[发明专利]一种模块化并联储能系统及并联调度管理方法

说明书

一种模块化并联储能系统及并联调度管理方法，包括储能变流器模块、蓄电池模块、总控模块和能源管理模块；若干个蓄电池模块分别连接若干储能变流器模块，每个储能变流器模块均连接到总控模块，总控模块连接能源管理模块，能源管理模块负责调度管理总控模块以及储能变流器模块。本发明对模块化并联储能系统中的储能变流器进行轮休调度，在非满功率运行时储能变流器模块轮流工作，有效地延长了储能变流器的寿命。

技术领域

本发明属于储能系统技术领域，特别涉及一种模块化并联储能系统及并联调度管理方法。

背景技术

模块化并联运行已经成为目前储能系统重要的发展趋势，也是集中式供电向分布式供电模式发展的一项关键技术。变流器系统模块化可以实现N+1冗余并联运行，其中任意模块都可以退出系统运行，其余模块正常满功率运行。储能变流器和蓄电池是储能系统中的重要组成部分，这两部分的使用寿命是决定整个储能系统成本的根本因素。蓄电池的使用寿命最终取决于其本身循环充放电次数，而变流器的使用寿命则取决于其所使用器件的寿命。

目前模块化并联储能变流器大部分都采用功率均分工作模式，即不论是否满功率运行，所有模块均分系统功率，因此在此工作模式下，变流器一直处于工作状态，蓄电池也一直在充电或者放电，这样就会导致整个储能系统使用寿命低。此外，由于电路参数的差异或者其他因素造成的各变流器模块的输出特性差异，变流器并联将会产生环流，环流抑制也是模块化并联的关键技术。虽然国内外提出了各种方案抑制环流但在实际应用中，随着模块数量的增多，环流抑制效果就会变差。这样就会降低变流器的效率，严重影响输出波形质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化并联储能系统及并联调度管理方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种模块化并联储能系统，包括储能变流器模块、蓄电池模块、总控模块和能源管理模块；若干个蓄电池模块分别连接若干储能变流器模块，每个储能变流器模块均连接到总控模块，总控模块连接能源管理模块，能源管理模块负责调度管理总控模块以及储能变流器模块。

进一步的，若干储能变流器模块均连接到交流母线，储能变流器模块和交流母线之间设置有负载。

进一步的，储能变流器模块为双向DCDC以及双向DCAC组成的2级拓扑，实现能量从蓄电池到交流负载或者电网之间的能量转换，与总控模块、能源管理模块相互通信。

进一步的，总控模块实现对多个储能变流器均流控制，完成对多个储能变流器的信息汇总，与能源管理模块通信。

进一步的，能源管理模块负责对整个储能系统进行调度，完成对蓄电池的精细化管理。

进一步的，一种模块化并联储能系统的并联调度管理方法，包括以下步骤：

步骤1，总控模块采集储能系统交直流侧总电流及电压，用于计算储能系统运行功率P，总控模块将计算总功率上传到能源管理模块；

步骤2，假设储能系统由N个储能变流器并联组成，每个储能变流器的额定功率均为P₀，则此时需要开机运行的模块数为M≥P/P₀，则在初试时刻能源管理模块调度前M个模块开机运行，此时前M-1个模块处于额定功率运行状态；

步骤3，对于储能系统内部所使用电子元器件，其使用寿命、功率损耗、输出特性都和温度有密切关系。根据储能系统内部所使用电子元器件的使用寿命、功率损耗、输出特性都和温度的特性关系，储能系统设定最佳运行温度阈值；所述N个储能变流器具有实时采集内部环温并将环温传送到能源管理模块的能力，当第i个模块实时温度大于所设定温度阈值时，此时就进入轮休调度状态。