[发明专利]一种级联式储能的SOC均衡控制方法及装置

说明书

一种级联式储能的SOC均衡控制方法及装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，预先对级联式储能中电池组进行测试，并提取所述电池组中每一块单元电池的特征参量，以及基于所述特征参量构建所述每一块单元电池的健康状态与充放电电压之间的拟合函数；步骤2，将所述拟合函数中的特征点记载于估算控制表中，并实时监控所述电池组中每一块单元电池的充放电电压，以基于所述充放电电压对所述估算控制表中的特征点进行查询；步骤3，基于查询获得的特征点，获取所述电池组中每一块单元电池的健康状态，并调节所述级联式储能的反馈控制单元，以实现所述级联式储能的稳定输出。本发明提高了均衡速度，减少了梯次电池一致性要求。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体的，涉及一种级联式储能的SOC均衡控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着电池技术的快速发展，电池成本普遍下降。与此同时，电动汽车的快速发展使退役电池的数量逐年递增，如果不合理利用和处理这些退役电池，不仅会造成资源的浪费，也会对环境产生很大的破坏。将退役动力电池作为储能设备应用到电力发电、输配电和用电各环节，既可以稳定电站功率，提高发电机组运行效率、保证供电质量，也可以解决动力电池的回收利用，节约资源，保护环境，提高经济效益。

电池集中成组技术，能够将大量电池直接串并联成组以满足电压等级和容量求，再连接到变流器使用，由于电池在生产和使用过程中的不一致性会影响电池组的容量和能量利用率，因此电池集中成组对电池单体的一致性要求极高。为了降低电池储能系统对电池组一致性的要求，提高电池组的容量和能量利用率，可以单独控制每个电池模块的充放电功率，使所有电池都尽可能同时达到充满或放空的状态。将电力电子技术和电池管理技术运用到电池成组中，把原本大量直接串并联的电池分成若干低压电池组，在级联型多电平变流器的基础上，将电力电子装置与低压电池组结合组成模块，实现每个电池模块的独立控制，降低对电池组一致性的要求，提高电池组的容量和能量利用率，这种电池成组方法称也被为柔性成组技术。

然而，现有技术中的柔性成组技术通常只是根据集成化电池组的总体电压和电流等基本参数来实现柔性成组过程中储能电池与外界电网换流时的输出状态。这种实现方式虽然较为简便，但是当梯次利用的电池组中部分电池发生故障、或是出现了健康度下降导致输出不够稳定的情况下，采用传统的控制方式就难以保持换流器设备的输出状态，导致电池组的输出稳定性较差，系统灵活性较低，难以准确预测电池组的并网表现，也难以支持储能并网时电网对于储能输出更宽范围的要求。

针对上述问题，继续一种新型的储能控制方法和装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种级联式储能的SOC均衡控制方法及装置，通过测试电池组以获得电池组中每一块单元电池的特征参量，并拟合出电池的健康状态与充放电电压之间的关联，从而通过关联实现对电池组实时输出状态的控制。

本发明采用如下的技术方案。本发明第一方面，涉及一种级联式储能的SOC均衡控制方法，方法包括以下步骤：步骤1，预先对级联式储能中电池组进行测试，并提取电池组中每一块单元电池的特征参量，以及基于特征参量构建每一块单元电池的健康状态与充放电电压之间的拟合函数；步骤2，将拟合函数中的特征点记载于估算控制表中，并实时监控电池组中每一块单元电池的充放电电压，以基于充放电电压对估算控制表中的特征点进行查询；步骤3，基于查询获得的特征点，获取电池组中每一块单元电池的健康状态，并调节级联式储能的反馈控制单元，以实现级联式储能的稳定输出。

优选的，测试包括电池容量测试、混合动力脉冲能力测试和小倍率电池充放电测试。

优选的，特征参量包括充放电电压、电池容量、电池电量、电池内阻、剩余循环次数、电池温度和电流倍率。

优选的，基于特征参量，对单元电池的健康状态的取值进行计算。

优选的，拟合函数为线性拟合函数；并且，基于单元电池的充放电时长，分别获取不同充放电时长情况下单元电池的拟合函数。