儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組，將各電壓均衡模組連接至儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，各電壓均衡模組將自身的配置狀態(tài)信息以數(shù)據(jù)報文形式發(fā)送至通信網(wǎng)絡，然后接收其它電壓均衡模組發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，控制自身模組整體電壓的充放電，實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。由于各電壓均衡模組是利用接收到的數(shù)據(jù)報文實現(xiàn)模組間的電壓均衡，因此，只需將各電壓均衡模組連接至通信網(wǎng)絡，當儲能系統(tǒng)需要增加或是減少電壓均衡模組的數(shù)量時，各電壓均衡模組接收到的數(shù)據(jù)報文的數(shù)量也會相應變化，因此，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，即可實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。
【專利說明】儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電壓均衡控制【技術領域】，更具體的說，涉及一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組。
【背景技術】
[0002]目前，由超級電容器串聯(lián)組成的儲能系統(tǒng)，當串聯(lián)的超級電容器數(shù)量較少時，一般將各超級電容器與電壓均衡控制裝置連接，然后由電壓均衡控制裝置實現(xiàn)各超級電容器的電壓均衡。當串聯(lián)的超級電容器的數(shù)量較多時，由于超級電容器串聯(lián)的組成規(guī)模變大、布線更復雜，因此依靠單一的電壓均衡裝置實現(xiàn)各超級電容器的電壓均衡過程也更加復雜。
[0003]針對由較多數(shù)量的超級電容器串聯(lián)組成的儲能系統(tǒng)，目前多采用模塊化的超級電容器電壓均衡裝置，即電壓均衡模組。電壓均衡模組由8路串聯(lián)的超級電容器和連接8路串聯(lián)的超級電容器的電壓均衡電路組成，負責自身控制的超級電容器的電壓均衡的實現(xiàn)。由于各電壓均衡模組無法實現(xiàn)模組之間的電壓均衡，因此，需將各電壓均衡模組與一個集中控制裝置連接，由集中控制裝置控制模組之間的電壓均衡。
[0004]但是，集中控制裝置只能實現(xiàn)特定數(shù)量的電壓均衡模組的電壓均衡，當儲能系統(tǒng)需要增加或是減少電壓均衡模組的數(shù)量時，就需要重新設計整個儲能系統(tǒng)，更改集中控制裝置中的控制參數(shù)，從而導致整個控制過程繁瑣且浪費時間。因此，如何在電壓均衡模組的數(shù)量發(fā)生變化時，減少控制過程的繁瑣操作，節(jié)省時間是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組，以實現(xiàn)在電壓均衡模組的數(shù)量發(fā)生變化時，減少控制過程的繁瑣操作，節(jié)省時間。
[0006]一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法，儲能系統(tǒng)包括多個電壓均衡模組，各所述電壓均衡模組連接至所述儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，所述控制方法應用于各所述電壓均衡模組，包括步驟:
[0007]獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)；
[0008]將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文；
[0009]將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡；
[0010]接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文；
[0011]按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲；
[0012]將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)；
[0013]判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)；
[0014]若所述當前工作狀態(tài)為可用狀態(tài)，則獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓，所述有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組；
[0015]求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差；
[0016]判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間；
[0017]若所述平均電壓在所述運行電壓區(qū)間，則判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差；
[0018]若所述最大壓差大于所述最大允許壓差，則使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類；
[0019]選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象；
[0020]依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)；
[0021]若在所述均衡對象范圍內(nèi)，則采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并開啟自身的充電功能或放電功能；
[0022]若不在所述均衡對象范圍內(nèi)，則保持自身的充電功能或放電功能關閉。
[0023]優(yōu)選的，所述選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象包括:
[0024]判斷自身具有充電功能還是具有放電功能；
[0025]若自身具有充電功能，則將所述較低電壓類作為均衡對象；
[0026]若自身具有放電功能，則將所述較高電壓類作為均衡對象。
[0027]優(yōu)選的，當將所述較低電壓類作為均衡對象時，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
[0028]優(yōu)選的，所述將所述較高電壓類作為均衡對象的判斷過程包括:
[0029]判斷所述較高電壓類的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量；
[0030]若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0031]若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量不大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0032]優(yōu)選的，當將所述較高電壓類作為均衡對象時，與放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
