一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)儲能電池充電控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]直流屏系統(tǒng)為直流電源操作系統(tǒng)的簡稱，其為發(fā)電廠或變電站中控制負(fù)荷、動力負(fù)荷及直流事故照明負(fù)荷等提供直流電壓，是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制及保護(hù)的基礎(chǔ)。直流屏系統(tǒng)是一種全新的數(shù)字化控制、保護(hù)、管理、測量的新型直流系統(tǒng)，為遠(yuǎn)程檢測和控制提供了強(qiáng)大的功能，并具有遙控、遙調(diào)、遙測、遙信功能和遠(yuǎn)程通訊接口，其包括充電柜、充電模塊、監(jiān)控模塊、電池組及降壓硅鏈等單元。
[0003]電池組為直流屏系統(tǒng)的核心組成部件，其主要用于市電斷電時直流供電輸出，或通過UPS逆變轉(zhuǎn)換成交流電為交流設(shè)備供電。當(dāng)前電網(wǎng)供電直流系統(tǒng)中電池組主要采用鎳鎘蓄電池和鉛酸蓄電池，但這兩種電池缺點(diǎn)在于污染環(huán)境、低溫放電性能差、維護(hù)工作量大等，因此逐漸被磷酸鐵鋰電池所替代。現(xiàn)有技術(shù)中，采用磷酸鐵鋰電池組成的電池組，由于在長期使用過程中，電池組內(nèi)電池單體之間會形成電壓差，并缺乏調(diào)節(jié)電壓差的機(jī)制，因此容易使得電池組使用壽命大大地縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法及系統(tǒng)，能夠在電池組充電過程中，有效的均衡電池組內(nèi)電池單體之間的電壓差，提高電池單體和電池組的容量可用率，并有效的延長電池組的使用壽命。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法，其在由多個電池單體組成的電池組通過外接充電裝置進(jìn)行充電的過程中實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:
獲取電池組內(nèi)各電池單體電壓，并將所述獲取到的各電池單體電壓中的最大值作為參考值；
根據(jù)所述參考值，確定所述電池組當(dāng)前進(jìn)入的控制模式，并根據(jù)所述確定的當(dāng)前控制模式來調(diào)節(jié)所述電池組內(nèi)各電池單體電壓；其中，所述控制模式包括充電控制模式和均衡控制模式；
所述充電控制模式為所述參考值小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時，在預(yù)定的一個或多個充電控制方案中，得到與所述參考值相對應(yīng)的充電控制方案并執(zhí)行；
所述均衡控制模式為所述參考值大于所述預(yù)設(shè)的第一電壓閾值，且小于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，獲取均衡指令并開啟均衡。
[0006]其中，所述方法進(jìn)一步包括:
待所述得到的充電控制方案執(zhí)行完畢后，當(dāng)檢測到所述電池組內(nèi)當(dāng)前充電電流大于預(yù)設(shè)的比較值時，則重新獲取所述電池組內(nèi)各電池單體電壓，且將所述重新獲取到的各電池單體電壓中的最大值作為所述參考值后，重新確定所述電池組當(dāng)前進(jìn)入的充電模式。
[0007]其中，所述方法進(jìn)一步包括:
待所述得到的充電控制方案執(zhí)行完畢后，當(dāng)檢測到所述電池組內(nèi)當(dāng)前充電電流小于所述預(yù)設(shè)的比較值時，則讓所述電池組進(jìn)入浮充階段。
[0008]其中，所述充電控制方案包括第一充電控制方案、第二充電控制方案、第三充電控制方案及第四充電控制方案；其中，
所述第一充電控制方案具體為:當(dāng)所述參考值小于所述預(yù)設(shè)的第一電壓閾值，且大于等于預(yù)設(shè)的第三電壓閾值時，以預(yù)設(shè)的第一充電電流對所述電池組進(jìn)行恒流均充，待所述電池組電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的均充電壓后終止，并以所述預(yù)設(shè)的充電電壓對所述電池組進(jìn)行一定時間的恒壓充電；
所述第二充電控制方案具體為:當(dāng)所述參考值小于所述預(yù)設(shè)的第三電壓閾值，且大于等于預(yù)設(shè)的第四電壓閾值時，以預(yù)設(shè)的第二充電電流對所述電池組進(jìn)行恒流均充，待所述電池組電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的均充電壓后終止，并以所述預(yù)設(shè)的充電電壓對所述電池組進(jìn)行一定時間的恒壓充電；
