一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统，包括步骤：主机EMS根据储能变流器PCS的工作状态、电柜的工作状态和SOC控制DC/DC变换器的工作模式；其中PCS、电柜和DC/DC变换器在储能系统的各子系统中均配置有一个，且每个子系统中，PCS、DC/DC变换器和电柜依次连接，多个子系统并联接至电网，每个PCS与DC/DC变换器的连接处通过一直流母线并联；本发明专利技术通过为各子系统均配置PCS实现对子系统的单独调控，并使各子系统的DC/DC变换器共用一条直流母线，当SOC出现不均衡时主机EMS能及时调控DC/DC变换器的工作模式，并在直流母线下进行电柜间的电量流转以均衡各子系统充放电流一致，解决储能系统电柜间电量不均流的问题。解决储能系统电柜间电量不均流的问题。解决储能系统电柜间电量不均流的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能系统
，尤其是涉及一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统。

技术介绍

[0002]当前储能系统的电柜充电电流采取EMS(Energy Management System，能量管理系统)对PCS(Power Conversion System，储能变流器)下发总电流，电柜自由分配充放电电流的方式。
[0003]但电柜的内部阻抗不一致会造成电柜间实际电流出现偏差，以造成电柜间荷电状态SOC差异大，而电柜间SOC差异大会造成电柜间环流问题，导致有些电柜充电不满及各电柜放电不均等，增加电量损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统，解决储能系统电柜间电量不均流的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，包括步骤：
[0007]S1、主机EMS根据储能变流器PCS的工作状态、电柜的工作状态和SOC控制DC/DC变换器的工作模式；
[0008]其中所述PCS、所述电柜和所述DC/DC变换器在储能系统的各子系统中均配置有一个，且每个所述子系统中，所述PCS、所述DC/DC变换器和所述电柜依次连接，每个所述PCS未与所述DC/DC变换器连接的一端并联接至电网，每个所述PCS与所述DC/DC变换器的连接处通过一直流母线并联。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案为：
[0010]一种共直流母线的储能系统SOC均衡系统，包括主机EMS，所述主机EMS包括第一存储器、第一处理器以及存储在第一存储器上并可在第一处理器上运行的第一计算机程序，
[0011]所述第一处理器在执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：
[0012]S1、根据储能变流器PCS的工作状态、电柜的工作状态和SOC控制DC/DC变换器的工作模式；
[0013]其中所述PCS、所述电柜和所述DC/DC变换器在储能系统的各子系统中均配置有一个，且每个所述子系统中，所述PCS、所述DC/DC变换器和所述电柜依次连接，每个所述PCS未与所述DC/DC变换器连接的一端并联接至电网，每个所述PCS与所述DC/DC变换器的连接处通过一直流母线并联。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法及系统，通过为储能系统的多个子系统均配置一PCS，以实现对各子系统的单独调控，并使得各子系统的DC/DC变换器共用一条直流母线，默认条件下设置各子系统的DC/DC变换器采用
恒压模式，当各电柜的SOC出现不均衡时，主机EMS能根据PCS和电柜的工作状态和各电柜的SOC来及时调控DC/DC变换器的工作模式，并在直流母线下进行电柜间的电量流转以均衡各子系统充放电流一致，解决储能系统电柜间电量不均流的问题。
附图说明
[0015]图1为现有储能系统的拓扑结构图；
[0016]图2为本专利技术实施例的一种共直流母线的储能系统的拓扑结构图；
[0017]图3为本专利技术实施例的一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法的流程图；
[0018]图4为本专利技术实施例的一种共直流母线的储能系统SOC均衡系统的结构示意图。
[0019]标号说明：
[0020]10、一种共直流母线的储能系统SOC均衡系统；
[0021]20、主机EMS；21、第一存储器；22、第一处理器；
[0022]30、从机EMS；31、第二存储器；32、第二处理器。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0024]请参照图2至图3，一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，包括步骤：
[0025]S1、主机EMS根据储能变流器PCS的工作状态、电柜的工作状态和SOC控制DC/DC变换器的工作模式；
[0026]其中所述PCS、所述电柜和所述DC/DC变换器在储能系统的各子系统中均配置有一个，且每个所述子系统中，所述PCS、所述DC/DC变换器和所述电柜依次连接，每个所述PCS未与所述DC/DC变换器连接的一端并联接至电网，每个所述PCS与所述DC/DC变换器的连接处通过一直流母线并联。
[0027]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过为储能系统的多个子系统均配置一PCS，以实现对各子系统的单独调控，并使得各子系统的DC/DC变换器共用一条直流母线，默认条件下设置各子系统的DC/DC变换器采用恒压模式，当各电柜的SOC出现不均衡时，主机EMS能根据PCS和电柜的工作状态和各电柜的SOC来及时调控DC/DC变换器的工作模式，并在直流母线下进行电柜间的电量流转以均衡各子系统充放电流一致，解决储能系统电柜间电量不均流的问题。
[0028]进一步地，所述步骤S1之前还包括步骤：
[0029]S0、每个所述子系统的从机EMS实时检测和采集各自所述子系统下的所述PCS的工作状态、所述电柜的工作状态和所述电柜的SOC，并发送至所述主机EMS；
[0030]其中，所述PCS的工作状态包括运行状态和停止状态，所述运行状态下所述PCS将电网侧的交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电并入电网侧，所述停止状态下所述PCS停止电能转换；
[0031]所述电柜的工作状态包括充电状态和放电状态。
[0032]由上述描述可知，为每个子系统也各配置一个从机EMS，用于实时检测各子系统中PCS和电柜的工作状态和实时采集各电柜的SOC，及时发送给主机EMS以进行分析和功率值
下发，即从机EMS负责传递信息，主机EMS负责控制直流下达，分工明确，互不干扰，便于后序各子系统DC/DC变换器的工作模式的调控。