[0033]一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)包括多個電壓均衡模組，各所述電壓均衡模組連接至所述儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，所述控制系統(tǒng)應用于各所述電壓均衡模組，包括:
[0034]第一獲取單元，用于獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)；
[0035]生成單元，用于將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文；
[0036]發(fā)送單元，用于將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡；
[0037]接收單元，用于接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文；
[0038]存儲單元，用于按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲；
[0039]設置單元，用于將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)；
[0040]第一判斷單元，用于判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)；
[0041]第二獲取單元，用于若所述當前工作狀態(tài)為可用狀態(tài)，則獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓，所述有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組；
[0042]第一求取單元，用于求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差；
[0043]第二判斷單元，用于判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間；
[0044]第三判斷單元，用于若所述平均電壓在所述運行電壓區(qū)間，則判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差；
[0045]歸類單元，用于若所述最大壓差大于所述最大允許壓差，則使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類；
[0046]選取單元，用于選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象；
[0047]第四判斷單元，用于依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)；
[0048]第二求取單元，用于若在所述均衡對象范圍內(nèi)，則采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并并開啟自身的充電功能或放電功能；
[0049]保持單元,用于若不在所述均衡對象范圍內(nèi)，則保持自身的充電功能或放電功能關閉。
[0050]優(yōu)選的,所述選取單元包括:
[0051]第一判斷子單元，用于判斷自身具有充電功能還是具有放電功能；
[0052]第一選取子單元，用于若自身具有充電功能，則將所述較低電壓類作為均衡對象；
[0053]第二選取子單元，用于若自身具有放電功能，則將所述較高電壓類作為均衡對象。
[0054]優(yōu)選的，當將所述較低電壓類作為均衡對象時，在所述第二求取單元中，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
[0055]優(yōu)選的，所述第二選取子單元包括:
[0056]第二判斷子單元，用于判斷所述較高電壓類的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量；
[0057]第三選取子單元，用于若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0058]第四選取子單元，用于若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量不大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0059]優(yōu)選的，當將所述較高電壓類作為均衡對象時，在所述第二求取單元中，與所述放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
[0060]一種電壓均衡模組，包括上述任意一項所述的儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)。
[0061]從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供了一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組，將各電壓均衡模組連接至儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，各電壓均衡模組將自身的配置狀態(tài)信息以數(shù)據(jù)報文形式發(fā)送至通信網(wǎng)絡，然后接收其它電壓均衡模組發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，并將與已接收到的數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，控制自身模組整體電壓的充放電，實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。由于各電壓均衡模組是利用接收到的數(shù)據(jù)報文實現(xiàn)模組間的電壓均衡，因此，只需將各電壓均衡模組連接至通信網(wǎng)絡，當儲能系統(tǒng)需要增加或是減少電壓均衡模組的數(shù)量時，各電壓均衡模組接收到的數(shù)據(jù)報文的數(shù)量也會相應變化，因此，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，即可實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。本申請相比現(xiàn)有技術而言，將模組之間的電壓均衡控制交由每個電壓均衡模組控制，從而省去了集中控制裝置，進而減少了由于重新設計整個儲能系統(tǒng)，更改集中控制裝置中的控制參數(shù)而導致的控制過程繁瑣、時間浪費的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0062]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0063]圖1為本發(fā)明實施例公開的一種儲能系統(tǒng)的結構示意圖；
