多簇电池的并联控制方法和多簇电池并联控制系统与流程

本技术涉及储能领域，具体涉及一种多簇电池的并联控制方法和多簇电池并联控制系统。

背景技术：

1、目前，在无独立dc/dc变换器的多簇电池直接并联系统中，现有方案大多采用静态出厂参数加各簇独立分散决策的开环控制架构，导致生命周期内面临并机基准不准确、安全防护缺失以及电网冲突等问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提出一种多簇电池的并联控制方法和多簇电池并联控制系统，旨在改善现有控制策略在无变换器多簇直接并联系统中的并机基准失准、安全防护缺失与电网响应冲突的问题。

2、本技术提出一种多簇电池的并联控制方法，应用于无独立变换器的多簇电池直接并联系统，所述系统包括多个电池簇、直流母线、储能变流器以及控制模块，所述多个电池簇通过主接触器和预充回路连接至所述直流母线，所述多簇电池的并联控制方法包括：

3、以事件驱动方式在线识别并更新所述主接触器的动作延时和主回路等效阻抗，替代静态出厂标定值，为后续并联决策提供参数基准；

4、对脱离充放电后的电池簇剥离其极化电压分量以获取开路电压；在极化剥离失败的情况下，通过所述储能变流器施加微功率扰动以在线标定获取所述开路电压；

5、同一时刻仅允许单簇电池执行并机操作，基于所述参数基准及所述开路电压与母线电压的电压差，对所述单簇电池执行多级并机决策；

6、其中，在所述储能变流器执行电网调度期间，基于所述母线电压的轨迹确定执行多级并机决策的时机；

7、在接收到电网紧急指令的情况下，中止执行多级并机决策并断开所有操作中的主接触器；

8、在多级并机决策执行完成后，对充电功率和放电功率分别独立限制，以限制速率大于恢复速率的方式进行功率削减与恢复。

9、可选地，所述主接触器的动作延时通过以下方式更新：

10、记录所述主接触器的闭合指令发出时刻至主回路电流首次建立时刻的时间差作为本次动作延时的测量值；

11、获取所述主接触器的线圈的温度，将所述测量值按所述温度归一化至预设的参考温度；

12、将归一化后的测量值经滤波处理，得到更新后的所述主接触器的动作延时。

13、可选地，所述主回路等效阻抗通过以下方式更新：

14、检测电池簇支路中的电流变化，在电流变化量在预设时间窗口内超过预设变化量的情况下，确定出现电流阶跃事件；

15、获取所述电流阶跃事件发生前后各一帧的电流值的差值，以及所述电流阶跃事件发生前后各一帧的电池簇端电压与所述母线电压的电压差；

16、将所述电压差与所述电流值的差值之比作为测量值；

17、对所述测量值进行有效性校验，丢弃未通过校验的测量值，将通过校验的测量值经滤波处理，得到更新后的主回路等效阻抗；

18、其中，所述主回路等效阻抗的更新公式为：

19、

20、为所述电流阶跃事件发生后一帧的电池簇端电压与所述母线电压的电压差，为所述电流阶跃事件发生前一帧的电池簇端电压与所述母线电压的电压差，为所述电流阶跃事件发生前后各一帧的电流值的差值，为所述主回路等效阻抗。

