一种应用于并联型通信电源系统的充放电管理方法与流程

本发明涉及充放电管理，特别涉及一种应用于并联型通信电源系统的充放电管理方法。

背景技术：

1、随着5g、边缘计算及数据中心等通信基础设施的快速发展，其对后备电源系统的容量、可靠性与可维护性提出了更高要求。并联型通信电源系统因其易于实现容量扩展和n+x冗余备份已成为主流架构。每个蓄电池分支通过独立的dc/dc变换器并联接入直流母线。正常运行时，直流母线电压通过dc/dc变换器降压对各单元蓄电池进行充电管理；当交流输入异常时，单元蓄电池通过dc/dc变换器升压后进行放电管理。

2、目前，在充电管理和放电管理时，通常采用恒压限流或固定的下垂控制策略，然而，在实际应用场景中，并联型通信电源系统中蓄电池当采用不同厂家、不同新旧程度混合使用时，如果采用统一电压控制会导致内阻小的电池组过充或过放，长期运行会产生严重的偏流现象，甚至引发电池组过热失控，极大缩短了并联型通信电源系统的整体寿命，而且，现有技术通常通过调节下垂系数的大小来调控模块间的环流，如果增大下垂系数抑制模块间的环流，则会导致母线电压随负载波动剧烈，影响敏感通信设备的正常运行；如果减小下垂系数，则难以有效抑制模块间的无效环流，增加了系统损耗，从而导致并联型通信电源系统的能效与动态响应矛盾，因此，亟需一种新的充放电管理方法以至少解决上述部分问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于并联型通信电源系统的充放电管理方法，结合蓄电池分支的状态信息进行充放电管理，使得在充电或放电时根据各蓄电池分支的健康状态和荷电状态进行差异化电流分配，避免了健康电池因过载而过早衰减，也防止了老化电池因过流而发生热失控，延长并联型通信电源系统的寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于并联型通信电源系统的充放电管理方法，包括：

3、针对并联型通信电源系统进行多维状态感知，获取母线电参数信息和蓄电池分支的状态信息；

4、根据母线电参数信息分析判断交流电输入是否正常，得到分析判断结果，并根据分析判断结果确定充放电管理目标模式；

5、基于充放电管理目标模式结合蓄电池分支的状态信息确定dc/dc变换器控制指令；

6、将控制指令分发至对应的dc/dc变换器，使得dc/dc变换器按照控制指令执行充放电管理目标模式。

7、进一步地，所述母线电参数信息包括：母线电压和负载电流，通过分析判断母线电压和负载电流是否在正常范围内确定交流电的输入是否正常，得到分析判断结果；当分析判断结果为交流电输入正常时，充放电管理目标模式为充电模式，否则，充放电管理目标模式为放电模式。

8、进一步地，基于充放电管理目标模式结合蓄电池分支的状态信息确定dc/dc变换器控制指令，包括：

9、基于蓄电池分支的状态信息确定蓄电池分支的荷电状态和健康状态；

10、根据蓄电池分支的荷电状态和健康状态进行动态均流权重分析与确定，得到蓄电池分支的动态均流权重系数；

11、在充放电管理目标模式下结合蓄电池分支的动态均流权重系数确定蓄电池分支的控制目标；

12、根据所述蓄电池分支的控制目标以及对应dc/dc变换器的标识信息，确定dc/dc变换器控制指令。

13、进一步地，使得dc/dc变换器按照控制指令执行充放电管理目标模式时，将蓄电池分支的控制目标结合蓄电池分支的状态信息通过虚拟阻抗控制算法进行输入或输出调节，以使得蓄电池分支的支路电流分配比例与动态均流权重系数相匹配。

