CN112350395B 用于控制电力系统的接口的设备和方法 （Abb瑞士股份有限公司）

US2010039116A1,2010.0US2014015488A1,2014.公开了适于在可再充电电池能量存储系统的运行期间执行可再充电电池能量存储系统的针对所选择的至少一个串已经完成SoH校准之21.一种在可再充电电池能量存储系统的运行期间执行所述可再充电电池能量存储系将选择的至少一个串置于SoH校准模式中以执行SoH校准，同时在针对所述选择的至少一个串完成所述SoH校准后，使所述选择的至少一个串恢复运括使用所述至少一个其它串来存储供应到电网或至少一个电4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述选择的6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述降质指标8.根据权利要求7所述的方法，其中，针对所有并10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述选择的至少一个串置于所述SoH校准模式317.一种用于控制可再充电电池能量存储系统的健康状态SoH估计的控制设备，其中，控制所述可再充电电池能量存储系统，从而将所述选择的至少一个串置于SoH校准模控制所述可再充电电池能量存储系统，从而在对所述选择的至少一个串完成所述SoH其中，所述控制设备设置用于将多个串以基于性能特征确定的顺序依次置于所述SoH4[0001]本发明涉及用于执行可再充电电池能量存储系统的健康状态(SoH)估计的方法和[0002]电池能量存储系统(BESS)被认为对具有相当大一部分可再生能量源的未来电网最小二乘法、人工神经网络和卡尔曼滤波器及其变体)不如实现精确估计所需的完全放电[0005]还使用在线数据和整个BESS的常规专用SoH的SoH计算提供整个BESS系统的健康相对于加热、通风和空调(HVAC)和/或相对于BESS容器的外壁或门的位置对于不同的串而言可以不同。仅针对组合的所有串确定SoH限制了对BESS系统的并联串执行先进的不均匀[0006]A.Oudalov等人的“OptimizingaBatteryEnergyStorageSystemfor2007公开了一种通过避免高频充放电序列来5中，特别需要一种方法和一种设备，该方法和设备允许对可再充电电池能量存储系统(BESS)的串(一个或多个)执行专用的健康状态(SoH)校准循环，而同时又无需使得整个可能无法按需输送期望能量的风险。没有如传统方法那样削弱BESS提供辅助服务(例如频[0015]提供了一种在可再充电电池能量存储系统的运行期间对可再充电电池能量存储法包括从多个并联串中选择至少一个串。该方法包括将所选的至少一个串置于SoH校准模6[0017]将至少一个其它串维持在运行模式中包括使用至少一个其它串存储供应到电网[0018]该方法可以包括使用运行模式下的至少一个其它串来补偿所选的至少一个串处[0019]该方法可以包括响应于将所选的至少一个串置于SoH校准模式中而增加流入或流需的负荷变化曲线可以是确保BESS为电网提供频率稳定度、负荷调节和/或电压支持的负[0020]该方法可以包括将能量存储到BESS中时，响应于所选的至少一个串被置于SoH校被置于SoH校准模式中而增加由运行模式中的至少一个其它串[0022]在SoH估计期间的任何时间，可以将多个串中的串的总数的至少50％保持处于运[0023]在SoH估计期间的任何时间，可以将多个串中的串的总数的至少70％保持处于运[0024]在SoH估计期间的任何时间，可以将多个串中的串的总数的至少80％保持处于运[0025]在SoH估计期间的任何时间，可以将多个串中的串的总数的至少90％保持处于运[0027]该方法可以进一步包括：在所选的至少一个串处于SoH校准模式时且在致使所选[0030]降质指标可以基于在先前SoH估计程序中获得的SoH估计结果，和/或例如当多个差异的模数(例如，SoH量化器的差异或在将这些串与电网断开时所汲取的电流的差异)小7个串置于SoH校准模式以及使所选的至少一个串恢复运行模式的步骤。