本發(fā)明屬于儲能系統(tǒng)，具體涉及一種儲能系統(tǒng)的電池簇soc均衡控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、儲能從備用轉(zhuǎn)向主用，成為創(chuàng)造收入的資產(chǎn)，儲能系統(tǒng)中電池簇的充放電能力成為核心訴求。儲能系統(tǒng)通常由電池系統(tǒng)、儲能變流器pcs和儲能監(jiān)控系統(tǒng)ems組成。其中，電池系統(tǒng)包括電池堆和電池管理系統(tǒng)bms，電池堆是由若干電池單體串聯(lián)或串并聯(lián)形成電池組，若干個電池組串聯(lián)形成電池簇，再由數(shù)個電池簇并聯(lián)而成電池堆；電池管理系統(tǒng)bms用于對電池堆的每個電池單體進行管理，使得各個電池單體的荷電狀態(tài)soc基本一致，維持均衡狀態(tài)。

2、現(xiàn)階段，在多個電池簇并聯(lián)使用的儲能系統(tǒng)應(yīng)用中，隨著電池系統(tǒng)的循環(huán)使用，電池容量衰減帶來的電池簇間的soc差異問題日益凸顯，隨之而來的就是系統(tǒng)性能的下降，甚至無法使用，需要停機維護后使用，給客戶帶來停機風險或電力運營上的收益損失。現(xiàn)有技術(shù)中，均衡關(guān)系技術(shù)在對電池組進行調(diào)節(jié)過程中，僅對電池組中的電池簇之間進行調(diào)節(jié)，卻無法更加精細的對電池單體之間進行管理調(diào)節(jié)，會導(dǎo)致電池簇中各個電池單體之間的soc無法保持一致，且電池單體之間的soc不平衡會嚴重影響電池簇間soc的平衡問題，從而影響儲能系統(tǒng)整體的soc平衡，最終會引起儲能系統(tǒng)的使用壽命低、平衡性能差的等問題。

3、因此，如何設(shè)計一種快速的、動態(tài)的各電池簇及電池單體間的soc并行均衡方法，是待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對現(xiàn)有的問題，提供一種儲能系統(tǒng)的電池簇soc均衡控制方法，包括如下步驟：

2、s1：獲取儲能系統(tǒng)的多個電池簇的簇soc及每個電池簇中多個電池單體的單體soc，獲得由多個所述簇soc構(gòu)成的簇soc數(shù)據(jù)集合及由包含多個電池單體的單體soc構(gòu)成的多個單體soc數(shù)據(jù)集合；

3、s2：根據(jù)所述簇soc數(shù)據(jù)集合及所述多個單體soc數(shù)據(jù)集合，獲得儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)平均soc及多個電池簇的多個單體平均soc；

4、s3：判斷所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的所述簇soc與所述系統(tǒng)平均soc之間的絕對差值是否大于第一soc閾值；

5、s4：響應(yīng)于所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的所述簇soc與所述系統(tǒng)平均soc之間的絕對差值大于第一soc閾值時，記滿足該條件的電池簇為目標電池簇，所有目標電池簇構(gòu)成目標電池簇集合；

6、s5：判斷所述目標電池簇集合中的目標電池簇的單體最大soc與單體最小soc的平均值與單體平均soc之間的絕對差值是否大于第二soc閾值；

7、s6：響應(yīng)于所述目標電池簇集合中的目標電池簇的單體最大soc和單體最小soc的平均值與單體平均soc之間的絕對差值大于第二soc閾值，采用第一均衡控制策略對該目標電池簇內(nèi)部進行soc均衡；

8、s7：更新所述簇soc數(shù)據(jù)集合并判斷所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的簇soc是否一致；

9、s8：響應(yīng)于所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的簇soc不一致時，采用第二均衡控制策略對所述儲能系統(tǒng)的電池簇之間進行soc均衡。

10、優(yōu)選地，所述第一soc閾值通過公式（1）表示：

11、；

12、其中，為第一soc閾值，為第一調(diào)整系數(shù)， n為儲能系統(tǒng)的電池簇總數(shù)，為所有電池簇的soc值的標準差，通過公式（2）表示：

13、；

14、其中，為系統(tǒng)平均soc，為簇soc數(shù)據(jù)集合中第個電池簇的簇soc。

15、優(yōu)選地，所述第二soc閾值通過公式（3）表示：

16、；

17、其中，為第二soc閾值，為第二調(diào)整系數(shù)，為第個電池簇的簇soc值的標準差，通過公式（4）表示：

18、；

19、其中，為第個電池簇的單體平均soc，為第個電池簇的第個電池單體的單體soc，為一個電池簇中電池單體的總數(shù)，a為目標電池簇中電池簇的總數(shù)。

20、優(yōu)選地，采用第一均衡控制策略對該目標電池簇內(nèi)部進行soc均衡，包括：

21、根據(jù)該目標電池簇的單體soc數(shù)據(jù)集合，對所有電池單體按照soc值分別劃分到高soc段集合和低soc段集合中；

22、將所述高soc段集合對應(yīng)的電池單體向所述低soc段集合對應(yīng)的電池單體進行能量轉(zhuǎn)移，直至所述目標電池簇內(nèi)部達到soc均衡。

23、優(yōu)選地，采用第二均衡控制策略對所述儲能系統(tǒng)的電池簇之間進行soc均衡，包括：

24、對所述簇soc數(shù)據(jù)集合按照從小到大進行排序，獲得簇soc標準數(shù)據(jù)集合，并對所述簇soc標準數(shù)據(jù)集合對應(yīng)的電池簇編號為：標準電池簇1、標準電池簇2……標準電池簇 n；

