【技术实现步骤摘要】
本申请涉及储能设备，尤其涉及一种用于储能装置的均衡充电方法、储能装置及设备。
技术介绍
1、随着太阳能、风能等可再生能源以及相应的新能源电力系统的迅速发展，储能设备在电力系统、交通运输以及日常生活中的重要性日益凸显。储能技术通常依赖于电池组，特别是锂离子电容（lithium-ion capacitor, lic），这种高倍率储能元件能够快速充放电，从而能够更好的适应频繁变化的电力需求以及可再生能源发电的间歇性与不稳定性。
2、然而，由于电池组中不同电池单元通常存在制造工艺及老化程度等状态的差异，在充放电过程中，这些差异会导致个别电池单元出现过充或过放的情况，进而严重影响电池组的性能和寿命。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于储能装置的均衡充电方法、储能装置及设备，其解决了储能装置在快速充电过程中容易出现充电不均衡的技术问题，本申请通过将电池荷电状态（state of charge，soc）排序预充电与并网运行过程中的soc均衡相结合，并在soc均衡控制之后利用功率环对储能装置进行快速充电，从而能够有效平衡各储能单元的充电状态，避免了个别储能单元的过充或过放现象，大大提高了储能装置的可靠性。
2、为了达到上述目的，本申请采用的主要技术方案包括：
3、第一方面，本申请实施例提供一种用于储能装置的均衡充电方法，所述储能装置基于三相交流电网进行充电，且所述储能装置的每相线路上分别级联有多个储能单元，其中，所述均衡充电方法包括：
4、对所述储
5、根据排序结果对每相线路上的多个所述储能单元进行部分动态切除，并在切除后剩余的储能单元的soc值均达到预设值的情况下确定所述储能装置完成预充电；
6、将完成预充电的所述储能装置并网运行，并根据所述储能装置的总体soc均值和相内soc均值对每相线路上的多个所述储能单元进行相内的均衡控制，以及根据所述三相交流电网的负序分量对所述储能装置进行相间的均衡控制；
7、确定所述储能装置在完成均衡控制之后的总体soc均值，并在所述总体soc均值小于第一阈值的情况下，通过功率环控制所述三相交流电网的输出功率，以根据所述输出功率对所述储能装置进行快速充电。
8、本申请实施例提出的均衡充电方法，通过对储能装置进行预充电，并在此基础上针对每相线路上的多个储能单元进行soc值排序并执行部分动态切除，以在预充电过程中根据各个储能单元的充电状态动态调整充电策略。完成预充电的储能装置可并网运行，并进一步利用总体soc均值和相内soc均值对每相线路上的储能单元进行相内均衡控制。同时，借助电网的负序分量实现储能装置的相间均衡控制，以实现对储能装置在相内和相间两个维度的全面均衡控制。因此，本申请实施例能够有效平衡各储能单元的充电状态，避免了个别储能单元的过充或过放现象，大大提高了储能装置的可靠性。此外，本申请实施例采用相内均衡控制和相间均衡控制相结合的方式，不仅在每个相内实现了电池单元之间的电压均衡，还充分利用三相交流电网自身存在的负序分量进行相间均衡控制，与相关技术中注入零序电压的相间均衡技术相比，简化了均衡控制策略，减少了额外的硬件需求，不仅实现了储能装置的相间均衡充电，还降低了均衡充电的硬件成本。并且本申请实施例能够在相间和相内的均衡控制的基础上，利用功率环控制三相交流电网向储能装置提供高电流充电，以避免储能装置在经过相内均衡控制和相间均衡控制后长时间处于soc值较低的状态，通过功率环控制能够显著减少充电时间并提高充电速度，进而满足用户对快速充电的需求。
9、可选地，在本申请的一些实施例中，所述对所述储能装置进行预充电，包括：
10、在所述储能装置和所述三相交流电网之间接入软启电阻，以对所述储能装置进行限流充电，并在所述三相交流电网的电网电压与每相线路上所有所述储能单元的桥臂电压之和的差值均小于第二阈值的情况下，切除所述软启电阻，以对所述储能装置进行非限流充电。
11、本申请实施例通过在储能装置和三相交流电网之间接入软启电阻，以利用软启电阻限制充电电流，能够有效减小储能装置接入电网时的电流冲击，防止因电流过大而造成储能单元的损坏或电网的不稳定。此外，本申请实施例在三相交流电网的电网电压与每相线路上所有储能单元的桥臂电压之和的差值小于预设的第二阈值时，切除软启电阻以获得较大的充电电流，从而提高充电速度。因此本申请实施例能够控制软启电阻的接入与切除，不仅保证了储能装置的安全充电，还能够在不同的电压条件下灵活调节充电方式，实现了高效、安全的预充电过程。
12、可选地，在本申请的一些实施例中，所述在每个所述储能单元的直流侧电压稳定的情况下，对每相线路上的多个所述储能单元的soc值进行排序，包括：
13、在所述三相交流电网的电网电压与每相线路上所有所述储能单元的桥臂电压之和的差值均为零的情况下，确定每个所述储能单元的直流侧电压处于稳定状态，并对所述储能单元按照soc值由小到大的顺序进行排序。
14、可选地，在本申请的一些实施例中，所述根据排序结果对每相线路上的多个所述储能单元进行部分动态切除，包括：
