一种直流电源二次升压用的储能系统

技术领域

本发明涉及电力集成控制技术领域，具体为一种直流电源二次升压用的储能系统。

背景技术

DC-DC是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。DC-DC电源模块广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。DC/DC按电压等级变换关系分升压电源和降压电源两类。

储能电池组是将若干个单体电池串联成组使用，被串联成组的各个单体电池虽然是被经过严格的筛选后再串联成祖，但各个单体电池之间仍然存在差异，这些差异影响了储电池组的应用，如何提高的储能电池组的使用效率是当前急需解决的技术问题，因此，本申请提出一种直流电源二次升压用的储能系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流电源二次升压用的储能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种直流电源二次升压用的储能系统，包括储能电池组、电压控制模块、储能电池管理模块、状态预测控制模块和能量控制模块，

所述电压控制模块用于采集到储能电池组的荷电状态值，并据此为储能电池组提供双向变换的电压变换器，并用于对储能电池组进行升压或降压；

所述储能电池管理模块用于管理与控制储能电池组的电池的能量，使得储能电池组处于稳定状态；

所述状态预测控制模块用于预测储能电池组的电池状态，并根据电池状态进行储能系统的集成设计实现对储能电池组的储能控制；

所述能量控制模块用于对储能电池组在不同电压、电流环境下进行能量优化和能量存储；

所述储能系统还包括以下步骤：

步骤1：检测储能电池组的电压、电流、功率计算储能电池组的荷电状态值，根据检测到的储能电池组信息，通过电压变换器对储能电池组进行升压或降压处理；

步骤2：在步骤1基础上管理、控制储能电池组内的电池能量，使得储能电池组中的每块电池的能量处于稳定状态；

步骤3：通过步骤2中对储能电池组中的每块电池的管理控制，对储能电池组的状态进行预测以及对储能系统进行集成设计；

步骤4：优化并存储储能电池组的能量。

进一步的，所述储能电池管理模块包括能量均衡模块和电池逻辑控制模块；

所述能量均衡模块用于对储能电池组中的电池进行容量计算，并得到储能电池组的电池容量，进行储能电池组内的能量均衡；

所述逻辑控制模块用于对电池进行均衡充放电管理，实现能量均衡模块的能量均衡。

进一步的，所述对储能电池组中的电池进行容量计算包括以下：

根据公式：

其中，电池集合J＝{C

当储能电池组容量大于电池预设容量时，将电池组容量计算结果通过所述电压控制模块传输至所述逻辑控制模块中，进行电池降压处理，随后所述能量均衡模块再次对电池组进行容量计算；

当储能电池组容量小于电池预设容量时，将电池组容量计算结果通过所述电压控制模块传输至所述逻辑控制模块中，对电池进行升压，随后所述能量均衡模块再次计算电池组的容量。通过对电池组内单体电池的容量、电池磨损程度的采集分析出储能电池组容量，根据电池组容量与预设容量进行比较，判断对电池进行升压还是降压处理，从而使得电池能够处于能量均衡状态，提高储能电池组的使用效率，达到提高储能电池组的使用寿命的技术效果。

进一步的，所述能量控制模块包括优化能量模块和存储能量模块；

所述优化能量模块用于对电池组中的电池进行能量优化，通过所述电压变换器实现电池的升压、降压均衡；

所述存储能量模块用于计算储能电池组运行的最佳状态，并进行电池状态的存储。

进一步的，所述对电池组中的电池进行能量优化包括以下：

根据公式：

其中，B为储能电池组优化目标，B(C

当上述等式成立时，系统进行电池能量的优化和储能管理，当上述等式不成立时，所述电压控制模块重新对储能电池进行检测，通过上述技术方案，达到提高对电池能量优化储能管理的安全性、提高电池能量优化储能效率的技术效果。

进一步的，所述状态预测控制模块包括电池预测模块、模型构建模块和集成设计模块；

所述电池状态预测模块根据所述力电池控制模块计算每个电池的电池信息进行储能电池组的状态预测；

所述模型构建模块用于根据所述集成设计模块的设计，构建电池高效集成储能模型，通过所述高效集成储能模型实现对储能电池组的集成设计和能量存储；

所述集成设计模块根据所述电池状态预测模块中的预测结果，对所述储能电池组中的电池进行分类集成；

所述电压变换器在未进行电池均衡前选择了电池接入方式，所述电池状态预测模块对储能电池组当前状态进行预测，根据接入方式和储能电池组当前状态选择适合当前储能电池组工作的集成控制方式，所述集成控制方式为远方控制、智能终端就地操作和汇控柜机构就地操作。