该方法可以包括重[0038]将所选的至少一个串置于SoH校准模式可以包括根据校准负荷变化曲线控制流过[0039]可以根据校准负荷变化曲线并且独立于BESS的朝向连接至公共耦合点的电网或[0040]可以控制流过互连在保持处于运行模式下的至少一个其它串之间的转换器的功率流，使得功率流取决于BESS的朝向连接至公共耦合点的电网或消费者的负荷变化曲线，并且可选地还取决于置于SoH校准模式的所选的至少一个串的校[0041]将所选的至少一个串置于SoH校准模式可以包括：将所选的至少一个串与公共耦[0042]至少在SoH校准期间，可以将SoH循环能量源和/或能量阱与多个并联串的公共耦[0045]在SoH校准期间，所选的至少一个串的电池单元可以根据校准负荷变化曲线充电[0047]在SoH校准期间用于为所选的至少一个串充电和/或放电的校准负荷变化曲线可网或本地能量源，例如可再生能量源)同时存储到以运行模式运行的至少一个其它串中的以独立于以运行模式运行的至少一个其它串同时提供能量(例如，向电网或消费者提供能超过第一阈值的第一水平以及被放电到小于第二阈值的第二[0051]在SoH校准期间执行的SoH校准循环可涉及在其额定容量的从20％或以下至80%8[0052]维持至少一个其它串处于运行模式可以包括除了所选的至少一个串之外维持多[0056]可以基于BESS的历史负荷变化曲线来确定将要开始SoH估计的时间。可以基于针对BESS的负荷变化曲线的先验信息确定将要开始SoH[0057]对所选串执行SoH校准可以分别包括确定由所选的至少一个串或所选的至少一个[0063]可以使用迭代程序来确定若干参数。每个迭代均可以包括组合的状态和参数估[0065]在每次迭代中对ECM的若干参数的估计可以基于Python优化建模对象(Pyomo)模置于SoH校准模式中，同时将至少一个其它串保持处于运行模式。控制转换器特别适合在[0074]还提供了一种用于控制可再充电电池能量存储系统的SoH估计的控制设备。可再9[0077]控制设备可以操作以控制多个并联串，使得响应于将所选的至少一个串置于SoH满足所需的负荷变化曲线。所需的负荷变化曲线可以是确保BESS为电网提供频率稳定度、选的至少一个串置于SoH校准模式中而增加供应到处于运行模式的至少一个其它串的电流应于将所选的至少一个串置于SoH校准模式中而增加由运行模式下的至少一个其它串供应仅一个或两个并联串可以被同时置于SoH[0085]控制设备可操作以控制多个并联串，使得在所选的至少一个串处于SoH校准模式中且在致使所选的至少一个串恢复运行模式之前，对所选的至少一个串执行一个或若干[0087]控制设备可操作，以使用包括针对多个并联串中的每一个的降质指标的性能特[0088]降质指标可以基于在先前的SoH估计程序中获得的SoH估计结果，和/或例如当多异(例如，SoH量化器的差异或在将这些串与电网断开时所汲取的电流的差异)的模数小于定的顺序将串依次地(以一个接一个的形式或者以两个或更多串的集合的形式)置于SoH校合点的电网或用户的负荷变化曲线来控制流过连接至所选的至少一个串的转换器的功率接到公共耦合点的电网或用户的负荷变化曲线，并且可选地还取决于置于SoH校准模式中[0100]至少在SoH校准期间，可以将SoH循环能量源和/或能量阱与多个并联串的公共耦[0103]控制设备可操作，以在SoH校准期间根据校准负荷变化曲线来控制所选的至少一选的至少一个串充电和/或放电的校准负荷变化曲线独立于以运行模式运行的至少一个其[0106]控制设备可操作，使得在SoH校准期间执行的每个依次的S所选的至少一个串被充电到超过第一阈值的第一水平以及被放电到小于第二阈值的第二[0112]控制设备可操作，以基于BESS的历史负荷变化曲线来确定SoH估计将要开始的时[0123]可再充电电池能量存储系统包括多个可单独控制的并联串以及根据实施例的控尺寸通常适用于大负荷，而实际上在其使用寿命的绝大部分时间内都在运行且负荷小得特别适用于这样的BESS，这些BESS必须能够提供某些性能特征(例如由于合同义务或适应[0152]根据其它实施例，可以将两个串同时置于SoH校准模式中并且可以以相反的方向[0153]对于置于SoH校准模式中的串，可以根据校准负荷变化曲线来控制流过连接到置及为置于SoH校准模式下的所选串(多个串)基本完全充电和放电。可以根据完整BESS的朝向共同耦合点35的负荷变化曲线并且可选地还取决于校准负荷变化曲线来控制连接到保[0154]如果将BESS用于其负荷变化曲线的负荷通常远远小于额定负荷的应用(例如频率[0155]对于定期需要额定负荷的其它应用(例如调峰)，仍然可以使得SoH维护与负荷变[0156]结果，可以对多个单独的串21﹣23中的每一个进行准确的SoH估计，从而能够在中的一串或两串被置于SoH校准模式时，所有其它串可以运行以补偿通过将一个或两个串[0158]控制设备40包括一个或若干集成电路(IC)42。IC(一个或多个)42可以包括处理中的仅仅一个或仅仅两个，以在SoH估计期间的任何时间将其置于专用的SoH校准模式中IC(一个或多个)42可以可选地使用关于先前的SoH估计的历史信息或其它降质指标确定串[0160]可以通过在SoH校准期间控制流至和来自所选的至少一个串的功率流来将串21﹣23中的所选的一个或多个串置于SoH校准模式中。