并联储能装置的负荷分配控制方法及电路与流程

    技术2025-01-06  51


    本公开涉及电力,具体地,涉及一种并联储能装置的负荷分配控制方法及电路。


    背景技术:

    1、随着储能装置的大范围应用,储能技术也有着迅速发展。一个储能装置往往是由单个或多个储能器件串并联后,与充放电电路相结合来构成的。但由于单个储能装置容量有限,在面对大容量存储需求时,以及确保储能装置的安全性和可靠性,很多时候会使用多个储能装置并联运行的情况,在实际操作中,也会直接采用多个储能装置组成一个储能系统直接并联运行。由于并联的储能装置有着不同个体的差异性,例如储能装置内部参数不一致,即使完全一样的多个储能装置,也会由于内部器件老化等因素使得各自的充放电特性存在差异,导致其在运行过程中剩余的容量也不尽相同。

    2、相关技术中,对于多储能装置负荷分配控制方法通常采用串联分压并联均流的模式,均流控制或只基于额定容量的负荷控制,会使其所分担的负载电流不均衡,电流不匹配的模块不仅可靠性降低,能量大量浪费,严重时还会导致系统崩溃。


    技术实现思路

    1、本公开的目的是提供一种并联储能装置的负荷分配控制方法及电路,以解决相关技术中的问题。

    2、为了实现上述目的,第一方面,本公开提供一种并联储能装置的负荷分配控制方法,所述方法包括:

    3、分别获取每一储能装置的输出电流和剩余容量;

    4、根据每一所述储能装置的所述输出电流和所述剩余容量,确定每一所述储能装置对应的负荷系数;

    5、将每一所述储能装置对应的所述负荷系数中的最大值确定为目标负荷系数,并根据所述目标负荷系数和每一所述储能装置的所述负荷系数,确定目标负荷系数差值;

    6、根据所述目标负荷系数和所述目标负荷系数差值,确定参考负荷系数;

    7、根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态。

    8、可选地,所述根据每一所述储能装置的所述输出电流和所述剩余容量,确定每一所述储能装置对应的负荷系数,包括:

    9、将每一所述储能装置的所述输出电流和所述剩余容量之间的比值确定为每一所述储能装置对应的所述负荷系数。

    10、可选地,所述根据所述目标负荷系数和每一所述储能装置的所述负荷系数,确定目标负荷系数差值,包括:

    11、计算所述目标负荷系数与每一所述储能装置的所述负荷系数之间的差值,得到每一所述储能装置对应的负荷系数差值,并将所述负荷系数差值中的最大值确定为所述目标负荷系数差值。

    12、可选地,通过如下计算式得到所述参考负荷系数:

    13、

    14、其中, klref为所述参考负荷系数, klmax为所述目标负荷系数,δ klmax为所述目标负荷系数差值。

    15、可选地,所述根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态,包括:

    16、计算所述参考负荷系数与每一所述储能装置的所述负荷系数之间的差值,得到每一所述储能装置对应的负荷系数偏差值;

    17、根据所述负荷系数偏差值和预设输出电压值,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态。

    18、第二方面,本公开还提供一种并联储能装置的负荷分配控制电路,包括:

    19、多个负荷分配电路,多个所述负荷分配电路与并联的多个储能装置一一对应;

    20、多个采样电路,多个所述采样电路与并联的多个储能装置一一对应,每一所述采样电路用于采集对应的储能装置的输出电流和剩余容量;

    21、处理器,与所述多个负荷分配电路以及所述多个采样电路均连接,所述处理器用于根据每一所述储能装置的输出电流和剩余容量确定每一所述储能装置对应的负荷系数,并将所述负荷系数传输给对应的所述负荷分配电路;

    22、主控制器,通过第一母线和第二母线与每一所述负荷分配电路连接;

    23、所述主控制器用于:

    24、通过所述第一母线获取多个所述负荷系数中的最大值作为目标负荷系数,并通过所述第二母线获取目标负荷系数差值,所述目标负荷系数差值是根据所述目标负荷系数和每一所述储能装置的所述负荷系数确定的;

    25、根据所述目标负荷系数和所述目标负荷系数差值,确定参考负荷系数;

