相邻单体电池的电压差，有效考虑了不同单体电池寿命衰减程度不同造成电池开路电压不一致的情况，可以避免过均衡造成的能量浪费，提高均衡效率、减少均衡时间、有效提高电池寿命。

但是，截止目前，关于级联H桥式电池储能系统的自动离线均衡技术的研究还未见报道。

发明内容

本发明针对现有技术存在的空白，提出一种出口短接通过直流电流控制实现级联H桥电池储能系统离线均衡的方法。

本发明第一方面，提供一种出口短接和直流控制的级联电池储能系统离线均衡方法，包括：

S1：短接级联H桥式电池储能系统各相功率出口；

S2：获取级联H桥式电池储能系统各个子模块电池电压、SOC、SOH、SOF、额定容量信息；

S3：根据S2获取的各个子模块电池SOC、SOH以及电池额定容量信息，计算出各个子模块电池的可充电能量和可放电能量，进而计算所有子模块可放电能量的与其平均值的最大误差绝对值；

S4：对S3得到的子模块可充电能量和可放电能量求和，得到各相的可充电能量、可放电能量和三相平均可放电能量：

S5：将S4得到的各相可放电能量和平均可放电能量做差，得到各相可放电能量误差，并求得误差的最大绝对值；

S6：在S5结果上，各相的直流电流按照与相可放电电量误差成正比的原则分配，相直流电流不得超过相电流额定值，相直流电流分配实现三相间均衡；

S7：在S6相直流电流分配基础上，将相内各子模块按照与可放电能量误差成正比的原则分配子模块均衡电压，按照平均分配的原则分配各相电压到子模块，实现相内子模块均衡：

S8：在S7基础上，控制相电流产生均衡电流，通过电流闭环控制使各相电流达到分配的直流电流值；

S9：通过子模块可放电能量误差的最大绝对值与子模块平均可放电能量的比值，判断离线均衡是否结束，当此比值小到设定范围时，则认为离线均衡完成。