下面将描述可以由控制设备40实现的示[0161]IC(一个或多个)42可操作以使所选的至少一个串置于SoH校准模式中以执行SoH被置于SoH校准模式时不可用于辅助实施正常的BESS操作的事实。IC(一个或多个)42可操[0162]可以通过控制流向保持处于运行模式下的至少一个其它串的每个串的功率流以当保持在运行模式下的至少一个其它串也充当SoH循环源时，流过连接到保持在运行模式[0163]IC(一个或多个)42可以使所选的至少一个串在一个或若干SoH校准循环中被充电至少一个串基本上完全充电(例如，达到其97％)并对所选的至少一个串进行基本上完全放电(例如，至小于额定最大荷电状态的[0164]IC(一个或多个)42可以通过控制将所选的至少一个串耦合到公共耦合点35的转换器来根据校准负荷变化曲线来控制所选的至少一个串被充电和放电[0166]﹣流过连接到处于SoH校准模式的所选串21的转换器31的电流符合校准负荷变化[0167]﹣流过所有连接到仍处于运行模式的其它串22、23的转换器32、33的电流是这样的，以便向电网或用户提供BESS的所需总电流并且可以选择性地提供流过转换器31的SoH[0168]在针对所选的至少一个串完成SoH校准之后，IC(一个或多个)42可以使所选的至[0169]IC(一个或多个)42还可以执行评估模块44，以在将所选的至少一个串置于SoH校准模式时对其进行SoH估计。IC(一个或多个)42可操作以确定由所选的至少一个串或所选的至少一个串的每个电池的等效电路模型(ECM)定义的若干参数。若干参数可以包括若干[0170]IC(一个或多个)42可操作以依次地控制将所有并联连接的串21﹣23置于SoH校准的朝向连接到公共耦合点35的电网或本地用户的正常运行。未置于SoH校准模式下的其它串也可以选择性地作为SoH校准循环源，该SoH校准循环源向置于SoH校准模式的所选的至用于在将所选的至少一个串21﹣23置于SoH校准模式中时在SoH校准的执行期间提供和/或51)以将所选的至少一个串(例如，串21)重新连接到公共耦合点35并且将所选的至少一个于BESS所提供的朝向连接到公共耦合点35的[0172]当所选的至少一个串被置于SoH校准模式中时并且当使其恢复运行模式时，控制[0173]将所选的至少一个串置于SoH校准模式中可以触发控制设备40同时导致保持处于运行模式中的其它串来补偿所选的至少一个串在SoH校准模式下不可用于存储电荷和/或连在保持处于运行模式的至少一个其它串与公共耦合点之间的转换器的对应命令来实现。替代地或附加地，控制设备40可以将控制命令输出到BMS或控制BESS中的充电和放电的另[0174]使所选的至少一个串恢复运行模式可以触发控制设备40同时改变先前保持处于选的至少一个串现在恢复到运行模式而触发使得提供给先前保持处于运行模式的其它串45可以集成到控制设备40中或者可以与其分开提供并且可以由控制设备40的IC(一个或多[0177]IC(一个或多个)42可操作以选择多对串，其中不同的对以这样的方式依次置于用于向终端用户输出通知(例如，警报或其它信息)和/或用于输出关于安排的维修活动的根据本发明的方法和设备不是提供整个BESS的健康状态的总体度量而是可以确定每个单充当电池。可以例如通过控制各个转换器中的功率流和/或通过使得串与公共耦合点断开[0180]图4是根据实施例的方法60的流程图。该方法60可以由控制设备40执行或在控制的先验知识使用例如仅从传感器读数确定的当前负荷执行确定。如果此时无法执行SoH估[0184]在步骤64，在所选串处于不同于运行模式的SoH校准模式下并且在其中所选的串对从BESS流至连接到公共耦合点35的电网或用户的净功率流没有贡献的SoH校准模式中，[0185]在SoH校准期间，可以根据荷电状态(SoC)监测电池开路电压(OCV)并可将其用于[0189]图5是根据实施例的方法70的流程图。方法70可以由控制设备40执行或在控制设[0194]图6是根据实施例的方法75的流程图。方法75可以由控制设备40执行或在控制设[0196]可以使用历史负荷变化曲线和/或关于未来负荷变化曲线的预测。对于未连接到国家或地区电网的隔离系统和/或具有变化曲线式能量源(DER)的系统(例如太阳能电池/[0198]图7是根据实施例的方法80的流程图。方法80可以由控制设备40执行或在控制设和/或计算每个串或多个独立可控并联串中的可控并联串中的每一个确定各个串的SoH是否需要向用户输出信息，要执行的专用控制活信息数据库(可包括关于先前观察