本发明专利技术涉及一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，包括供电母线、以及数个与供电母线相连接的单体蓄电池组，各个单体蓄电池组分别包括电池槽、微型双向变换器、微型电池控制装置、以及设置在电池槽内的蓄电池；其中，蓄电池经过微型双向变换器与供电母线相连，并受控于微型电池控制装置；本发明专利技术设计的蓄电池储能系统，基于单体蓄电池组，能够提高系统的储能利用率、可靠性和兼容性；与此相应，本发明专利技术设计了用于控制基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统的方法，在保证供电的同时，能够有效地提高供电效率，避免不必要的电能浪费，保证电池的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电网规模不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸现，其中成本高、运行难度大、难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。而随着电力电子技术的发展，电力系统逐渐趋于微型化、分布化，由此产生了一个新的名词一微网。微网是由一连串负载与微型电源组成的，为其所在地区提供电源和热量的单一可控系统，它是由分布式能源及其负载按照一定拓扑结构组成的系统，更好的实现了分布式发电的优点。目前，应用比较广泛的是交流微网，但是相比于交流微网，直流微网具有以下明显优势 (I)直流微网中各微源与直流母线的连接简单，直流微网只需在与主电网连接处使用逆变器，使得整个微网系统成本和损耗大大降低。(2)由于分布式微源的控制取决于直流微网电压，而直流微网中大量存在的微源能够较为容易协同运行，进而使得整个系统的协同运行变得简单容易。(3)交流微网中普遍存在的谐波和功率因数问题在直流微网中将不复存在。(4)研究表明，在同样条件下，直流分布式输电网络传输的能量大于交流网络。此外，直流微网还具有变换器所用磁性材料少；与非同步电源的连接容易；直流系统微源和负载的变化可以作为整体进行综合补偿；直流微网相对于交流微网，故障几率较小；直流微网中微源换流器 功率较小，散热和冗余设计简单，可靠性高等优点。综上所述，直流微网能够为更加合理有效地利用分布式发电提供了理想的解决方案。在一些新型发电系统，如光伏发电系统、风能发电系统中，可为负载直接供电，但此类发电系统受环境影响很大，呈间歇式发电的特点。因此，必须在微网中加入储能装置，当发电系统无法正常发电时，储能装置能够为负载提供正常的供电，而且储能装置还可以存储多余的能量。此外，储能装置还可在微网系统中起到能量缓冲的作用，提供与吸收系统中的动态能量，从而保证系统稳定性。由此可以看出，储能装置是微网中的重要组成部分，因为它不仅保证了整个系统的稳定，同时也提高了用电效率。微型储能系统主要有蓄电池、高速飞轮以及储能装置等，其中针对蓄电池的储能装置以其能量密度高、使用方便等优点取得了越来越广泛的应用前景。但是蓄电池组容量过大时，容易产生高温，诱发不安全因素。因此，实际工艺中，蓄电池组的容量是有上限的，大容量蓄电池储能系统往往通过将蓄电池组进行串并联的方式实现的。如图1所示，现有的蓄电池储能系统是将多个蓄电池组直接进行串并联组合，形成具有一定容量的储能单元，然后通过集中式双向变换器与高压母线相连，供负载使用。这种蓄电池储能系统中还包括一个集中式电池管理系统，它主要负责监测各个电池组的电压、温度及电荷状态等信息，形成相应的控制策略，控制集中式双向变换器进行充放电操作。这样的蓄电池储能系统称为“集中式蓄电池储能系统”，虽然目前来讲，这样的系统已比较成熟，但却存在着诸多缺陷(1)系统需要考虑电池组间的均压问题；(2)生产工艺成本高；(3)电池组过充/过放问题；(4)系统兼容性差；(5)系统可靠性低；(6)系统能量利用率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于单体蓄电池组，能够提高系统储能利用率、可靠性和兼容性的蓄电池储能系统。与此相应，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在保证供电的同时，能够有效地提高供电效率，避免不必要的电能浪费，保证电池使用寿命的用于控制基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统的方法。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案本专利技术设计了一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，包括供电母线、以及数个与供电母线相连接的单体蓄电池组，各个单体蓄电池组分别包括电池槽、微型双向变换器、微型电池控制装置、以及设置在电池槽内的蓄电池；其中，蓄电池经过微型双向变换器与供电母线相连，并受控于微型电池控制装置。作为本专利技术的一种优选技术方案所述单体蓄电池组还包括与所述微型电池控制装置相连接的无线通信模块。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括与供电母线相连的超级电容单元，其中，超级电容单元包括微型双向变换器、以及至少一个超级电容，各个超级电容并联连接后，经过微型双向变换器与供电母线相连。作为本专利技术的一种优选技术方案所述超级电容单元还包括与微型双向变换器相连接的无线通信模块。作为本专利技术的一种优选技术方案所述微型双向变换器为微型双向直流变换器。作为本专利技术的一种优选技术方案所述与供电母线相连接的各个单体蓄电池组呈分布式矩阵排列。作为本专利技术的一种优选技术方案所述供电母线为直流母线。