15、根据所述储能单元的额定电压和所述三相交流电网的电网电压确定所述储能单元的可切除数量，并根据所述可切除数量确定对应不同充电阶段的多个第三阈值；
16、分别获取所述储能装置在每相线路上的相内soc均值，并在每次所述相内soc均值达到相应充电阶段的第三阈值的情况下，根据所述排序结果将每相线路上soc值最大的储能单元进行切除。
17、本申请实施例按照储能单元的soc值由小到大的顺序进行排序，并在每次相内soc均值达到相应充电阶段的第三阈值时切除soc值较高的储能单元，以避免soc值较高的储能单元出现过充，并确保对soc值较低的储能单元能够继续充电，这样可有效均衡各个储能模块的soc值，从而提高充电效率和安全性。此外，本申请实施例通过根据电网电压与储能单元桥臂电压的差值变化来调整充电过程，可以实时响应电网电压波动，大大提升了储能装置的稳定性和适应性。
18、可选地，在本申请的一些实施例中，所述根据所述储能装置的总体soc均值和相内soc均值对每相线路上的多个所述储能单元进行相内的均衡控制，包括：
19、基于下述公式确定所述储能装置中所有储能单元的总体soc均值为：
20、；
21、式中，为所述储能装置中所有储能单元的总体soc均值，n为每相线路上的储能单元的总数量，x表示所述三相交流电网的a、b、c三相，x=a、b、c，为每相线路上的第i个储能单元的soc值；
22、基于下述公式确定所述储能装置的相内soc均值为：
23、；
24、式中，为每相线路对应的相内soc均值；
25、根据所述储能装置的所述总体soc均值和所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能装置的均衡充电方法，其特征在于，所述储能装置基于三相交流电网进行充电，且所述储能装置的每相线路上分别级联有多个储能单元，其中，所述均衡充电方法包括：
2.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述对所述储能装置进行预充电，包括：
3.根据权利要求2所述的均衡充电方法，其特征在于，所述在每个所述储能单元的直流侧电压稳定的情况下，对每相线路上的多个所述储能单元的SoC值进行排序，包括：
4.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述根据排序结果对每相线路上的多个所述储能单元进行部分动态切除，包括：
5.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述根据所述储能装置的总体SoC均值和相内SoC均值对每相线路上的多个所述储能单元进行相内的均衡控制，包括：
6.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述根据所述三相交流电网的负序分量对所述储能装置进行相间的均衡控制，包括：
7.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述通过功率环控制所述三相交流电网的输出功率，以根据所述输
8.根据权利要求5至7任一项所述的均衡充电方法，其特征在于，所述储能单元包括H桥，所述调制波用于控制所述H桥中开关管的导通与关断，以调节所述储能装置的充放电模式。
9.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置基于三相交流电网进行充电，所述储能装置包括：
10.一种计算机设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种储能装置的均衡充电方法，其特征在于，所述储能装置基于三相交流电网进行充电，且所述储能装置的每相线路上分别级联有多个储能单元，其中，所述均衡充电方法包括：
2.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述对所述储能装置进行预充电，包括：
3.根据权利要求2所述的均衡充电方法，其特征在于，所述在每个所述储能单元的直流侧电压稳定的情况下，对每相线路上的多个所述储能单元的soc值进行排序，包括：
4.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述根据排序结果对每相线路上的多个所述储能单元进行部分动态切除，包括：
5.根据权利要求1所述的均衡充电方法，其特征在于，所述根据所述储能装置的总体soc均值和相内soc均值对每...
【专利技术属性】
技术研发人员：田贇祥，胡江杰，茆华风，卢晶，吴亚楠，李俊，何宝灿，茆智伟，谭亮，李刚，蔡安勇，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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