    26、根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态。

    27、可选地,每一所述负荷分配电路均通过二极管与所述第一母线连接,使得多个所述负荷系数中的最大值能够传输到所述第一母线上。

    28、可选地,每一所述负荷分配电路均通过差分电路与所述第二母线连接,其中,所述差分电路的输出端连接所述第二母线,所述差分电路的第一输入端与所述负荷分配电路的负荷系数输入端连接,所述差分电路的第二输入端与所述第一母线连接,以使所述差分电路计算得到所述目标负荷系数与输入到所述负荷分配电路中的负荷系数之间的差值。

    29、可选地,所述差分电路的输出端通过二极管连接所述第二母线,使得多个所述差值中的最大值作为所述目标负荷系数差值传输到所述第二母线上。

    30、可选地,所述主控制器还用于:基于电压电流双闭环控制回路对每一所述储能装置进行稳压控制。

    31、可选地,所述主控制器根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,包括:

    32、针对任一储能装置,将所述参考负荷系数与所述储能装置的负荷系数的差值作为对应所述储能装置的电压电流双闭环控制回路的输入,以通过所述电压电流双闭环控制回路对所述储能装置的输出电流和输出电压进行调节。

    33、通过上述技术方案,分别获取每一储能装置的输出电流和剩余容量,以确定每一储能装置对应的负荷系数,将每一储能装置对应的负荷系数中的最大值确定为目标负荷系数,并根据目标负荷系数和每一储能装置的负荷系数,确定目标负荷系数差值,根据目标负荷系数和目标负荷系数差值,确定参考负荷系数,根据参考负荷系数,调整每一储能装置的输出电压和输出电流,以使每一储能装置的负荷系数趋向于相等状态。其中引入了负荷系数的概念,可以基于剩余容量对并联储能装置进行有效的负荷分配,确保能量均衡利用。

    34、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。



    技术特征:

    1.一种并联储能装置的负荷分配控制方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每一所述储能装置的所述输出电流和所述剩余容量,确定每一所述储能装置对应的负荷系数,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标负荷系数和每一所述储能装置的所述负荷系数,确定目标负荷系数差值,包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下计算式得到所述参考负荷系数:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态,包括:

    6.一种并联储能装置的负荷分配控制电路,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,每一所述负荷分配电路均通过二极管与所述第一母线连接,使得多个所述负荷系数中的最大值能够传输到所述第一母线上。

    8.根据权利要求7所述的电路,其特征在于,每一所述负荷分配电路均通过差分电路与所述第二母线连接,其中,所述差分电路的输出端连接所述第二母线,所述差分电路的第一输入端与所述负荷分配电路的负荷系数输入端连接,所述差分电路的第二输入端与所述第一母线连接,以使所述差分电路计算得到所述目标负荷系数与输入到所述负荷分配电路中的负荷系数之间的差值。

    9.根据权利要求8所述的电路,其特征在于,所述差分电路的输出端通过二极管连接所述第二母线,使得多个所述差值中的最大值作为所述目标负荷系数差值传输到所述第二母线上。

    10.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述主控制器还用于:基于电压电流双闭环控制回路对每一所述储能装置进行稳压控制。

    11.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述主控制器根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,包括:


    技术总结
    本公开涉及一种并联储能装置的负荷分配控制方法及电路,可以基于剩余容量对并联储能装置进行有效的负荷分配,确保能量均衡利用。该方法包括:分别获取每一储能装置的输出电流和剩余容量;根据每一所述储能装置的所述输出电流和所述剩余容量,确定每一所述储能装置对应的负荷系数;将每一所述储能装置对应的所述负荷系数中的最大值确定为目标负荷系数,并根据所述目标负荷系数和每一所述储能装置的所述负荷系数,确定目标负荷系数差值;根据所述目标负荷系数和所述目标负荷系数差值,确定参考负荷系数;根据所述参考负荷系数,调整每一所述储能装置的输出电压和输出电流,以使每一所述储能装置的所述负荷系数趋向于相等状态。

    技术研发人员:焦海朝,朱丹桂,朱文凡,白锐,马辉,武永刚,屈德斌,赵阳
    受保护的技术使用者:国华(神木)新能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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