一種儲能系統(tǒng)的電池簇SOC均衡控制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于儲能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種儲能系統(tǒng)的電池簇SOC均衡控制方法及裝置。
背景技術(shù)
[0002] 儲能從備用轉(zhuǎn)向主用,成為創(chuàng)造收入的資產(chǎn),儲能系統(tǒng)中電池簇的充放電能力成為核心訴求。儲能系統(tǒng)通常由電池系統(tǒng)、儲能變流器PCS和儲能監(jiān)控系統(tǒng)EMS組成。其中,電池系統(tǒng)包括電池堆和電池管理系統(tǒng)BMS,電池堆是由若干電池單體串聯(lián)或串并聯(lián)形成電池組,若干個電池組串聯(lián)形成電池簇,再由數(shù)個電池簇并聯(lián)而成電池堆;電池管理系統(tǒng)BMS用于對電池堆的每個電池單體進(jìn)行管理,使得各個電池單體的荷電狀態(tài)SOC基本一致,維持均衡狀態(tài)。
[0003] 現(xiàn)階段,在多個電池簇并聯(lián)使用的儲能系統(tǒng)應(yīng)用中,隨著電池系統(tǒng)的循環(huán)使用,電池容量衰減帶來的電池簇間的SOC差異問題日益凸顯,隨之而來的就是系統(tǒng)性能的下降,甚至無法使用,需要停機(jī)維護(hù)后使用,給客戶帶來停機(jī)風(fēng)險或電力運(yùn)營上的收益損失?,F(xiàn)有技術(shù)中,均衡關(guān)系技術(shù)在對電池組進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中,僅對電池組中的電池簇之間進(jìn)行調(diào)節(jié),卻無法更加精細(xì)的對電池單體之間進(jìn)行管理調(diào)節(jié),會導(dǎo)致電池簇中各個電池單體之間的SOC無法保持一致,且電池單體之間的SOC不平衡會嚴(yán)重影響電池簇間SOC的平衡問題,從而影響儲能系統(tǒng)整體的SOC平衡,最終會引起儲能系統(tǒng)的使用壽命低、平衡性能差的等問題。
[0004] 因此,如何設(shè)計一種快速的、動態(tài)的各電池簇及電池單體間的SOC并行均衡方法,是待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 基于此,有必要針對現(xiàn)有的問題,提供一種儲能系統(tǒng)的電池簇SOC均衡控制方法,包括如下步驟:
[0006] S1:獲取儲能系統(tǒng)的多個電池簇的簇SOC及每個電池簇中多個電池單體的單體
SOC,獲得由多個所述簇SOC構(gòu)成的簇SOC數(shù)據(jù)集合及由包含多個電池單體的單體SOC構(gòu)成的多個單體SOC數(shù)據(jù)集合;
[0007] S2:根據(jù)所述簇SOC數(shù)據(jù)集合及所述多個單體SOC數(shù)據(jù)集合,獲得儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)平均SOC及多個電池簇的多個單體平均SOC;
[0008] S3:判斷所述簇SOC數(shù)據(jù)集合中的所述簇SOC與所述系統(tǒng)平均SOC之間的絕對差值是否大于第一SOC閾值;
[0009] S4:響應(yīng)于所述簇SOC數(shù)據(jù)集合中的所述簇SOC與所述系統(tǒng)平均SOC之間的絕對差值大于第一SOC閾值時,記滿足該條件的電池簇為目標(biāo)電池簇,所有目標(biāo)電池簇構(gòu)成目標(biāo)電池簇集合;
[0010] S5:判斷所述目標(biāo)電池簇集合中的目標(biāo)電池簇的單體最大SOC與單體最小SOC的平均值與單體平均SOC之間的絕對差值是否大于第二SOC閾值;
[0011] S6:響應(yīng)于所述目標(biāo)電池簇集合中的目標(biāo)電池簇的單體最大SOC和單體最小SOC的平均值與單體平均SOC之間的絕對差值大于第二SOC閾值,采用第一均衡控制策略對該目標(biāo)電池簇內(nèi)部進(jìn)行SOC均衡;
[0012] S7:更新所述簇SOC數(shù)據(jù)集合并判斷所述簇SOC數(shù)據(jù)集合中的簇SOC是否一致;
[0013] S8:響應(yīng)于所述簇SOC數(shù)據(jù)集合中的簇SOC不一致時,采用第二均衡控制策略對所述儲能系統(tǒng)的電池簇之間進(jìn)行SOC均衡。
[0014] 優(yōu)選地,所述第一SOC閾值通過公式(1)表示:
[0015] ;
[0016] 其中, 為第一SOC閾值,為第一調(diào)整系數(shù),N為儲能系統(tǒng)的電池簇總數(shù),
為所有電池簇的SOC值的標(biāo)準(zhǔn)差, 通過公式(2)表示:
[0017] ;
[0018] 其中, 為系統(tǒng)平均SOC, 為簇SOC數(shù)據(jù)集合中第 個電池簇的簇SOC。
[0019] 優(yōu)選地,所述第二SOC閾值通過公式(3)表示:
[0020] ;
[0021] 其中, 為第二SOC閾值,為第二調(diào)整系數(shù), 為第 個電池簇的簇SOC值
的標(biāo)準(zhǔn)差, 通過公式(4)表示:
[0022] ;
[0023] 其中, 為第 個電池簇的單體平均SOC, 為第 個電池簇的第 個電
池單體的單體SOC, 為一個電池簇中電池單體的總數(shù),A為目標(biāo)電池簇中電池簇的總數(shù)。
[0024] 優(yōu)選地,采用第一均衡控制策略對該目標(biāo)電池簇內(nèi)部進(jìn)行SOC均衡,包括:
[0025] 根據(jù)該目標(biāo)電池簇的單體SOC數(shù)據(jù)集合,對所有電池單體按照SOC值分別劃分到高SOC段集合和低SOC段集合中;
[0026] 將所述高SOC段集合對應(yīng)的電池單體向所述低SOC段集合對應(yīng)的電池單體進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移,直至所述目標(biāo)電池簇內(nèi)部達(dá)到SOC均衡。
[0027] 優(yōu)選地,采用第二均衡控制策略對所述儲能系統(tǒng)的電池簇之間進(jìn)行SOC均衡,包括:
[0028] 對所述簇SOC數(shù)據(jù)集合按照從小到大進(jìn)行排序,獲得簇SOC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合,并對所述簇SOC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集合對應(yīng)的電池簇編號為:標(biāo)準(zhǔn)電池簇1、標(biāo)準(zhǔn)電池簇2……標(biāo)準(zhǔn)電池簇N;
[0029] 判斷儲能系統(tǒng)當(dāng)前為充電模式或放電模式;