本發(fā)明屬于電池組充放電，尤其涉及一種鋰電池組充放電管理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著光伏和風(fēng)能大規(guī)模入網(wǎng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)成為電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中必不可少的重要組成部分，而基于鋰電池組的集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)是其中的典型代表。集裝箱鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)引入電網(wǎng)，可以直接進(jìn)行需求側(cè)管理，在機(jī)組負(fù)荷低谷時(shí)快速充電，高峰時(shí)快速放電，以此降低峰谷之間的負(fù)荷差和晝夜峰谷差，有效提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；同時(shí)電廠、用戶等傳統(tǒng)供能、用能主體均可利用峰谷之間的電價(jià)差，獲得收益，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，在配合分布式發(fā)電的前提下，可以有效降低用能成本，集裝箱鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在廣泛運(yùn)用。

2、但是集裝箱鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)一般放置于戶外，且電池組高度密集放置，在充放電過(guò)程中易于形成熱積聚，造成集裝箱內(nèi)的溫度顯著升高，并造成電池之間溫度的不一致，從而影響了電池組的充放電性能，另外也帶來(lái)了電池組熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，存在極大的熱安全隱患，集裝箱鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程熱安全問(wèn)題是需要解決的問(wèn)題之一。

3、另外儲(chǔ)能系統(tǒng)包括多個(gè)儲(chǔ)能支路，任一儲(chǔ)能支路包括串聯(lián)連接的儲(chǔ)能電池和dc/dc變換器，各儲(chǔ)能支路的輸出端以及光伏系統(tǒng)的輸出端分別與逆變器的直流側(cè)相連，逆變器的交流側(cè)與交流電網(wǎng)相連，控制器分別與儲(chǔ)能系統(tǒng)中的各儲(chǔ)能支路相連，控制各儲(chǔ)能支路的充放電過(guò)程。

4、在實(shí)際應(yīng)用中，控制器在任一控制周期中會(huì)獲取到儲(chǔ)能系統(tǒng)的待分配總功率，然后根據(jù)各儲(chǔ)能支路中儲(chǔ)能電池的soc值在各儲(chǔ)能支路中分配該待分配總功率，并按照各儲(chǔ)能支路對(duì)應(yīng)的分配功率控制相應(yīng)儲(chǔ)能支路的充放電過(guò)程。

5、現(xiàn)有技術(shù)中每一控制周期中均以待分配總功率在各儲(chǔ)能支路之間進(jìn)行分配，容易導(dǎo)致儲(chǔ)能支路因?yàn)樽陨矸謸?dān)功率大于相應(yīng)的限幅值而無(wú)法有效響應(yīng)功率分配指令，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)光儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用需求，另外在滿足限幅時(shí)也并未考慮電池組的溫升引起的熱風(fēng)險(xiǎn)，因此各儲(chǔ)能支路的功率分配對(duì)電池組的熱安全風(fēng)險(xiǎn)也是需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了一種鋰電池組充放電管理方法和系統(tǒng)，提高了集裝箱鋰電池組的熱安全性和壽命。

2、一種鋰電池組充放電管理方法，應(yīng)用于包括集裝箱鋰電池組的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電池組包含i個(gè)并聯(lián)支路，i為小于等于n的正整數(shù)，n為支路數(shù)；

3、所述方法包括：

4、i從1至n/2時(shí)，支路充放電倍率ci逐漸遞減；

5、i從n/2至n時(shí)，支路充放電倍率ci逐漸遞增。

6、可選的，該儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出端經(jīng)dc/ac逆變器與電網(wǎng)相連；還包括光伏或風(fēng)能系統(tǒng)，光伏或風(fēng)能系統(tǒng)的輸出端同樣與dc/ac逆變器的直流側(cè)相連。

7、可選的，n能被4整除。

8、一種鋰電池組充放電管理方法，應(yīng)用于包括控制器和集裝箱鋰電池組的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電池組包含i個(gè)并聯(lián)支路，i為小于等于n的正整數(shù)，n為支路數(shù)，每個(gè)支路包括串聯(lián)和并聯(lián)連接的m個(gè)電池，m為正整數(shù)；

9、所述方法包括：

10、所述控制器獲取當(dāng)前控制周期所述鋰電池組的總充放電功率和各所述支路在前一控制周期的鋰電池組的運(yùn)行功率；

11、其中，所述總充放電功率為所述鋰電池組在當(dāng)前控制周期的設(shè)定功率；前一控制周期的鋰電池組的運(yùn)行功率為各所述支路在前一控制周期的充放電功率的和；

12、調(diào)整功率為所述設(shè)定功率減去運(yùn)行功率；

13、向各所述支路分配所述調(diào)整功率，得到各所述支路的當(dāng)前控制周期的充放電功率；

14、控制器基于各所述支路的當(dāng)前控制周期的充放電功率控制相應(yīng)的支路充放電。

15、可選的，所述向各所述支路分配所述調(diào)整功率具體為：

16、i從1至n/2時(shí)，支路充放電倍率ci逐漸遞減；

17、i從n/2至n時(shí)，支路充放電倍率ci逐漸遞增；

18、各所述支路分配的分調(diào)整功率pi=ci*，其中，a為1-m之間的整數(shù)，via為第i個(gè)支路第a個(gè)電池的端電壓，volia為第i個(gè)支路第a個(gè)電池的剩余容量；

