基于动力电池的链式储能系统的自适应控制方法 及系统
技术描述
本发明提供了一种基于动力电池的链式储能系统的自适应控制方法及系统，根据链式储能系统中电池组的剩余容量或开路电压‑荷电状态曲线得到电池组瞬时荷电状态；根据电池组瞬时荷电状态和有效量得到链式储能系统中各个功率模块的功率分配系数，及各个功率模块在充放电过程中需要承担的功率；采用链式变换器整体功率‑电流双闭环控制系统进行链式变换器的上层整体控制；在链式储能系统中各相第2～n个功率模块中引入n‑1个功率闭环控制模块功率，第2～n个功率模块调制波相位与各相参考电压相同，各相第1个功率模块的调制波由总调制波减去第2～n个功率模块调制波之和得到。在电池组参数差异较大的情况下仍能使各电池组同时达到设定的充放电截止状态，各功率模块实现独立的控制。
技术优势
该专利提出了一种基于动力电池的链式储能系统自适应控制方法及系统，具备显著的技术优势。其核心在于有效解决了退役动力电池在储能系统中参数不一致、容量衰退不同步的问题，实现了对电池组差异化的精准管理。 在控制策略上，该方法通过动力电池组参数在线估计，动态获取电池组瞬时荷电状态（SOC）和有效容量，为功率分配提供实时依据。其采用的分布式功率分配算法，根据各电池模块的SOC与有效容量，自适应地计算功率分配系数，确保在充放电过程中各模块按实际能力承担功率，从而有效防止电池组的过充或过放，延长电池寿命。 系统架构采用上层整体功率-电流双闭环控制与底层功率模块独立闭环控制相结合的方式。上层控制确保系统整体功率的稳定与精准，下层控制则在各相的第2至n个功率模块中引入独立的功率闭环控制，实现对各H桥功率单元的独立功率调节。这种设计既保证了系统的整体稳定性，又允许各电池模块根据自身状态独立运行，适应性极强。 此外，该技术直接利用退役动力电池模组，避免了复杂的电池筛选、拆解和重组过程，降低了对模组一致性的苛刻要求，简化了系统集成，显著提升了储能系统的经济性与可靠性，特别适合大规模、低成本的梯次利用储能场景。
效果指标
本专利技术具有广阔的产业化前景，主要面向电动汽车退役动力电池的梯次利用储能市场，符合国家推动循环经济与新能源发展的战略方向。 随着电动汽车产业的快速发展，未来几年将迎来动力电池的“退役潮”。这些电池通常仍保有初始容量的70%-80%，直接报废不仅浪费资源，还带来环境压力。本技术提供了一种高效、低成本的退役电池储能系统解决方案，能够将不同批次、不同衰减程度的电池组集成于链式储能系统中，通过自适应控制实现安全、高效运行，极大地提升了退役电池的剩余价值与经济性。 在产业化应用方面，该技术可广泛应用于电网侧储能、工商业储能、可再生能源电站配套储能及微电网等领域。其系统结构便于模块化扩展，易于根据实际需求进行功率和容量的灵活配置。同时，由于降低了对电池一致性的要求，可大幅减少电池筛选和重组成本，缩短项目部署周期，具有显著的成本优势和市场竞争力。 在政策层面，国家持续出台支持储能产业发展和动力电池回收利用的相关政策，为本技术的推广提供了良好的外部环境。该技术不仅有助于推动储能系统的大规模应用，也为动力电池全生命周期管理提供了可行的技术路径，预期将在构建绿色、高效、可持续的新型电力系统中发挥重要作用，市场潜力巨大。