进一步的，，所述电压控制模块包括电池检测模块、接入方式选择模块和电压变换器；

所述电池检测模块根据检测到的储能电池组的电压、电流、功率计算储能电池组的荷电状态值，将荷电状态值传输给接入方式选择模块；

所述接入方式选择模块用于根据所述电池检测模块传输的储能电池组的信息，选择与储能电池组匹配的集中式或分散式的系统接入方式，将储能电池组接入至状态预测控制模块中；

所述电压变换器根据所述电池检测模块的检测结果，对储能电池组中的电池进行双向的控制，在所述接入方式选择模块进行接入方式选择时，控制储能电池组进行升压或降压，将储能电池组处于最佳运行状态接入集中式或分散式系统中。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对电池组内单体电池的容量、电池磨损程度的采集分析出储能电池组容量，根据电池组容量与预设容量进行比较，判断对电池进行升压还是降压处理，从而使得电池能够处于能量均衡状态，提高储能电池组的使用效率，同时，本申请中还设置了多种电池接入方式，进一步加强储能电池组的充放电管理，使得电池的能量均衡能够处于最优状态，延长储能电池组的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种直流电源二次升压用的储能系统的模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种直流电源二次升压用的储能系统，包括储能电池组、电压控制模块、储能电池管理模块、状态预测控制模块和能量控制模块，

所述电压控制模块用于采集到储能电池组的荷电状态值，并据此为储能电池组提供双向变换的电压变换器，并用于对储能电池组进行升压或降压；

所述储能电池管理模块用于管理与控制储能电池组的电池的能量，使得储能电池组处于稳定状态；

所述状态预测控制模块用于预测储能电池组的电池状态，并根据电池状态进行储能系统的集成设计实现对储能电池组的储能控制；

所述能量控制模块用于对储能电池组在不同电压、电流环境下进行能量优化和能量存储。

所述电压控制模块包括电池检测模块、接入方式选择模块和电压变换器；

所述电池检测模块根据检测到的储能电池组的电压、电流、功率计算储能电池组的荷电状态值，将荷电状态值传输给接入方式选择模块；

所述接入方式选择模块用于根据所述电池检测模块传输的储能电池组的信息，选择与储能电池组匹配的集中式或分散式的系统接入方式，将储能电池组接入至状态预测控制模块中；

所述电压变换器根据所述电池检测模块的检测结果，对储能电池组中的电池进行双向的控制，在所述接入方式选择模块进行接入方式选择时，控制储能电池组进行升压或降压，将储能电池组处于最佳运行状态接入集中式或分散式系统中。

所述储能电池管理模块包括能量均衡模块和电池逻辑控制模块；

所述能量均衡模块用于对储能电池组中的电池进行容量计算，并得到储能电池组的电池容量，进行储能电池组内的能量均衡；

所述逻辑控制模块用于对电池进行均衡充放电管理，实现能量均衡模块的能量均衡。

所述对储能电池组中的电池进行容量计算包括以下：

根据公式：

其中，电池集合J＝{C

当储能电池组容量大于电池预设容量时，将电池组容量计算结果通过所述电压控制模块传输至所述逻辑控制模块中，进行电池降压处理，随后所述能量均衡模块再次对电池组进行容量计算；

当储能电池组容量小于电池预设容量时，将电池组容量计算结果通过所述电压控制模块传输至所述逻辑控制模块中，对电池进行升压，随后所述能量均衡模块再次计算电池组的容量。逻辑控制模块能够对储能电池组能量进行多次均衡，从而使得电池的充放电管理更加灵活，电池充放电的评估效率更高、更准确。

所述能量控制模块包括优化能量模块和存储能量模块；

所述优化能量模块用于对电池组中的电池进行能量优化，通过所述电压变换器实现电池的升压、降压均衡；

所述存储能量模块用于计算储能电池组运行的最佳状态，并进行电池状态的存储。

所述对电池组中的电池进行能量优化包括以下：

根据公式：

其中，B为储能电池组优化目标，B(C

当上述等式成立时，系统进行电池能量的优化和储能管理，当上述等式不成立时，所述电压控制模块重新对储能电池进行检测。

所述状态预测控制模块包括电池预测模块、模型构建模块和集成设计模块；

所述电池状态预测模块根据所述力电池控制模块计算每个电池的电池信息进行储能电池组的状态预测；

所述模型构建模块用于根据所述集成设计模块的设计，构建电池高效集成储能模型，通过所述高效集成储能模型实现对储能电池组的集成设计和能量存储；

所述集成设计模块根据所述电池状态预测模块中的预测结果，对所述储能电池组中的电池进行分类集成；

所述电压变换器在未进行电池均衡前选择了电池接入方式，所述电池状态预测模块对储能电池组当前状态进行预测，根据接入方式和储能电池组当前状态选择适合当前储能电池组工作的集成控制方式，所述集成控制方式为远方控制、智能终端就地操作和汇控柜机构就地操作。

本申请中，通过电压变换器可以将电池调解至统一的状态进行管控，分散式系统针对用户需求不同进行电池的充放电管理，对电池的控制具有一定的灵活性，同时不需要电池处于相同状态即可完成电池的管理，两种方式根据用户需求不同进行选择，为用户选择最佳方式，提升系统的集成效率和储能效率。

所述储能系统还包括以下步骤：

步骤1：检测储能电池组的电压、电流、功率计算储能电池组的荷电状态值，根据检测到的储能电池组信息，通过电压变换器对储能电池组进行升压或降压处理；

步骤2：在步骤1基础上管理、控制储能电池组内的电池能量，使得储能电池组中的每块电池的能量处于稳定状态；

步骤3：通过步骤2中对储能电池组中的每块电池的管理控制，对储能电池组的状态进行预测以及对储能系统进行集成设计；

步骤4：优化并存储储能电池组的能量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记。