一种用于电网储能电站的电池模块管理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103312009A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103312009103312009A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310283645.6(22)申请日2013.07.05(71)申请人中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司地址510630广东省广州市龙口东路32号申请人清华大学(72)发明人李勇琦张百华刘建政郭海峰袁志昌齐国光杨代铭陈满周劲松李永兴(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人罗文群(51)Int.Cl.H02J7/00(2006.01)权权利要求书5页利要求书5页说明书12页说明书12页附图2页附图2页(54)发明名称一种用于电网储能电站的电池模块管理方法(57)摘要本发明涉及一种用于电网储能电站的电池模块管理方法，属于电网储能系统技术领域。首先向电池单体管理单元请求采样数据，启动电池模块管理单元的模拟量采样功能，获得电池原始状态数据，并结合历史状态数据，处理得到实时状态数据；根据实时状态数据进行故障诊断，同时根据电池电量估计算法计算电池剩余电量；根据实时状态数据和电池剩余电量实现模块均衡与模块散热算法，输出模块均衡装置和模块散热风扇的启停控制信号；向顶层电池管理单元上报实时状态数据、电池组剩余电量、模块均衡装置和模块散热风扇的状态，同时更新历史状态数据，进入下一轮循环。本发明的实施例对电池模块进行了有效的管理，提高了储能电站运行的安全性和经济效益。CN103312009ACN10329ACN103312009A权利要求书1/5页1.一种用于电网储能电站的电池模块管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）定义一个时间序列t＝{tk|k＝1,2,3,...,n}，时间序列中tk表示第k时刻，第k个循环周期为第k时刻至第k+1时刻，第k个循环周期的时间长度为Ts；电网储能电站中的M个电池单体管理单元和一个电池模块管理单元在第k时刻到来时，M个电池单体管理单元向电池模块管理单元发送M*N个电池单体的电池单体电压{uci,k|i＝1,2,3,...,M*N}和电池单体温度{Tci,k|i＝1,2,3,...,M*N}，同时电池模块管理单元采集M个电池模块的电池模块电压{umi,k|i＝1,2,3,...,M}、M个电池模块互相串联后的电池组电压up,k以及电池组电流ip,k，并由上述各原始数据构成电网储能电站中第k个循环周期的电池模块管理原始数据数组Datak,k＝1,2,3,...,n：Datak＝[uc1,k,uc2,k,...,ucM*N,k,Tc1,k,Tc2,k,...,TcM*N,k,um1,k,um2,k,...,umM,k,up,k,ip,k],k＝1,2,3,...,n；（2）对第k个循环周期的电池模块管理原始数据数组Datak,k＝1,2,3,...,n进行数字滤波，滤波方法为其中{ai|0＜ai＜1,i＝1,2,3,...,l}为系数，且l为滤波过程中所用电池模块管理原始数据数组的个数，l的取值范围为5-10，得到第k个循环周期的电池模块管理滤波数据数组k＝1,2,3,...,n：k＝1,2,3,...,n数组中包括M*N个电池单体的电池单体电压和电池单体温度M个电池模块的电池模块电压互相串联后的M个电池模块的电池组电压以及电池组电流对电池模块管理滤波数据数组进行处理，得到M个电池模块内的电池单体电压最大值最小值和平均值M个电池模块内的电池单体温度最大值最小值和平均值M个电池模块所有M*N个电池单体的电池单体电压最大值最小值和平均值M个电池模块所有M*N个电池单体的电池单体温度最大值最小值和平均值M个电池模块的电池模块电压最大值最小值和平均值以上所有的最大值、最小值和平均值构成第k个循环周期的电池模块管理特征数据；（3）根据上述第k个循环周期的电池模块管理特征数据以及上述第k个循环周期的电池模块管理滤波数据数组中互相串联后的M个电池模块的电池组电压以及电池组电流2CN103312009A权利要求书2/5页对电网储能电站进行故障诊断，包括以下步骤：（3-1）设定电池单体的过压保护阈值VCP,c和电池单体的过压预警阈值VCA,c，电池单体的过压保护阈值VCP,c和电池单体的过压预警阈值VCA,c的范围分别为3.5-4V，且VCP,c＞VCA,c，若M个电池模块所有M*N个电池单体电压最大值大于VCP,c，则判定电池单体出现过压保护故障，并根据M个电池模块内的电池单体电压最大值确定电池单体过压保护故障所在的电池单体位置，并将该位置信息上报到电网储能电站的监控系统，若没有出现电池单体过压保护故障，且M个电池模块中所有M*N个电池单体电压最大值大于VCA,c，