【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能电池领域，具体涉及一种基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法。
技术介绍
1、电化学储能为主的新型储能电站由于其丰富的功能和广泛的应用场景，现在越来越多。高压级联型电池储能系统相比于传统储能系统省去了升压变压器，在降低建设成本、提高电站效率方面有了很大进步，成为储能建设的主流技术。高压级联型电池储能单元在设备构成上是先由“数个电池模块pack串联加一个交直流转换模块pcs”构成一个“电池簇”，再将数个“电池簇”的“pcs模块的交流侧”串联，构成一个储能单元。电芯作为构成电化学储能系统的最小单位个体，数量巨大。
2、高压级联型的“电池簇”内电芯模块是串联结构，在现有的充放电保护策略中，电芯的高电压、低电压作为储能单元充、放电截止保护条件。电芯在使用过程中因个体差异会造成同一储能单元内电芯电压出现偏差，当某一个电芯的最高、最低电压与整个储能单元电芯平均电压偏差较大时，造成整个储能单元会因为个别电芯的“电压突出”问题，触发“电芯极值电压”保护，停止充、放电，影响储能单元的充、放电深度，减少储能单元有效容量。为了增加储能单元有效容量，就需要通过均衡将整个储能单元的电芯电压调整到同一水平。现在的大型储能电站(100mwh以上)，一个储能单元包含上万个电芯个体，现有技术条件下一般采用两种均衡方式：
3、一、在线均衡。即充放电过程中根据电池簇的soc(由簇总体电压测算)实时调整该簇充、放电电流，尽量使各电池簇充放电容量趋于一致。
4、二、离线均衡。即在充、放电间隙根据电芯最高电压
5、现有技术的缺陷和不足：
6、1.现有的在充、放电过程中进行的在线均衡方式，是根据电池簇的soc(由簇总体电压测算)实时调整该簇充放电电流，不能区分电池簇内最高电压、最低电压。如果一个电池簇内最高电压、最低电压与平均电压差值较大，但总体电压接近正常值，那么根据现有的簇间均衡策略，该簇充放电电流是按正常簇调整。但实际上该电池簇会在其最高、最低电压达到保护定值时，停止充放电，从而影响该储能单元充放电容量。也就是说就无法通过现有的依据簇soc值(由簇总电压测算)调整充放电流的方式，来减少高电压、低电压对整个储能单元充、放电容量的影响。
7、2.在充放电间隙根据电芯最高电压、最低电压，进行的人工均衡，虽然可以精准消除高电压、低电压，减少高低电压差值，提高电池簇、储能单元容量。但这种均衡方式只能在充放电间隙，储能单元不运行时，通过人工进行。需要均衡时间长、降低了设备利用率，不能在线提高储能单元容量。不能满足电芯数量日趋庞大的大型储能电站正常运维要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，结合现有设备技术性能，综合考虑维护既有电站稳定运行的前提下，满足储能单元既要进行在线电池均衡，又要尽可能减少“电压突出的电芯”对整个储能单元的影响。在进行充、放电时，利用“簇间均衡”原理，依据整个单元内对与单元平均电压差别最大的极值电压、调整对应电池簇的充放电电流，通过减缓“电压突出的电芯”的电压变化速率，促使一个储能单元内电芯电压均衡升降，延长整个储能单元充放电时间，从而提高整个储能单元的总体充放电容量。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，包括如下步骤：
3、s1、在充、放电开始前，提取簇内的电芯电压极值，并记录电芯电压极值所对应的电芯编号；
4、s2、将电芯电压极值与单元平均电压进行比较，筛选整个储能单元内电芯电压极值与整个储能单元平均电压的差值，取差值最大值及对应电池簇编号x1，作为后续调整对应电池簇充、放电电流的依据；
5、s3、在储能单元充、放电过程中，调整差值最大值的对应电池簇充、放电电流；
6、s4、在充放电间隙，对差值最大值的对应电池簇内的极值电压进行人工均衡，后续根据各簇总电压差值，利用簇间均衡调整充放电电流，使各电池簇簇电压一致。
7、优选的，所述s3中调整差值最大值的对应电池簇充、放电电流的具体方法如下：
8、若差值最大值的对应电池簇的电芯电压极值大于整个储能单元平均电压，则在下一次充电过程中，通过降低对应电池簇的充电电流来减缓对应电池簇电芯最高电压的上升速率；
9、若差值最大值的对应电池簇的电芯电压极值小于整个储能单元平均电压，则在下一次放电过程中，通过降低对应电池簇的放电电流来减缓对应电池簇电芯最低电压的下降速率。