[0064]圖2為本發(fā)明實施例公開的一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法流程圖；
[0065]圖3為本發(fā)明實施例公開的一種將較高電壓類作為均衡對象的判斷過程流程圖；
[0066]圖4為本發(fā)明實施例公開的一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)的結構示意圖；
[0067]圖5為本發(fā)明實施例公開的一種第二選取子單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0068]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0069]本發(fā)明實施例公開了一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法、系統(tǒng)及電壓均衡模組，以實現(xiàn)在電壓均衡模組的數(shù)量發(fā)生變化時，減少控制過程的繁瑣操作，節(jié)省時間。
[0070]參見圖1，本發(fā)明實施例公開了一種儲能系統(tǒng)的結構示意圖，儲能系統(tǒng)中包括多個電壓均衡模組01，各電壓均衡模組01連接至儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡02中。
[0071]其中，通信網(wǎng)絡02具體可以為CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡)通信網(wǎng)絡，或是以太網(wǎng)，或是RS485等網(wǎng)絡。
[0072]參見圖2，本發(fā)明實施例公開了一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法流程圖，該控制方法應用于圖1公開的實施例中各電壓均衡模組01，包括步驟:
[0073]步驟S11、獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)；
[0074]其中，身份標識號碼(Identity，ID)通過設置電壓均衡模組01內(nèi)的撥碼開關得到。
[0075]電壓均衡模組01的當前工作狀態(tài)包括當前可用狀態(tài)和當前不可用狀態(tài)。
[0076]步驟S12、將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文；
[0077]步驟S13、將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡；
[0078]步驟S14、接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組01在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文；
[0079]其中，預設時間段依據(jù)實際需要而定，例如ls，本發(fā)明不做限定。
[0080]各電壓均衡模組01每隔預設時間段都會接收到其它電壓均衡模組01發(fā)送的數(shù)據(jù)報文。
[0081]步驟S15、按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲；
[0082]身份標識號碼中包括有電壓均衡模組01的編碼，按照該編碼大小可以將數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序依次進行存儲。
[0083]預設順序可以為按照編碼大小由大到小排序，或是由小到大排序。
[0084]步驟S16、將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組01的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)；
[0085]可以理解的是，若接收到某個電壓均衡模組01發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，則表明該電壓均衡模組01當前處于激活狀態(tài)，為實現(xiàn)對其它各電壓均衡模組01當前狀態(tài)的標記，將與已接收到的數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組01的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)。同時，也可以將未接收到其數(shù)據(jù)報文的電壓均衡模組01的狀態(tài)設置為未激活狀態(tài)。
[0086]步驟S17、判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)，如果是，則執(zhí)行步驟S18 ；
[0087]步驟S18、獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓；
[0088]其中，有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組。
[0089]步驟S19、求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差；
[0090]其中，壓差指的是任意兩個有效電壓均衡模組間的壓差，最大壓差為所有壓差中，壓差值最大的壓差。
[0091]步驟S20、判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間，如果是，則執(zhí)行步驟S21 ；
[0092]步驟S21、判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差，如果是，則執(zhí)行步驟S22 ；
[0093]步驟S22、使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類；
[0094]其中，最大類間方差法是由日本學者大津(Nobuyuki Otsu)于1979年提出的，是一種自適應的閾值確定的方法，又叫大律法，簡稱0TSU。它是按圖像的灰度特性，將圖像分成背景和目標2部分。背景和目標之間的類間方差越大，說明構成圖像的2部分的差別越大，當部分目標錯分為背景或部分背景錯分為目標都會導致2部分差別變小。因此，使類間方差最大的分割意味著錯分概率最小。
[0095]閾值電壓的大小依據(jù)實際需要而定。
[0096]步驟S23、選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象；
[0097]具體的，此處的電壓類型具體指的是充電功能和放電功能。
[0098]當自身具有充電功能時，將較低電壓類作為均衡對象；當自身具有放電功能時，將較高電壓類作為均衡對象。
[0099]步驟S24、依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)，如果是，則執(zhí)行步驟S25，否則，執(zhí)行步驟S26 ；
[0100]步驟S25、采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并開啟自身的充電功能或放電功能；
[0101]步驟S26、保持自身的充電功能或放電功能關閉。
