一种电池组簇间均衡的控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于储能系统技术领域，尤其涉及一种电池组簇间均衡的控制方法及控制系统。

背景技术

在储能系统中，由于储能变流器控制精度的差异，长期运行后，不同的电池组之间会造成工作状态的差异。电池组存在“木桶效应”即电池组和性能由其中最差的电池决定，因此电池组中电池的一致性是判断电池组性能优劣的关键指标之一。而电池组的性能最终影响储能系统的性能。研究电池均衡管理系统成为解决电池组中电池不一致性的必要手段。

如专利CN109802415A提出了一种电池组均衡的方法，但是该方法需要通过改变设备的运行状态，增加了系统的复杂度，降低了可靠性。

专利CN106787013B提出了一种不需要切换的运行状态的均衡方法，但是该方法仅跟一组电池的参数相比较，并不能均衡于整个电池系统，可用性低，且系统性能差。由上述可知，现有技术中的电池组均衡方法使系统存在复杂度高，可靠性低，可用性低以及性能差等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电池组簇间均衡的控制方法，旨在解决现有技术中的电池组均衡方法使系统存在可靠性低、可用性不强以及性能差等问题。

本发明实施例提供一种电池组簇间均衡的控制方法，所述方法包括步骤：

将自身对应的电池组的运行参数发送到通信总线上；

通过所述通信总线接收其他变换器对应电池组的运行参数，根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数；

根据各自对应的电池组的运行参数与所述平均运行参数做闭环调节，以输出自身电流控制的微调量；

根据所述微调量与自身的原电流指令进行叠加，生成最终的电流指令；

基于所述最终的电流指令调节对应电池组的运行参数，以实现多个电池组之间的均衡。

更进一步地，所述闭环调节是基于变换器内的调节器进行的。

更进一步地，所述调节器包括PI调节器、滞环调节器、或者是比例调节加限幅控制的调节器。

更进一步地，所述根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数的步骤包括：

将接收到的其他变换器对应电池组的运行参数同自身对应电池组的运行参数一同基于预设的加权平均策略进行加权平均计算，得到多个电池组的平均运行参数。

更进一步地，所述预设的加权平均策略为：

其中，Bi为第i个变换器对应的电池组的运行参数，Bavg为多个电池组对应的平均运行参数，N为电池组的个数。

更进一步地，所述电池组的运行参数包括电池组荷电状态或电池组端口电压。

更进一步地，所述变换器的数量为多个，对应的所述电池组也为多个。

本发明实施例还提供了一种电池组簇间均衡的控制系统，所述系统包括：多个电池组以及多个变换器；

每个电池组均对应与一个变换器连接；

每个电池组均通过对应的变换器并联；

每个变换器之间通过通信总线互联。

更进一步地，每个所述变换器均设置有一调节器，用于进行闭环调节。

更进一步地，所述调节器包括PI调节器、滞环调节器、或者是比例调节加限幅控制的调节器。

本发明所达到的有益效果：本发明通过将自身对应的电池组的运行参数发送到通信总线上；通过所述通信总线接收其他变换器对应电池组的运行参数，根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数；根据各自对应的电池组的运行参数与所述平均运行参数做闭环调节，以输出自身电流控制的微调量；根据所述微调量与自身的原电流指令进行叠加，生成最终的电流指令；基于所述最终的电流指令调节对应电池组的运行参数，以实现多个电池组之间的均衡。在不需要改变变流器的运行状态，通过微调电流指令完成电池组的均衡以及通过平均整个储能系统电池组的运行参数，实现系统电池组之间的均衡。提高电池组簇间均衡的控制方法的可靠性以及可用性，并提高电池组簇间均衡的控制系统的性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电池组簇间均衡的控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种电池组簇间均衡的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种闭环调节示意图。

其中，1、电池组；2、变换器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过逆变器将自身对应的电池组的运行参数发送到通信总线上；通过通信总线接收其他变换器对应电池组的运行参数，根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数；根据各自对应的电池组的运行参数与平均运行参数做闭环调节，以输出自身电流控制的微调量；根据微调量与自身的原电流指令进行叠加，生成最终的电流指令；基于最终的电流指令调节对应电池组的运行参数，以实现多个电池组之间的均衡。在不需要改变变流器的运行状态，通过微调电流指令完成电池组的均衡以及通过平均整个储能系统电池组的运行参数，实现系统电池组之间的均衡。提高电池组簇间均衡的控制方法的可靠性以及可用性，并提高电池组簇间均衡的控制系统的性能。

如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种电池组簇间均衡的控制系统的结构示意图。

该电池组1簇间均衡的控制系统包括：多个电池组1以及多个变换器2；每个电池组1均对应与一个变换器2连接；每个电池组1均通过对应的变换器2并联；每个变换器2之间通过通信总线互联。

具体的，上述变换器2可以称为储能变换器，也可以称为储能变流器。变换器2的数量为多个，并不对变换器2的编号以及顺序进行限定。

上述通信总线用于实现各个变流器之间的连接以及相互通信。每个变换器2均可以通过该通信总线获取到其他变换器2传输到通信总线上的数据，同时，变换器2也可以通过该通信总线将自身的数据传输给其他变换器2，进而实现数据传输以及数据共享。