[0033]进一步地，所述步骤S1具体为：
[0034]所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述PCS的工作状态，当每个所述PCS的工作状态均为所述停止状态时，执行步骤S11，当每个所述PCS的工作状态均为所述运行状态时，执行步骤S12，否则进行故障告警；
[0035]S11、所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述电柜的SOC：
[0036]若存在第一电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，则控制所述第一电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的10％的输出功率将所述第一电柜的电量输出均分至其余所述子系统中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；
[0037]若存在第二电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，则控制除所述第二电柜之外的其他电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的2％的输出功率将各自所述子系统中的所述电柜的电量输出至所述第二电柜所在的所述子系统中，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，其特征在于，包括步骤：S1、主机EMS根据储能变流器PCS的工作状态、电柜的工作状态和SOC控制DC/DC变换器的工作模式；其中所述PCS、所述电柜和所述DC/DC变换器在储能系统的各子系统中均配置有一个，且每个所述子系统中，所述PCS、所述DC/DC变换器和所述电柜依次连接，每个所述PCS未与所述DC/DC变换器连接的一端并联接至电网，每个所述PCS与所述DC/DC变换器的连接处通过一直流母线并联。2.根据权利要求1所述的一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤：S0、每个所述子系统的从机EMS实时检测和采集各自所述子系统下的所述PCS的工作状态、所述电柜的工作状态和所述电柜的SOC，并发送至所述主机EMS；其中，所述PCS的工作状态包括运行状态和停止状态，所述运行状态下所述PCS将电网侧的交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电并入电网侧，所述停止状态下所述PCS停止电能转换；所述电柜的工作状态包括充电状态和放电状态。3.根据权利要求2所述的一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述PCS的工作状态，当每个所述PCS的工作状态均为所述停止状态时，执行步骤S11，当每个所述PCS的工作状态均为所述运行状态时，执行步骤S12，否则进行故障告警；S11、所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述电柜的SOC：若存在第一电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，则控制所述第一电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的10％的输出功率将所述第一电柜的电量输出均分至其余所述子系统中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若存在第二电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，则控制除所述第二电柜之外的其他电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的2％的输出功率将各自所述子系统中的所述电柜的电量输出至所述第二电柜所在的所述子系统中，并控制所述第二电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％，且最低SOC比次低SOC低出10％，则控制具有最高SOC的第一最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的10％的输出功率将所述第一最高电柜的电量输出、控制具有最低SOC的第一最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的10％的输入功率接收所述第一最高电柜输出的电量为所述第一最低电柜充电，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；否则各所述子系统中的所述DC/DC变换器均保持恒压模式；S12、所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述电柜的工作状态和SOC，并根据所述电柜的工作状态和SOC控制所述DC/DC变换器的工作模式。4.根据权利要求3所述的一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，其特征在于，所述步骤S12中并根据所述电柜的工作状态和SOC控制所述DC/DC变换器的工作模式，具体为：
当每个所述电柜的工作状态均为所述充电状态时，执行步骤S13，当每个所述电柜的工作状态均为所述放电状态时，执行步骤S14，否则进行故障告警；S13、所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述电柜的SOC：若存在第三电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，则控制所述第三电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的80％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第三电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若存在第四电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，则控制所述第四电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的120％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第四电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％，且最低SOC比次低SOC低出10％，则控制具有最高SOC的第二最