所述第三充電控制方案具體為:當(dāng)所述參考值小于所述預(yù)設(shè)的第四電壓閾值，且大于等于預(yù)設(shè)的第五電壓閾值時，以預(yù)設(shè)的第三充電電流對所述電池組進(jìn)行恒流均充，待所述電池組電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的均充電壓后終止，并以所述預(yù)設(shè)的充電電壓對所述電池組進(jìn)行一定時間的恒壓充電；
所述第四充電控制方案具體為:當(dāng)所述參考值小于所述預(yù)設(shè)的第五電壓閾值時，以預(yù)設(shè)的第四充電電流對所述電池組進(jìn)行恒流均充，待所述電池組電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的均充電壓后終止，并以所述預(yù)設(shè)的充電電壓對所述電池組進(jìn)行一定時間的恒壓充電。
[0009]其中，所述獲取均衡指令并開啟均衡的具體步驟包括:
根據(jù)所述獲取到的電池組內(nèi)各電池單體電壓，計(jì)算出所述電池組內(nèi)電池單體的第一平均電壓；
對所述電池組內(nèi)電壓高于所述第一平均電壓的電池單體進(jìn)行降壓，直至所述下降壓的各電池單體電壓中的最大值滿足預(yù)定的第一條件為止。
[0010]其中，所述方法進(jìn)一步包括:
當(dāng)所述參考值大于所述預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，結(jié)束所述電池組充電，并降低所述電池組輸出電壓。
[0011]其中，所述電池組的輸出電壓降至為所述電池組額定電壓的95%。
[0012]其中，所述方法進(jìn)一步包括:
獲取所述電池組充電結(jié)束后各電池單體電壓，計(jì)算出所述電池組充電結(jié)束后電池單體的第二平均電壓；
對所述電池組充電結(jié)束后電壓高于所述第二平均電壓的電池單體根據(jù)預(yù)定的第二條件進(jìn)行降壓。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的系統(tǒng)，其在由多個電池單體組成的電池組通過外接充電裝置進(jìn)行充電的過程中實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括:
參考值計(jì)算單元，用于獲取電池組內(nèi)各電池單體電壓，并將所述獲取到的各電池單體電壓中的最大值作為參考值； 控制及均衡單元，用于根據(jù)所述參考值，確定所述電池組當(dāng)前進(jìn)入的控制模式，并根據(jù)所述確定的當(dāng)前控制模式來調(diào)節(jié)所述電池組內(nèi)各電池單體電壓；其中，所述控制模式包括充電控制模式和均衡控制模式；
所述充電控制模式為所述參考值小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時，在預(yù)定的一個或多個充電控制方案中，得到與所述參考值相對應(yīng)的充電控制方案并執(zhí)行；
所述均衡控制模式為所述參考值大于所述預(yù)設(shè)的第一電壓閾值，且小于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，獲取均衡指令并開啟均衡。
[0014]其中，所述系統(tǒng)還包括:
充電結(jié)束單元，用于當(dāng)所述參考值大于所述預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，結(jié)束所述電池組充電，并降低所述外接充電裝置輸出給所述電池組充電的電壓。
[0015]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:
在本發(fā)明實(shí)施例中，由于在電池組充電過程中，可通過判別電池組內(nèi)電池單體電壓中的最大值來確定電池組當(dāng)前進(jìn)入的控制模式，并根據(jù)當(dāng)前電池組進(jìn)入的控制模式來調(diào)節(jié)電池單體電壓，從而有效的均衡電池組內(nèi)電池單體之間的電壓差，提高電池單體和電池組的容量可用率，并有效的延長電池組的使用壽命。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法應(yīng)用場景的流程圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)直流屏系統(tǒng)中電池充電均衡控制的方法，其在由多個電池單體組成的電池組通過外接充電裝置進(jìn)行充電的過程中實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:
步驟S101、獲取電池組內(nèi)各電池單體電壓，并將所述獲取到的各電池單體電壓中的最大值作為參考值；
步驟S102、根據(jù)所述參考值，確定所述電池組當(dāng)前進(jìn)入的控制模式，并根據(jù)所述確定的當(dāng)前控制模式來調(diào)節(jié)所述電池組內(nèi)各電池單體電壓；其中，所述控制模式包括充電控制模式和均衡控制模式；所述充電控制模式為所述參考值小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時，在預(yù)定的一個或多個充電控制方案中，得到與所述參考值相對應(yīng)的充電控制方案并執(zhí)行；所述均衡控制模式為