大規(guī)模儲能電池管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、電池儲能系統(tǒng)在智能電網(wǎng)從發(fā)電到用電的各個環(huán)節(jié)得到廣泛應(yīng)用,其作用主要包括削峰填谷、作為緩沖裝置,提高新能源并網(wǎng)能力。電池儲能系統(tǒng)由電池、電池管理系統(tǒng)BMS、雙向能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS、及監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備組成。電池管理系統(tǒng)是電池儲能系統(tǒng)重要組成部分,因此,研究電池管理系統(tǒng),對于延長電池使用壽命、降低運(yùn)行成本等方面,具有重要意義。
　　目前電池管理系統(tǒng)研發(fā)有不少廠商,但不同廠商的電池管理系統(tǒng),在通信接口及通信協(xié)議方面存在較大差異,缺少統(tǒng)

2、一化接口,導(dǎo)致電池管理系統(tǒng)可替換性和可維護(hù)性較差,同時也阻礙了電池管理系統(tǒng)的發(fā)展。針對規(guī)模儲能特點(diǎn),設(shè)計出電池管理系統(tǒng)。并將CANopen協(xié)議應(yīng)用到電池管理系統(tǒng)上,實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)通信接口標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化,任何支持CANopen協(xié)議的設(shè)備,都可以連接到電池管理系統(tǒng)CAN總線上,實現(xiàn)對電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問。解決了由于電池管理系統(tǒng)接口不統(tǒng)一,造成的電池管理設(shè)備可替換性差、難以與其他控制或管理設(shè)備直接對接、以及由此引發(fā)的國內(nèi)電池管理系統(tǒng)發(fā)展緩

3、慢的問題。
　　以磷酸鐵鋰電池為例,研究了電池特性,測量并獲取電池電壓與SoC關(guān)系,電池內(nèi)阻與SoC關(guān)系,在此基礎(chǔ)上使用卡爾曼濾波算法估算電池SoC,并將此算法在電池管理系統(tǒng)中實現(xiàn)。電池管理單元主控芯片采用STM32F103C8T6,電壓檢測芯片采用LTC6803-3,電池簇管理系統(tǒng)采用基于PC/104總線工業(yè)控制計算機(jī),電池管理單元與電池簇管理系統(tǒng),共同組成電池管理系統(tǒng)。電池管理單元與電池簇管理系統(tǒng)之間采用CANopen協(xié)議通信

4、,任何支持CANopen協(xié)議的設(shè)備,都可以連接到CAN總線上,讀取電池管理系統(tǒng)參數(shù)。
　　本文設(shè)計的電池管理系統(tǒng),采用卡爾曼濾波算法估計電池SoC,實現(xiàn)電池各種數(shù)據(jù)采樣、監(jiān)測、顯示、報警等多種功能,并將CANopen協(xié)議應(yīng)用在電池管理系統(tǒng)上,方便電池管理單元與電池簇管理系統(tǒng)連接,解決了國內(nèi)電池管理系統(tǒng)通信接口不統(tǒng)一,以及由此引發(fā)的一些問題,通過在“50kW儲能接入系統(tǒng)”上實際測試,在CANopen通信一致性、電池電壓和溫度測量、S