[0102]需要說明的是，每隔預設時間段，被選取的電壓均衡模組01都會再次獲取其它電壓均衡模組01發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，對數(shù)據(jù)報文的分析處理同步驟15-步驟S26。
[0103]綜上可以看出，本申請中各電壓均衡模組01利用接收到的數(shù)據(jù)報文實現(xiàn)模組間的電壓均衡，因此，只需將各電壓均衡模組01連接至通信網(wǎng)絡02，當儲能系統(tǒng)需要增加或是減少電壓均衡模組01的數(shù)量時，各電壓均衡模組01接收到的數(shù)據(jù)報文的數(shù)量也會相應變化，因此，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，即可實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。本申請相比現(xiàn)有技術而言，將模組之間的電壓均衡控制交由每個電壓均衡模組01控制，從而省去了集中控制裝置，進而減少了由于重新設計整個儲能系統(tǒng)，更改集中控制裝置中的控制參數(shù)而導致的控制過程繁瑣、時間浪費的問題。
[0104]其次，本申請還有效避免了因集中控制裝置無法正常工作，導致整個儲能系統(tǒng)模組之間的電壓均衡功能失效而帶來的嚴重后果。
[0105]最后，對于由較多數(shù)量的超級電容器串聯(lián)組成的儲能系統(tǒng)，由于本申請將模組之間的電壓均衡控制交由每個電壓均衡模組01控制，因此，相比現(xiàn)有技術需要電壓均衡模組OI和集中控制裝置共同實現(xiàn)而言，本申請實現(xiàn)了由單一的電壓均衡控制裝置對電壓均衡的控制。
[0106]需要說明的是，在上述實施例中，若步驟S20中判斷出平均電壓不在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間，或是最大壓差不大于模組間最大允許壓差，則返回重新執(zhí)行步驟 S17。
[0107]具體的，當將較低電壓類作為均衡對象時，開啟選取的電壓均衡模組01的整體充電功能，在步驟S25中，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
[0108]當將較高電壓類作為均衡對象時，開啟選取的電壓均衡模組01的整體放電功能，在步驟S25中，與放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
[0109]參見圖3，本發(fā)明實施例公開的一種將較高電壓類作為均衡對象的判斷過程流程圖，包括:
[0110]步驟S31、判斷較高電壓類的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量，如果是，則執(zhí)行步驟S32，否則，執(zhí)行步驟S33 ；
[0111]步驟S32、選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0112]步驟S33、將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0113]舉例說明，假設同一時間最大允許運行模組數(shù)量為M，較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量為N，M和N均為正整數(shù)；
[0114]當N> M時，可將較高電壓類內(nèi)的整體電壓由大到小排序，然后按照由大到小的順序選取M個有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0115]當N< M時，則將較高電壓類內(nèi)所有的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0116]與上述方法實施例相對應，本發(fā)明還提供了一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)。
[0117]參見圖4，本發(fā)明實施例公開的一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)的結構示意圖，該控制系統(tǒng)應用于圖1公開的實施例中各電壓均衡模組01，包括:
[0118]第一獲取單元41，用于獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)；
[0119]其中，身份標識號碼(Identity，ID)通過設置電壓均衡模組01內(nèi)的撥碼開關得到。
[0120]電壓均衡模組01的當前工作狀態(tài)包括當前可用狀態(tài)和當前不可用狀態(tài)。
[0121]生成單元42，用于將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文；
[0122]發(fā)送單元43，用于將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡；
[0123]接收單元44，用于接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文；
[0124]其中，預設時間段依據(jù)實際需要而定，例如ls，本發(fā)明不做限定。
[0125]各電壓均衡模組01每隔預設時間段都會接收到其它電壓均衡模組01發(fā)送的數(shù)據(jù)報文。
[0126]存儲單元45，用于按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲；
[0127]身份標識號碼中包括有電壓均衡模組01的編碼，按照該編碼大小可以將數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序依次進行存儲。
[0128]預設順序可以為按照編碼大小由大到小排序，或是由小到大排序。
[0129]設置單元46，用于將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)；
[0130]第一判斷單元47，用于判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)，如果是，則執(zhí)行第二獲取單元48 ；
[0131]第二獲取單元48，用于若所述當前工作狀態(tài)為可用狀態(tài)，則獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓；
[0132]所述有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組。
[0133]第一求取單元49，用于求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差；
[0134]第二判斷單元50，用于判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間，如果是，則執(zhí)行第三判斷單元51 ；
[0135]第三判斷單元51，用于若所述平均電壓在所述運行電壓區(qū)間，則判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差；
[0136]歸類單元52，用于若所述最大壓差大于所述最大允許壓差，則使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類；
[0137]選取單元53，用于選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象；
