【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力储能技术与系统设备领域，具体涉及一种全钒液流电池acdc型均衡系统及其电能均衡方法。
技术介绍
1、目前，在电力储能
，全钒液流电池因其寿命长、储存能量大、能量效率高和环境适应性好等优点而备受关注。随着全钒液流电池系统的规模和复杂性的不断提升，电池子系统之间的不均衡问题逐渐显现，并且该问题直接影响整体系统的性能和使用寿命。全钒液流电池的电池均衡问题主要体现在电解液的浓度差异和电池单元的电压差异上，长期运行过程中各个电池单元的充放电状态无法保持一致，这导致了电解液的钒离子浓度分布不均匀，进而引起电池性能的下降和容量的损失，另外电池单元之间的电压差异会导致部分电池子系统出现过充或过放的情况，进一步加剧了电池的老化和损坏风险。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种全钒液流电池acdc型均衡系统及其电能均衡方法，其通过acdc均衡器和pdu功率分配单元构成针对各电池子系统的高效充放电回路，配合智能主控系统，实时监测电池单元的电压和电量参数，并对acdc均衡器和pdu功率分配单元进行反馈控制，实现电池单元之间的能量平衡实现对全钒液流电池子系统的自动、高效的电量均衡，进而提高全钒液流电池系统的整体性能和寿命。
2、本全钒液流电池acdc型均衡系统包括acdc均衡器、pdu功率分配单元、pcs储能变流器；全钒液流电池的各电池子系统经pcs储能变流器连接ac电网，构成一般充放回路；ac电网依次经acdc均衡器、pdu功率分配单元分别连接全钒液
3、优化的，所述前级母线上设有用于pdu功率分配单元与acdc均衡器分断的均衡器主开关q1、q2，所述前级母线上设有用于切换均衡回路中所接入的电池子系统的电池簇开关qn+2。
4、进一步的，在包含n个电池子系统的均衡充放回路中，acdc均衡器输出端正极母线经均衡器主开关q1后分为n条支路，切换开关kpn分别设置在对应支路上；acdc均衡器输出端负极经均衡器主开关q2后分为n条支路，切换开关knn分别设置在对应支路上；切换开关kp1所在支路经电池簇开关q3后连接在第1电池子系统正极侧，切换开关knn所在支路经电池簇开关qn+3后连接在第n电池子系统负极侧，切换开关kpn所在支路与切换开关kn-1n所在支路汇合后经电池簇开关qn+2后连接在第n电池子系统正极侧。
5、优化的，所述acdc均衡器内设有用于形成功率模式充放电通道的功率传输电路，所述功率传输电路包括主功率电路、整流桥电路和逆变电路，所述整流桥电路和逆变电路分别并联充放开关后，串联在主功率电路的后级和前级。
6、优化的，所述ac电网与acdc均衡器、pcs储能变流器之间均设有隔离变压器。
7、本全钒液流电池acdc型均衡系统还包括主控装置，所述主控装置输入端与pcs储能变流器、各电池子系统连接，主控装置输出端与所述acdc均衡器、pdu功率分配单元连接；所述主控装置包括微处理器、多路信号通道模块、继电器模组、485接口模块、do/ao接口模块、显示模块、无线数传模块。
8、进一步的，所述pcs储能变流器、各电池子系统上集成的电压互感器、soc传感器经多路信号通道模块连接微处理器输入端，微处理器输出端经继电器模组连接do/ao接口模块，所述485接口模块、无线数传模块、显示模块与微处理器串行连接。微处理器通过485接口模块与pcs储能变流器、acdc均衡器通信连接，前者用于接收信号并判断开充放电工况信号、后者用于控制acdc均衡器切换电压控制电压/功率模式；微处理器通过运算判定需充放电的子电池系统、充放电完成后，输出信号经信号通过继电器模组转换为共开关执行的开关量信号或模拟信号，经do/ao接口模块连接所述均衡器主开关、电池簇开关、切换开关并传输执行信号，实现自动控制；显示模块集成又液晶显示屏，用于现场显示微处理器判断的pcs充放电工况、接收的各子电池系统的充放电电压和soc值、判定的需充放电电池子系统编号、以及运算的充放电时间及进度等参数；无线数传模块用于将上述参数数据同步向远程上位机上传，同时下载和执行远程上位机发送的、用于参数调整或系统升级的指令或程序。
9、本全钒液流电池acdc型均衡系统的电能均衡方法，通过上述全钒液流电池acdc型均衡系统实现各子电池系统在充放电过程中的电能均衡，该系统实现电能均衡的方法包括以下步骤，
10、s1：系统闭合pdu功率分配单元的均衡器主开关q1、q2和所以电池簇开关qn+2；
11、s2：系统启动acdc均衡器运行建立电压；
12、s3：系统判断电池子系统的充放电方向；
13、s4：系统判定需充放电的电池子系统；
14、s5：系统控制acdc均衡器改变模式，控制pdu功率分配单元的切换开关，向所述需充放电的电池子系统进行充电或放电。
15、进一步的，步骤s4所述的，判定需充放电的电池子系统的方法为：
16、s41：当步骤s3系统判断pcs储能变流器处于正向充电工况时，采集各电池子系统的soc值并进行排序，其中最高的电池子系统soc值记为soc_max，最低的电池子系统soc值soc_min、序号记为a；soc_max-soc_min>x%时，即判定电池子系统a需要充电；
