一种储能系统自耗电预警与均衡的方法和系统与流程

本发明涉及储能系统，尤其涉及一种储能系统自耗电预警与均衡的方法和系统。

背景技术：

1、当前储能电站装机容量不断扩大，每个电站中包括成千上万的电池pack，每个pack由电芯、采集线束、锚接点以及pack管理单元等组成，pack管理单元中电芯模拟前端采集部分从电芯取电，模拟前端采集部分的不同设备功耗不同，从电芯到锚接点到采集线束再到pack管理单元电芯模拟前端采集这部分存在内阻不同，也存在不同层面的功耗，因此，每个pack的自耗电不同，导致每个pack内部电芯电压以及pack之间的电芯电压存在差异，运行时间长之后会存在电芯电压分层，严重的木桶效应甚至电芯过放问题。

2、同时，pack管理单元由于不同批次不同模拟前端型号不同及元器件不同，导致pack管理单元整体的功耗不同，从而要求储能系统集成商在同一个储能电站中必须使用同一型号同一批次的管理单元，这样才能保证每个pack的功耗在同一范围内，这对储能系统集成商安装维护要求比较高且繁琐。

3、目前针对储能电站中pack耗电带来的一系列电芯问题，暂时没有针对性地解决方案。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种储能系统自耗电预警与均衡的方法和系统。

2、本发明提出的一种储能系统自耗电预警与均衡的方法，储能系统包括储能管理单元、多个电池簇和多个簇管理单元，多个电池簇和多个簇管理单元一一对应地电连接，多个簇管理单元分别与储能管理单元电连接；其中，每个电池簇包括多个电池pack和多个pack管理单元，多个电池pack和多个pack管理单元一一对应地点连接，多个pack管理单元分别与对应的簇管理单元电连接；其特征在于，包括：

3、s1、分别实时获取每个电池pack的总功耗；其中，电池pack的总功耗包括pack管理单元的功耗和电池pack内部的电芯到其pack管理单元的线路损耗；

4、s2、分别对每个电池pack的总功耗进行风险评估，得到每个电池pack的风险评估结果；

5、s3、根据每个电池pack的风险评估结果，分别判断每个电池pack是否触发风险预警机制；

6、s4、若判定某一电池pcak触发风险预警机制，则提前发出风险预警信号；

7、s5、若提前发出风险预警信号，则提前进行自动均衡。

8、优选地，在s1中，分别实时获取每个电池pack的总功耗，具体包括：

9、s11、分别获取每个电池pack对应的pack管理单元的功耗；

10、s12、分别获取每个电池pack内部的每个电芯到其对应的pack管理单元的线路损耗；

11、s13、分别对每个电池pack的pack管理单元的功耗和内部的每个电芯到其对应的pack管理单元的线路损耗进行求和，得到每个电池pack的总功耗。

12、优选地，在s12中，分别获取每个电池pack内部的每个电芯到其对应的pack管理单元的线路损耗，具体包括：

13、s121、分别获取每个电池pack的当前电压电流数据集和在历史时间段内的历史电压电流数据集：其中，当前电压电流数据集包括该电池pack的每个电芯的当前电压和当前电流；其中，历史电压电流数据集包括该电池pack的每个电芯在历史时间段内的每个时刻的电流和电压；

14、s122、分别根据每个电池pack的历史电压电流数据集判断该电池pack是否符合第一预设条件；其中，第一预设条件为电流稳定在预设时间以上恒定，且电流在预设电流以上；

15、当判定某一电池pack符合第一预设条件，则预测出该电池pack中的每个电芯到对应的pack管理单元的阻值随时间的变化趋势和下一预定时间段t的每个电芯的采集回路的阻值；

16、s123、分别根据每个电池pack的历史电压电流数据集判断每个电池pack是否符合第二预设条件；其中，第二预设条件为在某一电池pack的历史电压电流数据集中历史时间段内，该电池pack的所有电芯的电压均一直呈现微小幅度k的下降趋势且此时该电池pack的所有电芯均并未处于充放电状态下；

17、当判定某一电池pack符合第二预设条件时，则根据该电池pack的历史电压电流数据集得到该电池pack的每个电芯的在历史时间段前后变化的电压差值；

18、s124、根据该电池pack中的每个电芯到对应的pack管理单元的阻值随时间的变化趋势和在历史时间段前后变化的电压差值，得到该电池pack中的每个电芯到其pack管理单元的线路功耗，并形成该电池pack的线路功耗集。

19、优选地，在s11中，获取每个电池pack对应的pack管理单元的功耗，具体包括：

20、根据每个电池pack对应的pack管理单元所选用的元器件功耗规格以及模拟前端的功耗规格，统计每个电池pack对应的pack管理单元的总功耗，并形成每个电池pack的pack管理单元功耗集。

21、优选地，在s2中，分别对每个电池pack的总功耗进行风险评估，得到每个电池pack的风险评估结果，具体包括：

22、s21、根据每个电池pack的总功耗，建立每个电池pack的全量电芯功耗库；其中，全量电芯功耗库包括该电池pack的每个电芯的功耗；

23、s22、根据每个电池pack的全量电芯功耗库，得到每个电池pack的电芯容量损耗数据库；其中，电芯容量损耗数据库包括该电池pack的每个电芯的容量损耗；

24、s23、根据每个电池pack中的每个电芯的当前电压v和soc-ocv表，得到每个电池pack的当前容量数据集；其中，每个电池pack的当前容量数据集包括该电池pack的每个电芯的当前容量；