25、判斷儲能系統(tǒng)當前為充電模式或放電模式；

26、響應(yīng)于儲能系統(tǒng)在充電模式下，按照預(yù)設(shè)充電策略對所有電池簇進行充電；

27、響應(yīng)于儲能系統(tǒng)在放電模式下，按照預(yù)設(shè)放電策略對所有電池簇進行放電。

28、優(yōu)選地，按照預(yù)設(shè)充電策略對所有電池簇進行充電，包括：

29、將所述儲能系統(tǒng)的電池簇按照公式（5）獲得的功率進行充電；

30、；

31、其中，為儲能系統(tǒng)的pcs最大功率，為簇soc標準數(shù)據(jù)集合的標準電池簇的簇soc，為簇soc標準數(shù)據(jù)集合的簇最大soc。

32、優(yōu)選地，按照預(yù)設(shè)放電策略對所有電池簇進行放電，包括：

33、將所述儲能系統(tǒng)的電池簇按照公式（6）獲得的功率進行放電；

34、；

35、其中，為儲能系統(tǒng)的pcs最大功率，為簇soc標準數(shù)據(jù)集合的標準電池簇的簇soc，為簇soc標準數(shù)據(jù)集合的簇最大soc。

36、優(yōu)選地，所述第一調(diào)整系數(shù)與所述儲能系統(tǒng)的溫度、內(nèi)阻、老化程度、充電速率和預(yù)期放電深度相關(guān)。

37、優(yōu)選地，所述第二調(diào)整系數(shù)與所述儲能系統(tǒng)的電池簇的溫度、內(nèi)阻、老化程度、充電速率和預(yù)期放電深度相關(guān)。

38、第二方面，本技術(shù)實施例公開了一種儲能系統(tǒng)的電池簇soc均衡控制裝置，包括：

39、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取儲能系統(tǒng)的多個電池簇的簇soc及每個電池簇中多個電池單體的單體soc，獲得由多個所述簇soc構(gòu)成的簇soc數(shù)據(jù)集合及由包含多個電池單體的單體soc構(gòu)成的多個單體soc數(shù)據(jù)集合；

40、數(shù)據(jù)計算模塊，用于根據(jù)所述簇soc數(shù)據(jù)集合及所述多個單體soc數(shù)據(jù)集合，獲得儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)平均soc及多個電池簇的多個單體平均soc；

41、第一判斷模塊，用于判斷所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的所述簇soc與所述系統(tǒng)平均soc之間的絕對差值是否大于第一soc閾值；

42、數(shù)據(jù)處理模塊，用于響應(yīng)于所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的所述簇soc與所述系統(tǒng)平均soc之間的絕對差值大于第一soc閾值時，記滿足該條件的電池簇為目標電池簇，所有目標電池簇構(gòu)成目標電池簇集合；

43、第二判斷模塊，用于判斷所述目標電池簇集合中的目標電池簇的單體最大soc與單體最小soc的平均值與單體平均soc之間的絕對差值是否大于第二soc閾值；

44、第一均衡模塊，用于響應(yīng)于所述目標電池簇集合中的目標電池簇的單體最大soc和單體最小soc的平均值與單體平均soc之間的絕對差值大于第二soc閾值，采用第一均衡控制策略對該目標電池簇內(nèi)部進行soc均衡；

45、數(shù)據(jù)更新模塊，用于更新所述簇soc數(shù)據(jù)集合并判斷所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的簇soc是否一致；

46、第二均衡模塊，用于響應(yīng)于所述簇soc數(shù)據(jù)集合中的簇soc不一致時，采用第二均衡控制策略對所述儲能系統(tǒng)的電池簇之間進行soc均衡。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下有益效果：

48、（1）設(shè)置兩種均衡控制策略，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)電池soc的粗調(diào)與精調(diào)，使得系統(tǒng)能快速實現(xiàn)soc均衡，以保證系統(tǒng)電池始終工作在最佳狀態(tài)，從而減少電池使用的損壞，延長電池的使用壽命；

49、（2）第一均衡控制策略實現(xiàn)電池簇內(nèi)部的soc均衡：對電池簇的電池單體內(nèi)部的soc進行調(diào)節(jié)，即對儲能系統(tǒng)的soc進行粗略調(diào)節(jié)，控制策略基于電池簇的單體電池的soc的標準差進行高、低分段動態(tài)調(diào)整各電池單體的充放電功率，使所有電池單體的功率大體保持一致，實現(xiàn)電池簇內(nèi)部的soc平衡，避免電池單體的過充或欠充，有助于提高充放電效率，減少熱失控的風險，并進一步延長電池簇壽命；同時，對單體電池進行均衡，可以更有效地利用電池簇的能量，確保每個電池簇都能達到其最大存儲容量，從而提高整個儲能系統(tǒng)的能量利用率；

50、（3）第二均衡控制策略實現(xiàn)電池簇之間的soc均衡：通過第二均衡控制策略對儲能系統(tǒng)的各電池簇間的soc進行調(diào)節(jié)，即對儲能系統(tǒng)的soc進行精細調(diào)節(jié)，該控制策略基于目標電池簇soc的標準差動態(tài)調(diào)整各目標電池簇的充放電功率，使得各電池簇的soc基本一致，使得各電池簇使用時間相同，使用環(huán)境相同，多個電池簇間都能按照最佳使用方式進行使用，從而電池不易損壞，改善系統(tǒng)電池簇壽命；多簇電池soc一致，更加使得系統(tǒng)充放電功率最大化，達到電能的最大化利用，降低了能量損壞，節(jié)省了能源。