21、可选地，所述对脱离充放电后的电池簇剥离其极化电压分量以获取开路电压包括：

22、在电池簇脱离充放电状态后，获取在预设时长内电池簇的端电压随时间变化的序列；

23、以电压值随时间的指数衰减关系为模型，对所述端电压进行拟合，求解该模型的待定参数，所述待定参数至少包括所述电池簇的开路电压。

24、可选地，所述在极化剥离失败的情况下，通过所述储能变流器施加微功率扰动以在线标定获取所述开路电压包括：

25、将待标定的电池簇与储能变流器连接；

26、通过储能变流器向待标定电池簇施加至少两次不同幅值的功率脉冲，所述功率脉冲的持续时间小于预设的时间阈值；

27、获取所述功率脉冲施加期间的电压响应值和电流响应值；

28、基于所述电压响应值与所述电流响应值之间的线性关系，联立求解得到所述开路电压。

29、可选地，所述同一时刻仅允许一个电池簇执行并机操作，基于所述参数基准及所述开路电压与母线电压的电压差，对该单簇电池执行多级并机决策包括：

30、在所述母线电压不为零的情况下，基于所述电压差由小到大的顺序确定电池簇的并机优先级；

31、基于所述优先级依次向所述多个电池簇分配并机执行权，仅持有执行权的电池簇允许进入并机操作；

32、在电池簇完成并机后，重新测量母线电压并重新计算所有尚未并机的电池簇的电压差，据此更新剩余的并机优先级顺序。

33、可选地，在所述母线电压为零的情况下，从所述多个电池簇中选取一个作为先锋簇；

34、通过所述先锋簇的预充回路对直流母线进行限流充电以建立母线电压；

35、在所述母线电压建立成功后，将其余电池簇依次并入母线；

36、在所述先锋簇建压失败的情况下，顺延选取下一电池簇作为先锋簇重新尝试建立母线电压。

37、可选地，所述多级并机决策包括以下三级判定：

38、在所述电压差小于或等于预设的第一阈值的情况下，经所述主接触器动作延时补偿后直接闭合所述主接触器完成并机；

39、在所述电压差大于所述预设的第一阈值且小于或等于预设的第二阈值的情况下，先闭合预充接触器，通过预充电阻对所述电压差进行限流，在所述电压差衰减至所述第一阈值后，再闭合所述主接触器并断开预充接触器完成切换；

40、在所述电压差大于所述预设的第二阈值的情况下，将电池簇置入等待队列暂不并机。

41、可选地，所述在所述储能变流器执行电网调度期间，基于所述母线电压的轨迹确定执行多级并机决策的时机包括：

42、在储能变流器执行电网调度指令期间，获取母线电压；

43、基于所述母线电压在滑动时间窗口内的变化趋势，确定所述母线电压的变化速率；

44、基于所述母线电压和所述变化速率，确定所述母线电压在预设时间段内的预测轨迹；

45、将所述预测轨迹与所述开路电压相等的时刻作为零压差交叉时刻；

46、在所述零压差交叉时刻之前，提前一个所述动作延时发出主接触器闭合指令。

47、本技术还提出一种多簇电池并联控制系统，所述多簇电池并联控制系统包括控制模块和储能变流器，所述控制模块被配置为执行如上述任意一项所述的多簇电池的并联控制方法。

48、本技术提出一种多簇电池的并联控制方法，应用于无独立变换器的多簇电池直接并联系统，所述系统包括多个电池簇、直流母线、储能变流器以及控制模块，所述多个电池簇通过主接触器和预充回路连接至所述直流母线，所述多簇电池的并联控制方法包括：以事件驱动方式在线识别并更新所述主接触器的动作延时和主回路等效阻抗，替代静态出厂标定值，为后续并联决策提供参数基准；对脱离充放电后的电池簇剥离其极化电压分量以获取开路电压；在极化剥离失败的情况下，通过所述储能变流器施加微功率扰动以在线标定获取所述开路电压；同一时刻仅允许单簇电池执行并机操作，基于所述参数基准及所述开路电压与母线电压的电压差，对所述单簇电池执行多级并机决策；其中，在所述储能变流器执行电网调度期间，基于所述母线电压的轨迹确定执行多级并机决策的时机；在接收到电网紧急指令的情况下，中止执行多级并机决策并断开所有操作中的主接触器；在多级并机决策执行完成后，对充电功率和放电功率分别独立限制，以限制速率大于恢复速率的方式进行功率削减与恢复。

49、通过上述设置，通过在线更新接触器动作延时与主回路等效阻抗以替代静态出厂参数、剥离极化电压或在线微功率扰动以获取真实开路电压、同一时刻仅允许单簇执行并机操作并在电网调度期间基于母线电压轨迹确定并机时机，以及以限制速率大于恢复速率的非对称方式进行功率削减与恢复，实现了并机全过程中电压基准的可靠校准、并机操作的串行化安全执行、并机与电网调度的并行协同以及稳态运行时边界功率的稳定控制，从而改善了现有方案在无变换器多簇直接并联系统中存在的并机基准不准确、安全防护缺失与电网响应冲突的问题。