[0138]具體的，此處的電壓類型具體指的是充電功能和放電功能。
[0139]當自身具有充電功能時，將較低電壓類作為均衡對象；當自身具有放電功能時，將較高電壓類作為均衡對象。
[0140]第四判斷單元54，用于依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)，如果是，則執(zhí)行第二求取單元55，否則，執(zhí)行保持單元56 ；
[0141]第二求取單元55，用于若在所述均衡對象范圍內(nèi)，則采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并開啟自身的充電功能或放電功能；
[0142]保持單元56,用于若不在所述均衡對象范圍內(nèi)，則保持自身的充電功能或放電功能關閉。
[0143]綜上可以看出，本申請中各電壓均衡模組01利用接收到的數(shù)據(jù)報文實現(xiàn)模組間的電壓均衡，因此，只需將各電壓均衡模組01連接至通信網(wǎng)絡02，當儲能系統(tǒng)需要增加或是減少電壓均衡模組01的數(shù)量時，各電壓均衡模組01接收到的數(shù)據(jù)報文的數(shù)量也會相應變化，因此，通過分析接收到的數(shù)據(jù)報文中包含的信息，即可實現(xiàn)模組之間的電壓均衡控制。本申請相比現(xiàn)有技術而言，將模組之間的電壓均衡控制交由每個電壓均衡模組01控制，從而省去了集中控制裝置，進而減少了由于重新設計整個儲能系統(tǒng)，更改集中控制裝置中的控制參數(shù)而導致的控制過程繁瑣、時間浪費的問題。
[0144]其次，本申請還有效避免了因集中控制裝置無法正常工作，導致整個儲能系統(tǒng)模組之間的電壓均衡功能失效而帶來的嚴重后果。
[0145]最后，對于由較多數(shù)量的超級電容器串聯(lián)組成的儲能系統(tǒng)，由于本申請將模組之間的電壓均衡控制交由每個電壓均衡模組01控制，因此，相比現(xiàn)有技術需要電壓均衡模組OI和集中控制裝置共同實現(xiàn)而言，本申請實現(xiàn)了由單一的電壓均衡控制裝置對電壓均衡的控制。
[0146]需要說明的是，在上述實施例中，若第二判斷單元50判斷出平均電壓不在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間，或是第三判斷單元51判斷出最大壓差不大于模組間最大允許壓差，則返回重新執(zhí)行第一判斷單元47。
[0147]上述實施例中，選取單元53具體包括:第一判斷子單元、第一選取子單元和第二選取子單元。
[0148]其中，第一判斷子單元，用于判斷自身具有充電功能還是具有放電功能；
[0149]第一選取子單元，用于若自身具有充電功能，則將所述較低電壓類作為均衡對象；
[0150]第二選取子單元，用于若自身具有放電功能，則將所述較高電壓類作為均衡對象。
[0151]當將較低電壓類作為均衡對象時，開啟選取的電壓均衡模組01的整體充電功能，在第二求取單元55中，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
[0152]當將較高電壓類作為均衡對象時，開啟選取的電壓均衡模組01的整體放電功能，在第二求取單元55中，與放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
[0153]參見圖5，本發(fā)明實施例公開的一種第二選取子單元的結構示意圖，包括:
[0154]第二判斷子單元61，用于判斷所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量，如果是，則執(zhí)行第三選取子單元62，否則，執(zhí)行第四選取子單元63 ；
[0155]第三選取子單元62，用于若所述較高電壓類的模組數(shù)量大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0156]第四選取子單元63，用于若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量不大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0157]舉例說明，假設同一時間最大允許運行模組數(shù)量為M，較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量為N，M和N均為正整數(shù)；
[0158]當N> M時，可將較高電壓類內(nèi)的整體電壓由大到小排序，然后按照由大到小的順序選取M個有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象；
[0159]當N< M時，則將較高電壓類內(nèi)所有的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
[0160]本發(fā)明還提供了一種電壓均衡模組，該電壓均衡模組包括上述實施例論述的儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)，其中，電壓均衡模組中涉及到控制系統(tǒng)部分的工作原理可參見上述控制系統(tǒng)實施例，此處不再贅述。
[0161]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0162]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制方法，其特征在于，儲能系統(tǒng)包括多個電壓均衡模組，各所述電壓均衡模組連接至所述儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，所述控制方法應用于各所述電壓均衡模組，包括步驟: 獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)； 將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文； 將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡； 接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文； 按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲； 將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)； 判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)； 若所述當前工作狀態(tài)為可用狀態(tài)，則獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓，所述有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組； 求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差； 判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間； 若所述平均電壓在所述運行電壓區(qū)間，則判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差； 若所述最大壓差大于所述最大允許壓差，則使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類； 選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象； 依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)； 若在所述均衡對象范圍內(nèi)，則采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并開啟自身的充電功能或放電功能； 若不在所述均衡對象范圍內(nèi)，則保持自身的充電功能或放電功能關閉。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象包括: 判斷自身具有充電功能還是具有放電功能； 若自身具有充電功能，則將所述較低電壓類作為均衡對象； 若自身具有放電功能，則將所述較高電壓類作為均衡對象。
