[发明专利]能量存储的控制器、包括该控制器的系统及其使用方法

说明书

提供了一种电能存储系统、控制器及其使用方法。该系统包括并联连接的电池组、一个或多个电池功率管理单元、一个或多个功率转换器和控制器。所述控制器包括一个或多个处理器和编码有一个或多个程序的至少一个有形的非暂时性机器可读介质，所述程序被配置为执行用于放电或充电的步骤。该步骤包括：从每个电池组读取包括健康状态(SOH)和充电状态(SOC)的数据，将相应的电池组与相应的功率转换器连接；从能量管理系统接收功率命令，基于SOH、SOC的所述数据和所述功率命令，计算每个电池组的相应功率比，以及基于每个电池组的功率比，从电池组放电到电网或充电到电池组。

技术领域

本公开主要涉及用于能量存储的系统和方法。更具体地，所公开的主题涉及用于固定式能量存储的控制器、包括该控制器的系统以及用于控制固定式能量存储的方法。

背景技术

由于对环境问题(如全球变暖)的关注增加，清洁和可再生能源变得更加重要。这些能源包括太阳能和风能以及可充电电池。可再生能源是不灵活的，因为它们不能在需要时被调度以满足能量消费者的不断变化的需求。能量存储系统预期解决这种灵活性挑战。固定能量存储系统可以存储能量并且当需要时以电的形式释放能量。

发明内容

本公开提供了一种用于电能存储系统的控制器、包括这种控制器的电能存储系统及其使用方法。该系统可以被称为分布式功率能量存储系统(DPESS)。所述控制器使用多源输入智能技术(MIST)，并且可以被称为MIST控制器。

根据一些实施例，电能存储系统包括并联连接的多个电池组、一个或多个电池功率管理单元(BPMU)、一个或多个功率转换器和控制器。每个BPMU与一个或多个电池组连接，并且被配置为监视和控制所述一个或多个电池组或相应的电池组。每个功率转换器或称为功率转换系统(PCS)设备与至少一个电池组耦合，并且被配置为将来自相应电池组的直流(DC)转换为交流(AC)或反之亦然。

所述控制器使用多源输入智能技术(MIST)，并且包括一个或多个处理器和编码有一个或多个程序的至少一个有形的、非暂时性机器可读介质，所述程序被配置为执行用于放电或充电的步骤。在一些实施例中，这些步骤可以包括：从每个电池组读取包括健康状态(SOH)和充电状态(SOC)的数据，将相应的电池组与相应的功率转换器连接，从上级能量管理系统(EMS)接收功率命令，基于每个电池组的SOH和SOC以及来自所述EMS的所述功率命令，计算每个电池组的相应的功率比(power rate)，以及基于每个电池组的所述功率比，从多个电池组放电或向多个电池组充电。

在一些实施例中，所述多个电池组是选自新电池、二次使用的电动车辆(EV)电池或其组合的异质电池组。所用的EV电池可直接用于所述系统中，而无需预先选择或拆卸。每个电池组包括逆变器和在该电池组中的内部电池管理单元(BMU)。

在一些实施例中，所述控制器被配置为从每个电池组的逆变器和BMU读取所述数据并监视每个电池组的逆变器和BMU。这可以通过与每个电池组连接的每个相应BPMU来完成。

在一些实施例中，该系统还包括多个自动断路器。每个断路器可设置在电池组和相应的功率转换器之间，并且被配置为连接或断开相应的电池组和相应的功率转换器。

所述控制器被配置成以将功率从直流的所述多个电池组放电到交流的电网，或者将功率从所述电网充电到所述多个电池组。

在一些实施例中，所述控制器被配置为根据等式(1)和(2)计算每个电池组的相应的功率比(P_i)：

和

P_i＝min(P_iMax,P_T*a_i) (2),