一种基于集成式储能电池柜的控制方法与流程

本发明涉及电化学储能，具体地说，涉及一种基于集成式储能电池柜的控制方法。

背景技术：

1、集成式储能电池柜是将退役锂离子电池模组经重组后用于微电网调峰、备用电源等场景的关键设备，退役电池的梯次利用是实现电池资源闭环回收的重要途径。

2、现有的梯次利用控制方法主要分为两类：第一类采用静态固定成组与被动均衡（如通过离线分选匹配容量），但离线检测无法覆盖电池在真实工况下的异步老化，固定串联极易引发木桶效应，导致整柜容量受限；第二类采用基于健康状态（soh）预测的模型重构方案，此类方案高度依赖电池的历史运行台账（如历史内阻变化率、容量衰减曲线等）来预测未来的衰减趋势，进而优化拓扑。

3、但是，现实中的退役电池来源复杂，普遍存在历史运行台账数据完全缺失、初始状态高度不可知的问题；现有技术中基于历史数据的衰减预测模型在此工况下将完全失效，无法计算衰减因子；而传统的被动均衡又无法应对电池运行中的突发个体劣化；这导致现有控制方法无法针对历史完全未知的电池实现动态的性能匹配与隔离，系统极易因局部电芯的突发劣化而引发过充/过放，导致整体可用容量急剧缩水并加速系统报废。

4、因此，提出一种基于集成式储能电池柜的控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于集成式储能电池柜的控制方法，以解决缺乏历史档案的退役电池因静态编组导致短板效应及预测模型失效的技术问题。

2、为实现上述技术问题的解决，本发明的目的在于，提供一种基于集成式储能电池柜的控制方法，由中央控制器执行，包括以下步骤：

3、s1：当实时输出功率与母线电压波动率均小于对应设定值时，判定为系统负荷休止时段；在此期间向各电池模组施加特征识别电流脉冲，获取端电压时序数据，并解析内阻参数、极化参数和时间常数，生成仅基于当次端电压时序数据的瞬态特征向量；

4、s2：将所有瞬态特征向量输入欧氏距离聚类算法，使同一电池编组内的瞬态特征向量空间距离最小化，输出编组划分结果；

5、s3：依据所述编组划分结果向模组开关矩阵下发开关状态指令，将同一电池编组的电池模组正负极依次串联，并将串联链路两端接通至对应的一条簇直流母线，各簇直流母线经簇双向直流变换器接入系统主母线；

6、s4：在所述系统负荷休止时段周期更新所述瞬态特征向量；当第一电池模组的新瞬态特征向量距目标聚类中心的欧氏距离小于下限阈值且距源聚类中心的欧氏距离大于上限阈值时，控制对应的模组开关矩阵将其从源簇直流母线解列并标记为待并网隔离态；

7、s5：获取第一电池模组的开路电压，向目标电池编组对应的簇双向直流变换器下发电压调节指令，控制目标簇直流母线电压收敛至所述开路电压；当两者压差绝对值小于电压同步阈值时，控制对应的模组开关矩阵将第一电池模组接入目标簇直流母线；

8、s6：提取各电池编组的特征均值代入预设映射函数计算充放电截止电压阈值，下发至对应的簇双向直流变换器。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果：

10、1.该基于集成式储能电池柜的控制方法，摆脱了对退役电池历史运行台账的依赖，通过在系统休止期施加电流脉冲直接提取瞬态物理响应特征，实现了对电池当前体质的即时快照，基于实体物理特性而非趋势预测进行聚类与动态迁移，能够在电池发生突发劣化时，通过解列与直流母线电压预同步机制，实现故障单体的带电迁移，既消除了并网冲击，又通过差异化截止电压管控，最大化释放了异构电池柜在当前时刻的系统可用容量。

11、2.该基于集成式储能电池柜的控制方法中，通过高频斩波电路复用生成微电流脉冲，无需额外增设大功率测试信号源，降低了硬件成本。

12、3.该基于集成式储能电池柜的控制方法，引入多项式平滑滤波器进行前置清洗，剔除了大功率电力电子开关动作带来的高频电磁噪声，确保了内阻和极化特征解析的绝对精度。

13、4.该基于集成式储能电池柜的控制方法，在跨簇并网后引入带斜坡率的系统稳态恢复逻辑，避免了电压基准跳变引发的功率震荡，确保了主母线供电质量的稳定。

1.一种基于集成式储能电池柜的控制方法，由中央控制器执行，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s1中，在此期间向各电池模组施加特征识别电流脉冲，包括以下协同控制逻辑：

3.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，在获取端电压时序数据，并解析内阻参数、极化参数和时间常数之前，对所述端电压时序数据执行前置清洗逻辑，所述前置清洗逻辑包括：

4.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s1中，获取端电压时序数据，并解析内阻参数、极化参数和时间常数，包括以下数据处理逻辑：

5.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，在运行欧氏距离聚类算法的过程中，包括以下动态调整机制：

6.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s5中，向目标电池编组对应的簇双向直流变换器下发电压调节指令，控制目标簇直流母线电压收敛至所述开路电压，包括以下反馈控制逻辑：

7.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s5中，在控制目标簇直流母线电压收敛至所述开路电压的过程中，还包括以下异常阻断机制：

8.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s5中，在控制对应的模组开关矩阵将第一电池模组接入目标簇直流母线之后，所述中央控制器执行针对所述目标电池编组的系统稳态恢复逻辑，具体为：

9.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述步骤s6中，提取各电池编组的特征均值代入预设映射函数计算充放电截止电压阈值，包括以下计算规则：

10.根据权利要求1所述的基于集成式储能电池柜的控制方法，其特征在于，所述模组开关矩阵由独立受控的第一半导体开关器件和第二半导体开关器件构成；