17、s42：当步骤s3系统判断pcs储能变流器处于反向放电工况时，采集各电池子系统的soc值并进行排序，其中最低的电池子系统soc值soc_min，最高的电池子系统soc值记为soc_max，序号记为b；soc_max-soc_min>x%时，即判定电池子系统b需要放电。
18、进一步的，步骤s5所述的向所述需充电的电池子系统进行充电的方法为，
19、s4151：系统控制acdc均衡器输出电压为电池子系统a的当前电压值，然后控制pdu功率分配单元闭合其对应的切换开关kpa、kna；
20、s4152：acdc均衡器转为功率模式给电池子系统a充电，当电池子系统soc_max-soc_min<y%时，即充电完成，断开正负极切换开关kpa、kna，然后acdc均衡器转为控制电压模式，返回步骤s4。
21、进一步的，步骤s5所述的向所述需放电的电池子系统进行放电的方法为的方法为，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全钒液流电池ACDC型均衡系统，其特征是：包括ACDC均衡器（1）、PDU功率分配单元（2）、PCS储能变流器（3）；全钒液流电池的各电池子系统（4）经PCS储能变流器（3）连接AC电网（5），构成一般充放回路；AC电网（5）依次经ACDC均衡器（1）、PDU功率分配单元（2）分别连接全钒液流电池中各电池子系统（4）正负极，构成均衡充放回路，其中，
2.根据权利要求1所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统，其特征是：所述前级母线上设有用于PDU功率分配单元（2）与ACDC均衡器（1）分断的均衡器主开关Q1、Q2，所述前级母线上设有用于切换均衡回路中所接入的电池子系统的电池簇开关Qn+2。
3.根据权利要求2所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统，其特征是：在包含N个电池子系统的均衡充放回路中，ACDC均衡器（1）输出端正极母线经均衡器主开关Q1后分为N条支路，切换开关KpN分别设置在对应支路上；ACDC均衡器（1）输出端负极经均衡器主开关Q2后分为N条支路，切换开关KnN分别设置在对应支路上；切换开关Kp1所在支路经电池簇开关Q3后连接在第1电池子系统
4.根据权利要求2所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统，其特征是：所述AC电网（5）与ACDC均衡器（1）、PCS储能变流器（3）之间均设有隔离变压器（6）。
5.一种全钒液流电池ACDC型均衡系统的电能均衡方法，其特征是：所述全钒液流电池ACDC型均衡系统为权利要求2至4任一项所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统，该系统实现电能均衡的方法包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统的电能均衡方法，其特征是：
7.根据权利要求6所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统的电能均衡方法，其特征是：
8.根据权利要求6所述的全钒液流电池ACDC型均衡系统的电能均衡方法，其特征是：
...【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池acdc型均衡系统，其特征是：包括acdc均衡器（1）、pdu功率分配单元（2）、pcs储能变流器（3）；全钒液流电池的各电池子系统（4）经pcs储能变流器（3）连接ac电网（5），构成一般充放回路；ac电网（5）依次经acdc均衡器（1）、pdu功率分配单元（2）分别连接全钒液流电池中各电池子系统（4）正负极，构成均衡充放回路，其中，
2.根据权利要求1所述的全钒液流电池acdc型均衡系统，其特征是：所述前级母线上设有用于pdu功率分配单元（2）与acdc均衡器（1）分断的均衡器主开关q1、q2，所述前级母线上设有用于切换均衡回路中所接入的电池子系统的电池簇开关qn+2。
3.根据权利要求2所述的全钒液流电池acdc型均衡系统，其特征是：在包含n个电池子系统的均衡充放回路中，acdc均衡器（1）输出端正极母线经均衡器主开关q1后分为n条支路，切换开关kpn分别设置在对应支路上；acdc均衡器（1）输出端负极经均衡器主开关q2后分为n条支路，切换开关knn分别设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵康，徐鹏飞，王庆园，李鸿儒，滕绍伟，马德义，
申请(专利权)人：青岛攸能创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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