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的80％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第二最高电柜中、控制具有最低SOC的第二最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的120％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第二最低电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；否则各所述子系统中的所述DC/DC变换器均保持恒压模式；S24、所述主机EMS接收并分析所述从机EMS发送的每个所述电柜的SOC：若存在第五电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，则控制所述第五电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的120％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第五电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若存在第六电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，则控制所述第六电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的80％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第六电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％，且最低SOC比次低SOC低出10％，则控制具有最高SOC的第三最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的120％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第三最高电柜中、控制具有最低SOC的第三最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器以额定功率的80％的充电功率将从电网侧经所述PCS转换的直流电存储至所述第三最低电柜中，并控制其余所述子系统中的所述DC/DC变换器保持恒压模式；否则各所述子系统中的所述DC/DC变换器均保持恒压模式。5.根据权利要求4所述的一种共直流母线的储能系统SOC均衡方法，其特征在于，所述步骤S11中若存在第一电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，还包括步骤：实时分析所述第一电柜的SOC与其余电柜中最低SOC的差值，当差值小于3％时，控制所述第一电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S11中若存在第二电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，还包括步骤：实时分析所述第二电柜的SOC与其余电柜中最高SOC的差值，当差值小于3％时，控制其
余电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S11中若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％、最低SOC比次低SOC低出10％，还包括步骤：实时分析最高SOC与最低SOC之间的差值，当差值小于3％时，将所述第一最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率和第一最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输入功率均调节为0；所述步骤S13中若存在第三电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，还包括步骤：实时分析所述第三电柜的SOC与其余电柜中最低SOC的差值，当差值小于3％时，控制所述第三电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S13中若存在第四电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，还包括步骤：实时分析所述第四电柜的SOC与其余电柜中最高SOC的差值，当差值小于3％时，控制其余电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S13中若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％、最低SOC比次低SOC低出10％，还包括步骤：实时分析最高SOC与最低SOC之间的差值，当差值小于3％时，将所述第二最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率和所述第二最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输入功率均调节为0；所述步骤S14中若存在第五电柜的SOC高出其他电柜中最低SOC的20％，还包括步骤：实时分析所第五电柜的SOC与其余电柜中最低SOC的差值，当差值小于3％时，控制所述第五电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S14中若存在第六电柜的SOC低出其他电柜中最高SOC的20％，还包括步骤：实时分析所述第六电柜的SOC与其余电柜中最高SOC的差值，当差值小于3％时，控制其余电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率为0；所述步骤S14中若所述电柜的SOC中存在最高SOC比最低SOC高出20％、最低SOC比次低SOC低出10％，还包括步骤：实时分析最高SOC与最低SOC之间的差值，当差值小于3％时，将所述第三最高电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输出功率和所述第三最低电柜所在的所述子系统中的所述DC/DC变换器的输入功率均调节为0。6.一种共直流母线的储能系统SOC均衡系统，其特征在于，包括主机EMS，所述主机EMS包括第一存储器、第一处理器以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：练净雯，许清荣，朱志煌，李国伟，张新池，
申请(专利权)人：福建时代星云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：