本专利技术所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果 (1)本专利技术设计的蓄电池储能系统基于单体蓄电池组，能够提高系统的储能利用率、可靠性和兼容性； (2)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统中，单体蓄电池组还包括与所述微型电池控制装置相连接的无线通信模块，使得各个单体蓄电池组彼此之间能够相互通信，以及能够与用户监控设备进行通信，实现对本蓄电池储能系统的监控； (3)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统中，设置超级电容单元，使得蓄电池组能够采用脉冲放电模式，大幅提升蓄电池组的放电时间和效率，而且能够利用超级电容单元脉冲放电模式为供电母线提供所需要的瞬时功率； (4)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，采用分布式结构，使得整个蓄电池储能系统的架构变得灵活，提高了系统的储能利用率，无需考虑各个单体蓄电池组之间的均压问题，并且降低了蓄电池的均一性要求，从而降低了整个蓄电池储能系统的生产成本； (5)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统中，各个单体蓄电池组本身都是一个微型储能系统，具有体积小，使用方便等特点，我们可以灵活地将单体蓄电池组接入系统中，实现即插即用功能； (6)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统中，各个单体蓄电池组包括微型电池控制装置，通过微型电池控制装置能够使各个单体蓄电池组按最优充放电曲线工作，解决了蓄电池过充或过放的问题； (7)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统中，各个单体蓄电池组之间相互独立，不存在耦合性，提高了系统的可靠性高； (8)本专利技术设计的基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，采用了直流式供电方式，相比于交流式供电方式，具有成本低、功耗低、结构简单、控制方便、以及输出能量大的优点。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案本专利技术设计了 一种用于控制基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统的方法，包括与各所述单体蓄电池组中微型电池控制装置相互通信的总控制器，控制方法包括如下步骤 步骤1.各微型电池控制装置检测其所在单体蓄电池组的电荷状态，并发送给总控制器，总控制器根据得到的各单体蓄电池组的电荷状态，筛选出电荷状态为20% 80%的单体蓄电池组，将其按电荷状态大小进行排序； 步骤2.总控制器根据与供电母线相连负载所需的电压和电流，在排序的单体蓄电池组中，从最大电荷状态到最小电荷状态，逐个累加选取所需的单体蓄电池组，直至满足负载的需求，并由总控制器向选取的各单体蓄电池组的微型电池控制装置发送指令，控制选取的各单体蓄电池组进行工作； 步骤3.经过事先设定好的检测时间间隔，返回步骤I进行工作，直至与供电母线相连的负载停止工作。作为本专利技术的一种优选技术方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于：包括供电母线、以及数个与供电母线相连接的单体蓄电池组，各个单体蓄电池组分别包括电池槽、微型双向变换器、微型电池控制装置、以及设置在电池槽内的蓄电池；其中，蓄电池经过微型双向变换器与供电母线相连，并受控于微型电池控制装置。
【技术特征摘要】
1.一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于包括供电母线、以及数个与供电母线相连接的单体蓄电池组，各个单体蓄电池组分别包括电池槽、微型双向变换器、 微型电池控制装置、以及设置在电池槽内的蓄电池；其中，蓄电池经过微型双向变换器与供电母线相连，并受控于微型电池控制装置。2.根据权利要求1所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于所述单体蓄电池组还包括与所述微型电池控制装置相连接的无线通信模块。3.根据权利要求1所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于还包括与供电母线相连的超级电容单元，其中，超级电容单元包括微型双向变换器、以及至少一个超级电容，各个超级电容并联连接后，经过微型双向变换器与供电母线相连。4.根据权利要求3所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于所述超级电容单元还包括与微型双向变换器相连接的无线通信模块。5.根据权利要求1至4中任意一项所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于所述微型双向变换器为微型双向直流变换器。6.根据权利要求1所述一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统，其特征在于所述与供电母线相连接的各个单体蓄电池组呈分布式矩阵排列。7.根据权利要求1所述一种基于单体蓄电池组的蓄...
【专利技术属性】
技术研发人员：张之梁，蔡勇勇，何晓飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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