上述电池组1的数量与变换器2数量一致，一个电池与一个变换器2一一对应连接。每个变换器2均能与其对应的电池组1进行数据传输，使得变换器2能够接收到其对应连接的电池组1的数据。每个电池组1之间没有直接并联也没有直接的连接关系，而是通过对应的变换器2并联在一起，构成储能系统。需要说明的是，每个变换器2之间可以是通过功率并联线并联在一起的。每个电池组1均有属于自身的运行参数。由于变流器控制精度的差异，长期运行后，不同的电池组1之间会造成工作状态的差异，最终影响系统的性能。为了提高系统的可用性，通过变流器实现电池组1之间运行参数的均衡是必要的。

进一步地，每个变换器2均设置有一调节器，用于进行闭环调节。调节器包括PI调节器、滞环调节器、或者是比例调节加限幅控制的调节器。这样变换器2对比本组电池的运行参数与电池组1平均运行参数，通过调节器进行闭环调节，实现多个电池组1运行参数的均衡。

在本发明实施例中，基于每个变换器2通过通信总线与其他变换器2进行数据交互，以获取到其他变换器2对应电池组1的运行参数，并基于获取到的其他变换器2对应电池组1的运行参数求均值，得到多个电池组1的平均运行参数。通过变换器2进行闭环调节，实现多个电池组1运行参数的均衡。进而提高了系统的性能以及可靠性。

如图2所示，图2是本发明实施例提供的另一种电池组簇间均衡的控制方法的流程图。电池组簇间均衡的控制方法包括以下步骤：

步骤101、将自身对应的电池组的运行参数发送到通信总线上。

上述自身指的是变换器自身。上述电池组的运行参数包括电池组荷电状态或电池组端口电压。电池组荷电状态可以表示电池组SOC(state of charge)。荷电状态是指：当电池组使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。SOC＝1即表示为电池充满状态。当电池组的运行参数为电池组荷电状态时，控制电池组运行时必须考虑其荷电状态。

具体的，每个变换器均能够采集到对应电池组的运行参数，且均可以通过通信总线将对应电池组的运行参数传输到通信总线上，以便于传输给其他变换器与其他变换器实现运行参数传输和共享。

步骤102、通过通信总线接收其他变换器对应电池组的运行参数，根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数。

具体的，该根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数的步骤可以是指，将接收到的其他变换器对应电池组的运行参数同自身对应电池组的运行参数一同基于预设的加权平均策略进行加权平均计算，得到多个电池组的平均运行参数。其中，预设的加权平均策略为：

其中，Bi为第i个变换器对应的电池组的运行参数，Bavg为多个电池组对应的平均运行参数，N为电池组的个数。

更具体的，在将各自对应电池组的运行参数传输到通信总线上后，均可从通信总线上采集接收其他变换器传输到通信总线上的电池组的运行参数。并且对接收到所有的电池组的运行参数以及自身的运行参数进行均值计算，以得到整个系统中多个电池组对应的平均运行参数。需要说明的是，每个变换器均是独立工作的。

步骤103、根据各自对应的电池组的运行参数与平均运行参数做闭环调节，以输出自身电流控制的微调量。

具体的，如图3所示，图3是本发明实施例提供的一种闭环调节示意图。每台变流器根据各自对应电池组的运行参数与储能系统电池组的平均运行参数做闭环调节，闭环调节的输出为本储能变流器电流控制的微调量。每个变换器均能够自己计算出自身电流控制的微调量。

步骤104、根据微调量与自身的原电流指令进行叠加，生成最终的电流指令。

具体的，当计算得到自身电流控制的微调量后，并可与变换器自身的原电流指令进行叠加生成最终的电流指令。需要说明的是，每个变换器均可生成属于自己的最终电流指令，但多个变换器中的每个变换器生成的最终的电流指令可以是相同的，也可以不相同的。

步骤105、基于最终的电流指令调节对应电池组的运行参数，以实现多个电池组之间的均衡。

具体的，每个变换器在确定自身对应的最终的电流指令后，可通过调整变换器的电流指令，来调节对应电池组的运行参数，实现储能系统多个电池组之间的均衡。

需要说明的是，在整个电池组簇间均衡的控制系统中，若变换器的数量为多个，且对应的电池组也为多个时，那么每个变换器均可执行步骤101-105，进而调节自身对应电池组的运行参数与其他变换器对应电池组的运行参数均衡，从而实现自身对应电池组与其他变换器对应电池组的运行参数的均衡，提高整个电池组簇间均衡的控制方法的可靠性以及可用性，并提高电池组簇间均衡的控制系统的性能。

在本发明实施例中，通过逆变器将自身对应的电池组的运行参数发送到通信总线上；通过通信总线接收其他变换器对应电池组的运行参数，根据接收到的其他变换器对应电池组的运行参数进行均值计算，得到多个电池组的平均运行参数；根据各自对应的电池组的运行参数与平均运行参数做闭环调节，以输出自身电流控制的微调量；根据微调量与自身的原电流指令进行叠加，生成最终的电流指令；基于最终的电流指令调节对应电池组的运行参数，以实现多个电池组之间的均衡。在不需要改变变流器的运行状态，通过微调电流指令完成电池组的均衡以及通过平均整个储能系统电池组的运行参数，实现系统电池组之间的均衡。提高电池组簇间均衡的控制方法的可靠性以及可用性，并提高电池组簇间均衡的控制系统的性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。