[发明专利]工业用户侧多功能电化学储能系统与运行控制方法

权利要求书

1.一种工业用户侧多功能电化学储能系统，其特征在于，所述电化学储能系统的工作模式包括：电压质量治理模式、电流质量治理模式、充放电模式和待机模式；

如果所述工作模式为所述充放电模式，通过能量储存系统的电池管理系统均衡各个电池簇和电池组之间的能量，并且计算分析电池的荷电状态和健康状态；同时，通过所述充放电模式与外部的电网进行电量交换；

如果所述工作模式为所述电流质量治理模式，确定所述能量储存系统中的各个电池簇的健康状态数值；基于所述健康状态数值确定目标电池簇；所述目标电池簇通过三相逆变器基于派克逆变换产生的电流补偿量向负荷输入补偿电流；

如果所述工作模式为所述充放电模式或所述电压质量治理模式，实际输出电流经过派克变换后，基于滤波器电感得到电压补偿分量，基于所述电压补偿分量进行充放电或电压质量治理；所述电化学储能系统包括：第一隔离开关、第二隔离开关、双向晶闸管、旁路开关、LCL滤波器、三相逆变器和能量储存系统；

外部的电网、所述第一隔离开关、所述双向晶闸管、所述第二隔离开关和外部的负荷依次连接；

所述旁路开关设置于第一连接点与第二连接点之间；其中，所述电网和所述第一隔离开关通过所述第一连接点连接，所述双向晶闸管和所述第二隔离开关通过所述第二连接点连接；

所述第二连接点、所述LCL滤波器、所述三相逆变器和所述能量储存系统依次连接；

所述三相逆变器采用三电平二极管箝位型拓扑。

2.根据权利要求1所述的电化学储能系统，其特征在于，所述能量储存系统为磷酸铁锂电池的储能系统，所述能量储存系统包括：电池簇和电池管理系统；

其中，所述电池簇包括电池组和开关盒，所述电池组包括多个串联或并联的单体电池。

3.根据权利要求2所述的电化学储能系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：电池模组管理单元、电池簇管理单元和电池阵列管理单元；

所述电池模组管理单元用于采集所述电池组的电芯数据，基于所述电芯数据确定所述电池组的基础状态，并基于所述电池组的基础状态控制所述电池组；

所述电池簇管理单元用于获取多个所述电池模组管理单元发送的数据，基于多个所述电池模组管理单元发送的数据生成所述电池簇的数据，基于所述电池簇的数据确定所述电池簇的基础状态，并基于所述电池簇的基础状态控制所述电池簇；

所述电池阵列管理单元用于获取多个所述电池簇管理单元发送的数据，基于多个所述电池簇管理单元发送的数据生成所述能量储存系统的数据，基于所述能量储存系统的数据确定所述电化学储能系统的基础状态，并基于所述能量储存系统的基础状态控制所述电化学储能系统。

4.一种工业用户侧多功能电化学储能系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的电化学储能系统；所述方法包括：

确定所述电化学储能系统的工作模式；所述电化学储能系统的工作模式包括：电压质量治理模式、电流质量治理模式、充放电模式和待机模式；

如果所述工作模式为所述电压质量治理模式，断开所述电化学储能系统的旁路开关，所述电化学储能系统中的能量储存系统通过三相逆变器向外部的负荷供电；

如果所述工作模式为所述电流质量治理模式，保持所述旁路开关正向导通，外部的电网向所述负荷供电，并且，所述能量储存系统中的部分电池组通过所述三相逆变器向所述负荷输入补偿电流；

如果所述工作模式为所述充放电模式，通过所述能量储存系统的电池管理系统均衡各个电池簇和电池组之间的能量，并且计算分析电池的荷电状态和健康状态；同时，通过所述充放电模式与外部的电网进行电量交换；

如果所述工作模式为所述待机模式，将所述能量储存系统中的部分开关盒断开，以使所述能量储存系统与所述电网无功率切换；

所述能量储存系统中的部分电池组通过所述三相逆变器向所述负荷输入补偿电流的步骤，包括：确定所述能量储存系统中的各个电池簇的健康状态数值；基于所述健康状态数值确定目标电池簇；所述目标电池簇通过所述三相逆变器基于派克逆变换产生的电流补偿量向所述负荷输入补偿电流；

如果所述工作模式为所述充放电模式或所述电压质量治理模式，实际输出电流经过派克变换后，基于滤波器电感得到电压补偿分量，基于所述电压补偿分量进行充放电或电压质量治理。