10、优选的，所述步骤s2中，具体地：
11、簇电池管理单元将步骤s1获取的上述数据传给储能单元电池仓控制系统，由储能单元电池仓控制系统对电芯电压极值与单元平均电压进行比较。
12、优选的，所述步骤s1中电芯电压极值的提取方法如下：
13、处于最底层的电池管理单元通过电压采集线束采集电池模块内每颗电芯的电压数据，通过can数据链路上传给第二层的管理系统-簇电池管理单元(bc)，由簇电池管理单元(bc)汇总提取该簇内的电芯电压极值及其编号。
14、优选的，所述电芯电压极值及其编号由簇电池管理单元再上传给第三层控制系统-储能单元电池仓控制系统，储能单元电池仓控制系统接收整个电池仓的所有电芯的数据；同时，储能单元电池仓控制系统与pcs、储能系统的后台能量管理系统进行通讯，实时把电芯数据上传给后台能量管理系统监控，并把相关电池数据、设备告警和保护动作情况上传给能量管理系统。
15、本专利技术还公开了一种实现所述方法的储能电池均衡管理系统，包括电池管理单元、簇电池管理单元、储能单元电池仓控制系统、pcs以及能量管理系统，处于最底层的电池管理单元通过电压采集线束采集电池模块内每颗电芯的电压数据，通过can数据链路上传给第二层的管理系统-簇电池管理单元(bc)，由簇电池管理单元(bc)汇总提取该簇内的电芯电压极值及其编号，再上传给第三层控制系统-储能单元电池仓控制系统，储能单元电池仓控制系统接收整个电池仓的所有电芯的数据；同时，储能单元电池仓控制系统与pcs、储能系统的后台能量管理系统进行通讯，实时把电芯数据上传给后台能量管理系统监控，并把相关电池数据、设备告警和保护动作情况上传给能量管理系统。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1.将电池电芯最高电压、最低电压引入电池在线簇间均衡策略,可以避免单纯以“整个电池簇总体电压”作为在线均衡调整依据掩盖“电压实际极值”的缺憾。
18、2.能实现在充、放电过程中，在线调整单个电池簇的充、放电电流，避免整个储能单元在整体平均电压还处于可充放电范围时，因某一个电池的高电压、低电压保护动作，停止充、放电；通过延长该电池簇充、放电时间，保证储能单元充放电深度，促进整体容量在线提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述S3中调整差值最大值的对应电池簇充、放电电流的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述步骤S2中，具体地：
4.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述步骤S1中电芯电压极值的提取方法如下：
5.根据权利要求4所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述电芯电压极值及其编号由簇电池管理单元再上传给第三层控制系统-储能单元电池仓控制系统，储能单元电池仓控制系统接收整个电池仓的所有电芯的数据；同时，储能单元电池仓控制系统与PCS、储能系统的后台能量管理系统进行通讯，实时把电芯数据上传给后台能量管理系统监控，并把相关电池数据、设备告警和保护动作情况上传给能量管理系统。
6.一种实现权利要求5所述方法的储能电池均衡管理系统
...【技术特征摘要】
1.基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述s3中调整差值最大值的对应电池簇充、放电电流的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述步骤s2中，具体地：
4.根据权利要求1所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述步骤s1中电芯电压极值的提取方法如下：
5.根据权利要求4所述的基于电压极值调整储能电池簇间充放电电流的均衡方法，其特征在于：所述电芯电压极值及其编号由簇电池管理单元再上传给第三层控制系统-储能单元电池仓控制系统，储能单元电池仓控制系统接收整个电池仓的所有电芯的数据；同时，储能单元电池仓控制系统与...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金刚，吴俊广，边永平，
申请(专利权)人：华电国际电力股份有限公司莱城发电厂，
类型：发明
国别省市：
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