[发明专利]一种功率可逐级投入的梯次利用储能系统

说明书

本发明公开了一种功率可逐级投入的梯次利用储能系统，针对现有的梯次电池在放电倍率、自身可靠性、电池一致性等方面，由于新、旧电池的差异，出现不稳定的问题，通过数据处理装置采集电网母线的数据，判断当前的电网工作状态及预测未来一时间段内电网母线的功率需求量，将高功率需求量上报至监控装置，使其与预设的功率阈值比较，从而做出功率的方向性判断，根据判断结果，发送控制指令控制多级功率转换装置中各功率变换子装置的运行状态和功率方向，灵活地控制功率变换子装置的投入个数，从而控制功率变换器的输出功率，达到逐级投入的效果，避免出现因电池品质差异而导致的放电倍率过高、温度过高、一致性不好等问题。

技术领域

本发明属于能源供电的技术领域，尤其涉及一种功率可逐级投入的梯次利用储能系统。

背景技术

我国在全球绿色低碳转型的大方向上不断提高自主贡献力度，积极采取更加有力的政策和措施。提升风电、光伏等可再生能源的占比，积极发展新能源汽车，大力发展储能产业，无疑是完成这一任务的有效手段和途径。而随着新能源行业的不断发展，储能电池的梯次利用无论是在技术上还是成本控制上，均具有较大的发展空间。

但是，目前针对梯次利用电池的储能系统与新电池的储能系统无论是控制策略还是主体结构并无明显区别。在峰谷套利、备用电、虚拟增容等方面，应用新旧电池的两种储能系统都有不错的表现，但是必须注意到，梯次电池在放电倍率、自身可靠性、电池一致性等方面和新电池相比有显著的差异性。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率可逐级投入的梯次利用储能系统，其充放电功率可根据现场状态实时调整，不同的功率变换子系统可以同时工作、轮换工作甚至是长期不工作，避免出现因电池品质差异而导致的放电倍率过高、温度过高、一致性不好等问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种功率可逐级投入的梯次利用储能系统，包括多级功率转换装置、电池管理装置、数据处理装置及监控装置；

所述多级功率转换装置包括n个可独立工作的功率变换子装置，每个所述功率变换子装置包括梯次电池组及相应的功率变换器；

所述电池管理装置用于实时检测所述功率变换子装置中梯次电池组的电压、电流，及单个电池的电压和温度，获取各梯次电池组的状态，判断是否发生电池故障，若是，则进行相应的保护操作；

所述数据处理装置用于实时采集电网母线的电压、电流及功率，判断电网的工作状态及并预测未来一时间段内电网母线的功率需求量，将所述功率需求量上报至所述监控装置；

所述监控装置将所述功率需求量与预设的功率阈值比较，做出功率的方向性判断，根据判断结果，发送控制指令控制所述多级功率转换装置中各功率变换子装置的运行状态和功率方向。

根据本发明一实施例，所述监控装置做出功率的方向性判断包括：

设功率需求量为S，功率阈值为S'，单个功率变换子装置的额定功率为S_e，则，当S-S'S_e时，判定为发出功率，向所述多级功率转换装置发送放电指令；

当-S_eS-S'S_e时，判定为待机状态；

当S'-SS_e时，判定为吸收功率，向所述多级功率转换装置发送充电指令。

根据本发明一实施例，当S-S'm*S_e时，所述监控装置向所述多级功率转换装置发送需要m个功率变换子装置进行放电的指令，m≤n；

所述电池管理装置根据各梯次电池组的状态，选取目标功率变换子装置进行放电，输出功率。