[发明专利]一种改进的电池网络系统及方法

说明书

本发明涉及一种改进的电池网络系统，由多个电池单元串并联组成，且每列相邻电池单元之间连接有并联开关，当某一个或者多个电池单元故障时，闭合与其相连行的所有开关。本发明大大提高了电池网络系统应对故障的能力。

技术领域

本发明涉及一种改进的电池网络系统及方法。

背景技术

由于风光等可再生能源发电受风速、辐照强度、温度等因素的影响，其出力具有间歇性、波动性和不可预测性的特点，规模化并网会影响电力系统的安全可靠运行，这给储能技术的发展提供很好的契机。储能系统的功率可以双向流动，能够吸收或放出电能，稳定和平滑系统频率和电压的波动，改善电能质量，提高电力系统的安全稳定性；可以维持电力系统发电与负荷的动态平衡，在负荷高峰期也可以参与调峰，提高现有电网设备的利用率；可以降低系统备用容量，有效减少电网的大规模建设投资，提高可再生能源并网的经济效益等。目前储能在“发-输-配-用-储”环节中的作用越来越突出，研究和开发储能技术，成为维持电力能源可持续发展的关键。其中电池储能以其建造周期短、安装方便快捷、环境适应能力强、安全可靠、技术相对成熟等优点，在众多储能中脱颖而出，在电源备用、可再生能源发电和微电网等领域中得到了应用广泛。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种改进的电池网络系统及方法，以提高系统应对故障的能力，其提升能力与系统的列数成正比。

本发明技术解决方案：一种改进的电池网络系统，由多个电池单元串并联组成，其特征在于：每列相邻电池单元之间接有并联的开关S，当某一个或者多个电池单元故障时，闭合与其相连行的所有开关S。系统的故障应对具体步骤为：(1)故障发生后，计算故障后系统的总功率和总电流；(2)根据步骤(1)中的总功率和总电流计算故障后系统各电池单元的电压和电流；(3)给出系统各电池单元的电压和电流运行限制；(4)基于步骤(3)中得到的电压和电流的运行限制和步骤(2)中的各电池单元的电压和电流，来计算系统所能承担的电池单元最大故障数。

1.常规电池网络系统

常规电池网络系统由m行n列个电池单元串并联组成。每个电池单元的电压为U，电流为I，功率为P＝U×I。

(1)故障支路各电池单元的电压和电流

当电池单元发生故障时，传统的应对策略是将该电池单元短路，此时的支路电流为

其中，l为故障的电池单元数，j为故障的列数编号，P_j为该支路的总功率，I_j为该支路j的总电流。

此时，没故障的电池单元电压相同，即：

(2)系统各电池单元的电压和电流运行限制

假定电池单元的电流限制为(1+α)×I，其中α＞0，为电流耐受因子；电压下限限制为(1-β₁)×U，上限限制为(1+β₂)×U，其中β₁＞0，β₂＞0分别为电压下限和上限耐受因子。

(3)系统所能承担的电池单元最大故障数

当第j列有故障发生时，需要同时满足以下电流和电压限制：

①电流限制

即电流一定满足要求

②电压限制

即

因此，对于一个给定的电池网络系统，其能够承受的最大故障数为

为克服现有技术的缺点，本发明提出一种改进的电池网络系统及方法，基于常规的电池网络系统，本发明在每列相邻电池单元之间增加了开关S。