14、进一步地，当充放电管理目标模式为充电模式时，还根据蓄电池分支的状态信息进行健康状态阈值判断，并根据健康状态阈值分析判断结果对蓄电池分支的充电上限进行限制。

15、进一步地，将蓄电池分支的控制目标结合蓄电池分支的状态信息通过虚拟阻抗控制算法进行输入或输出调节时，还结合蓄电池分支的负载电流微分量进行控制模式调整。

16、进一步地，所述蓄电池分支的健康状态是在充电模式下根据所述蓄电池分支中蓄电池的电压和电流信息进行分析确定的。

17、进一步地，在蓄电池分支的控制模式调整为恒压模式，且电压稳定后，根据恒压模式下蓄电池分支中的蓄电池的状态信息进行蓄电池分支的健康状态更新。

18、进一步地，得到蓄电池分支的动态均流权重系数之后，还根据蓄电池分支的动态均流权重系数进行蓄电池分支的故障确定与保护。

19、进一步地，在所述dc/dc变换器按照所述控制指令执行所述充放电管理目标模式的过程中，将所述充放电管理目标模式、蓄电池分支的电压、电流及故障告警信息发送至显示模块进行循环显示。

20、本发明取得了如下有益效果：

21、本发明通过针对并联型通信电源系统进行多维状态感知使得不再依赖单一、固定的下垂系数进行充放电管理，结合母线电参数信息与蓄电池状态按照并联型通信电源系统中母线和蓄电池分支的实际情况按需充电或放电，精确控制各dc/dc变换器的输出，避免了健康电池因过载而过早衰减，也防止了老化电池因过流而发生热失控，延长并联型通信电源系统的寿命，同时在交流电异常或负载波动时，能够快速调节，保证母线电压的平滑稳定，保障敏感通信设备的正常运行。

22、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在申请文件中所特别指出的结构来实现和获得。

23、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种应用于并联型通信电源系统的充放电管理方法，其特征在于，所述充放电管理方法包括：

2.根据权利要求1所述的充放电管理方法，其特征在于，所述母线电参数信息包括：母线电压和负载电流，通过分析判断母线电压和负载电流是否在正常范围内确定交流电的输入是否正常，得到分析判断结果；当分析判断结果为交流电输入正常时，充放电管理目标模式为充电模式，否则，充放电管理目标模式为放电模式。

3.根据权利要求1所述的充放电管理方法，其特征在于，基于充放电管理目标模式结合蓄电池分支的状态信息确定dc/dc变换器控制指令，包括：

4.根据权利要求3所述的充放电管理方法，其特征在于，使得dc/dc变换器按照控制指令执行充放电管理目标模式时，将蓄电池分支的控制目标结合蓄电池分支的状态信息通过虚拟阻抗控制算法进行输入或输出调节，以使得蓄电池分支的支路电流分配比例与动态均流权重系数相匹配。

5.根据权利要求1-4任一所述的充放电管理方法，其特征在于，当充放电管理目标模式为充电模式时，还根据蓄电池分支的状态信息进行健康状态阈值判断，并根据健康状态阈值分析判断结果对蓄电池分支的充电上限进行限制。

6.根据权利要求4所述的充放电管理方法，其特征在于，将蓄电池分支的控制目标结合蓄电池分支的状态信息通过虚拟阻抗控制算法进行输入或输出调节时，还结合蓄电池分支的负载电流微分量进行控制模式调整。

7.根据权利要求3所述的充放电管理方法，其特征在于，所述蓄电池分支的健康状态是在充电模式下根据所述蓄电池分支中蓄电池的电压和电流信息进行分析确定的。

8.根据权利要求7所述的充放电管理方法，其特征在于，在蓄电池分支的控制模式调整为恒压模式，且电压稳定后，根据恒压模式下蓄电池分支中的蓄电池的状态信息进行蓄电池分支的健康状态更新。

9.根据权利要求3所述的充放电管理方法，其特征在于，得到蓄电池分支的动态均流权重系数之后，还根据蓄电池分支的动态均流权重系数进行蓄电池分支的故障确定与保护。

10.根据权利要求1所述的充放电管理方法，其特征在于，在所述dc/dc变换器按照所述控制指令执行所述充放电管理目标模式的过程中，将所述充放电管理目标模式、蓄电池分支的电压、电流及故障告警信息发送至显示模块进行循环显示。