25、s24、根据每个电池pack的当前容量数据集和电芯容量损耗数据库预测出每个电池pack在未来某一时刻tp的预测容量数据集和预测电芯间容量差数据集；其中，预测容量数据集包括该电池pack的每个电芯在未来某一时刻的预测容量；预测电芯间容量差数据集包括该电池pack的各个电芯之间在未来某一时刻的预测电芯间容量差。

26、优选地，在s3中，根据每个电池pack的风险评估结果，分别判断每个电池pack是否触发风险预警机制，具体包括：

27、根据每个电池pack在未来某一时刻的预测容量数据集和预测电芯间容量差数据集，判断每个电池pack是否触发风险预警机制；

28、若预测容量数据集中的某个电芯的预测容量低于电芯容量最低风险阈值；或者，若预测电芯间容量差数据集中的电芯之间的预测电芯间容量差超过电芯容量差最小风险阈值，则判定触发风险预警机制。

29、优选地，风险预警信号包括容量过低和木桶效应；

30、在s4中，若判定某一电池pcak触发风险预警机制，则提前发出风险预警信号，具体包括：

31、若预测容量数据集中的某一预测容量低于预设的电芯容量最低风险阈值，则提前第一时间发出该电池pack的某一电芯容量过低的风险预警信号；

32、若预测电芯间容量差数据集中的某一预测电芯间容量差超过预设的电芯容量差最小风险阈值，则提前第二时间发出该电池pack的某两个电芯之间存在木桶效应的风险预警信号。

33、优选地，在s5中，若提前发出风险预警信号，则提前进行自动均衡，具体包括：

34、s51、若提前发出风险预警信号，则提前第三时间进行自动均衡；其中，第三时间在发出风险预警信号的时间之前。

35、优选地，在s51中，提前第三时间进行自动均衡，具体包括：

36、s511、将该电池pack的每个电芯的当前电压和预设的电压安全范围进行比较：

37、s512、当该电池pack中的每个电芯的当前电压均在电压安全范围内，且存在部分电芯的当前电压偏高或者偏低时，则对当前电压偏高的电芯开启放电均衡或者开启被动均衡电阻进行被动均衡，对当前电压偏低的电芯开启充电均衡，且均衡持续第一均衡时间，使得当前电压偏高或者偏低的电芯的电压调整到平均电压；此时，第三时间=第一均衡时间；

38、s513、当该电池pack中存在某些电芯的当前电压已经在电压安全范围外且处于偏高情况，则对该电芯开启放电均衡和被动均衡电阻，且均衡持续第二均衡时间，以加速该电芯电压回落到正常安全范围内，之后进入s512；此时，第三时间=第一均衡时间+第二均衡时间；

39、s514、当该电池pack中存在某些电芯的当前电压已经在电压安全范围外偏低情况，则对该电芯开启充电均衡，且均衡持续第三均衡时间，以加速该电芯电压上升到正常范围内，之后进入s512；此时，第三时间=第一均衡时间+第三均衡时间。

40、本发明还提出了一种储能系统自耗电预警与均衡的系统，储能系统包括储能管理单元、多个电池簇和多个簇管理单元，多个电池簇和多个簇管理单元一一对应地电连接，多个簇管理单元分别与储能管理单元电连接；其中，每个电池簇包括多个电池pack和多个pack管理单元，多个电池pack和多个pack管理单元一一对应地点连接，多个pack管理单元分别与对应的簇管理单元电连接，包括：

41、获取模块，用于分别实时获取每个电池pack的总功耗；其中，电池pack的总功耗包括pack管理单元的功耗和电池pack内部的电芯到其pack管理单元的线路损耗；

42、风险评估模块，用于分别对每个电池pack的总功耗进行风险评估，得到每个电池pack的风险评估结果；

43、判断模块，用于根据每个电池pack的风险评估结果，分别判断每个电池pack是否触发风险预警机制；

44、预警模块，用于在判定某一电池pcak触发风险预警机制时提前发出风险预警信号；其中，风险预警信号包括容量过低和木桶效应；

45、均衡模块，用于在提前发出风险预警信号时提前进行自动均衡。

46、本发明中，所提出的储能系统自耗电预警与均衡的方法和系统，能够实时获取每个电池pack的总功耗，分别对每个电池pack的总功耗进行风险评估，得到每个电池pack的风险评估结果；根据每个电池pack的风险评估结果，分别判断每个电池pack是否触发风险预警机制；在判定某一电池pcak触发风险预警机制，则提前发出风险预警信号；并在提前发出风险预警信号时，提前进行自动均衡，即在风险发生前自动调节异常电芯的电压和容量，保证各个电池pack中每个电芯状态在同一水平，同时也能够解决储能系统中不同功耗pack管理单元混装问题，为储能系统安装维护带来极大便捷性。