[发明专利]一种储能电池的均衡控制方法和装置

说明书

本申请公开了一种储能电池的均衡控制方法和装置。所述方法包括：根据功率变换链路的储能电池的荷电状态值计算每条功率变换链路的荷电状态值，并根据每条功率变换链路的荷电状态值和每个储能电池的荷电状态值计算每个储能电池的荷电状态不均衡度；根据每个储能电池的荷电状态不均衡度计算叠加在每个功率变换单元交流侧输出电压的交流分量值；将计算得到的所述每个交流分量值叠加到相应的功率变换单元交流侧输出电压中，实现相内电池均衡控制。本申请通过在各功率变换单元交流侧电压叠加一个相应的分量来实现相内电池的均衡控制。

技术领域

本申请涉及大规模储能技术领域，特别涉及一种储能电池的均衡控制方法和装置。

背景技术

随着可再生能源越来越多的出现在我们的生产生活当中，风力发电和太阳能发电此类具有随机性、波动性和间歇性的可再生能源大规模接入给电网调峰、运行控制和供电质量等都带来巨大挑战。大规模储能技术能够有效提升电网接纳清洁能源的能力，能够解决“间歇式可再生能源发电直接并网对电网冲击”的问题，将有助于可再生能源的快速发展，提高可再生能源在电网中的渗透率，是构建智能电网、促进分布式能源消纳和微电网功率平衡的重要组成部分。

其中电化学储能在大规模储能领域发展迅速，而荷电状态(State of Charge，SOC)是表征电化学电池剩余容量的重要参数，其表达式为

大规模电化学储能中储能电池的成本占据了很大的比重，因此储能电池的使用寿命和可用容量对于电化学储能系统的价值至关重要，直接关系到大规模储能系统的经济性和可靠性。储能电池在功率器件差异、输出三相电压不平衡等情况下，导致充放电中的不均衡，以及电池单体本身的差异性也会导致储能电池在系统运行一段时间后SOC出现不均衡。

级联型储能系统的级联式拓扑有对应于三相电网的三条链路，每一条链路都采用模块化的功率变换单元交流侧串联而成，每一个功率变换单元的直流侧均连接了一个储能电池，各储能电池之间相对独立，储能电池内部由电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)负责内部电池单元间的均衡，这属于电池底层的均衡控制，但各相内的储能电池之间，以及三相相间的储能电池之间的上层均衡控制目前还没有成熟的技术和产品来实现。

发明内容

本申请提供了一种储能电池的均衡控制方法和装置，以解决现有均衡控制策略难以胜任大规模储能系统中电化学储能电池的均衡的问题。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

一方面，本申请提供了一种应用于级联型储能系统，级联型储能系统包括连接在三相电网和储能电池之间的三条功率变换链路，每条功率变换链路包括多个功率变换单元，每个功率变换单元的交流侧相互串联，每个功率变换单元的直流侧彼此独立，并分别连接各自的储能电池；所述方法包括：

根据功率变换链路的储能电池的荷电状态值计算每条功率变换链路的荷电状态值，并根据每条功率变换链路的荷电状态值和每个储能电池的荷电状态值计算每个储能电池的荷电状态不均衡度；

根据每个储能电池的荷电状态不均衡度计算叠加在每个功率变换单元交流侧输出电压的交流分量值；

将计算得到的所述每个交流分量值叠加到相应的功率变换单元交流侧输出电压中，实现相内电池均衡控制。

另一方面，本申请提供了一种应用于级联型储能系统，级联型储能系统包括连接在三相电网和储能电池之间的三条功率变换链路，每条功率变换链路包括多个功率变换单元，每个功率变换单元的交流侧相互串联，每个功率变换单元的直流侧彼此独立，并分别连接各自的储能电池；所述装置包括：

均衡度计算单元，用于根据功率变换链路的储能电池的荷电状态值计算每条功率变换链路的荷电状态值，并根据每条功率变换链路的荷电状态值和每个储能电池的荷电状态值计算每个储能电池的荷电状态不均衡度；