19、所述調(diào)整功率=。

20、可選的，該儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出端經(jīng)dc/ac逆變器與電網(wǎng)相連，光伏和/或風(fēng)能系統(tǒng)的輸出端也與dc/ac逆變器的直流側(cè)相連。

21、可選的，所述向各所述支路分配所述調(diào)整功率具體為：

22、設(shè)定高充放電倍率a1，標(biāo)稱充放電倍率a2，低充放電倍率a3；

23、a1為1.2c-5c區(qū)間，a2為0.8c-1.2c區(qū)間，a1為0.1c-0.8c區(qū)間，c為1小時(shí)可充滿或放空電池的電流；

24、在x屬于[1,i]區(qū)間，支路充放電倍率cx為高充放電倍率a1，高放電倍率支路分配的分調(diào)整功率hpx=cx*；

25、在x屬于[i,j]區(qū)間，支路充放電倍率cx為低充放電倍率a3，低放電倍率支路分配的分調(diào)整功率lpx=cx*；

26、在x屬于[j,n]區(qū)間，支路充放電倍率cx為標(biāo)稱充放電倍率a2，標(biāo)稱放電倍率支路分配的分調(diào)整功率npx=cx*；

27、其中，1<i<j<n，x和j為整數(shù)，vxa為第x個(gè)支路第a個(gè)電池的端電壓，volxa為第x個(gè)支路第a個(gè)電池的剩余容量；

28、所述調(diào)整功率=+。

29、可選的，a1>a2>a3。

30、可選的，2(i-1)<(j-i)。

31、可選的，1.6(i-1)<(n-j)。

32、有益的技術(shù)效果：

33、第一方面，使得集裝箱鋰電池組高充電倍率的支路集中于一側(cè)，避免整個(gè)鋰電池組的熱積聚，因此提升了集裝箱鋰電池組的熱安全性，避免了鋰電池組的因溫升集中的過(guò)熱或損毀或功率受限。

34、第二方面，由于鋰電池組端部的充電倍率大，便于端部的電池維護(hù)或更換。

35、第三方面，由于相鄰多個(gè)支路的充電倍率存在受控的差異，從而使得各支路的充電電流受控，避免了部分支路充電電流過(guò)大而部分支路的充電電流過(guò)小引起的支路間充電電流不平衡。

36、第四方面，通過(guò)高充放電倍率支路、標(biāo)稱充放電倍率支路和低充放電倍率支路的劃分，減少高充放電倍率支路數(shù)量，避免了過(guò)多支路同時(shí)以較高倍率充放電，提高了電池組的整體壽命。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，應(yīng)用于包括集裝箱鋰電池組的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電池組包含i個(gè)并聯(lián)支路，i為小于等于n的正整數(shù)，n為支路數(shù)；

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出端經(jīng)dc/ac逆變器與電網(wǎng)相連；還包括光伏或風(fēng)能系統(tǒng)，光伏或風(fēng)能系統(tǒng)的輸出端同樣與dc/ac逆變器的直流側(cè)相連。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，n能被4整除。

4.一種鋰電池組充放電管理方法，應(yīng)用于包括控制器和集裝箱鋰電池組的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電池組包含i個(gè)并聯(lián)支路，i為小于等于n的正整數(shù)，n為支路數(shù)，每個(gè)支路包括串聯(lián)和并聯(lián)連接的m個(gè)電池，m為正整數(shù)；其特征在于，

5.如權(quán)利要求4所述的鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，所述向各所述支路分配所述調(diào)整功率具體為：

6.如權(quán)利要求4所述的鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，該儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出端經(jīng)dc/ac逆變器與電網(wǎng)相連，光伏和/或風(fēng)能系統(tǒng)的輸出端也與dc/ac逆變器的直流側(cè)相連。

7.如權(quán)利要求4所述的鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，所述向各所述支路分配所述調(diào)整功率具體為：

8.如權(quán)利要求7所述的鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，a1>a2>a3。

9.如權(quán)利要求7所述的鋰電池組充放電管理方法，其特征在于，2(i-1)<(j-i)。

10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，1.6(i-1)<(n-j)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種鋰電池組充放電管理方法和系統(tǒng)，屬于電池組充放電領(lǐng)域。所述方法應(yīng)用于包括集裝箱鋰電池組的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電池組包含i個(gè)并聯(lián)支路，i為小于等于n的正整數(shù)，n為支路數(shù)；所述方法包括：i從1至n/2時(shí)，支路充放電倍率C<subgt;i</subgt;逐漸遞減；i從n/2至n時(shí)，支路充放電倍率C<subgt;i</subgt;逐漸遞增。本發(fā)明提高了集裝箱鋰電池組的熱安全性和壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：梅劍虹,朱連波,唐寅斌,侯紅磊,王佩,應(yīng)擎天
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波地鐵產(chǎn)業(yè)工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24