3.根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征在于，當將所述較低電壓類作為均衡對象時，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
4.根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述將所述較高電壓類作為均衡對象的判斷過程包括: 判斷所述較高電壓類的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量； 若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象； 若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量不大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
5.根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征在于，當將所述較高電壓類作為均衡對象時，與放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
6.一種儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)，其特征在于，儲能系統(tǒng)包括多個電壓均衡模組，各所述電壓均衡模組連接至所述儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，所述控制系統(tǒng)應用于各所述電壓均衡模組，包括: 第一獲取單元，用于獲取自身的身份標識號碼、整體電壓和當前工作狀態(tài)； 生成單元，用于將所述身份標識號碼、所述整體電壓和所述當前工作狀態(tài)生成數(shù)據(jù)報文； 發(fā)送單元，用于將所述數(shù)據(jù)報文發(fā)送至所述通信網(wǎng)絡； 接收單元，用于接收連接至所述通信網(wǎng)絡上其它的所述電壓均衡模組在預設時間段內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)報文； 存儲單元，用于按照接收到的各數(shù)據(jù)報文中包含的身份標識號碼的大小，將各所述數(shù)據(jù)報文中包含的信息按照預設順序進行存儲； 設置單元，用于將與已接收到的所述數(shù)據(jù)報文對應的電壓均衡模組的狀態(tài)設置為激活狀態(tài)； 第一判斷單元，用于判斷自身的所述當前工作狀態(tài)是否為可用狀態(tài)； 第二獲取單元，用于若所述當前工作狀態(tài)為可用狀態(tài)，則獲取所有的有效電壓均衡模組的整體電壓，所述有效電壓均衡模組為處于激活狀態(tài)且工作狀態(tài)處于可用狀態(tài)的電壓均衡模組； 第一求取單元，用于求取自身的所述整體電壓和所有的所述有效電壓均衡模組的整體電壓的平均電壓，以及各所述有效電壓均衡模組間的最大壓差； 第二判斷單元，用于判斷所述平均電壓是否在模組間電壓均衡控制的運行電壓區(qū)間；第三判斷單元，用于若所述平均電壓在所述運行電壓區(qū)間，則判斷所述最大壓差是否大于模組間最大允許壓差； 歸類單元，用于若所述最大壓差大于所述最大允許壓差，則使用最大類間方差法將超過閾值電壓的整體電壓歸為較高電壓類，將不超過所述閾值電壓的整體電壓歸為較低電壓類； 選取單元，用于選取與自身匹配的電壓類型作為均衡對象； 第四判斷單元，用于依據(jù)自身的所述整體電壓的大小判斷自身是否在所述均衡對象范圍內(nèi)； 第二求取單元，用于若在所述均衡對象范圍內(nèi)，則采用與所述電壓類型對應的公式，求取充電時間或放電時間，并開啟自身的充電功能或放電功能； 保持單元，用于若不在所述均衡對象范圍內(nèi)，則保持自身的充電功能或放電功能關閉。
7.根據(jù)權利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述選取單元包括: 第一判斷子單元，用于判斷自身具有充電功能還是具有放電功能； 第一選取子單元，用于若自身具有充電功能，則將所述較低電壓類作為均衡對象； 第二選取子單元，用于若自身具有放電功能，則將所述較高電壓類作為均衡對象。
8.根據(jù)權利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當將所述較低電壓類作為均衡對象時，在所述第二求取單元中，與充電功能對應的公式為:充電時間=(較高電壓類的平均電壓-自身整體電壓)/自身整體充電速率。
9.根據(jù)權利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二選取子單元包括: 第二判斷子單元，用于判斷所述較高電壓類的模組數(shù)量是否大于同一時間最大允許運行模組數(shù)量； 第三選取子單元，用于若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則選取所述較高電壓類內(nèi)整體電壓偏大的、且與最大允許運行模組數(shù)量等數(shù)量的有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象； 第四選取子單元，用于若所述較高電壓類內(nèi)的模組數(shù)量不大于所述同一時間最大允許運行模組數(shù)量，則將所述較高電壓類內(nèi)所有的所述有效電壓均衡模組作為本次模組間電壓均衡控制的均衡對象。
10.根據(jù)權利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當將所述較高電壓類作為均衡對象時，在所述第二求取單元中，與所述放電功能對應的公式為:放電時間=(自身整體電壓-較低電壓類的平均電壓)/自身整體放電速率。
11.一種電壓均衡模組，其特征在于，包括權利要求6至10任意一項所述的儲能系統(tǒng)電壓均衡的控制系統(tǒng)。
【文檔編號】H02J7/00GK104393644SQ201410704771
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】汪俊, 張彥林, 張偉先, 王雪蓮, 劉洋, 黃鈺強, 董凱文, 曹量崟, 胡潤文, 付亞娥, 文午, 李玉梅, 陳朝暉, 沈朝喜, 柯建明, 陳盛才 申請人:南車株洲電力機車有限公司