充放电控制方法、装置、存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种充放电控制方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.目前，一个大型储能电站通常是由许多电池堆并联而成的，而这些电池堆的充放电和与电网的能量交互则是由储能能量管理系统ems（energy manage system）进行统一管理的，但是一台ems在物理架构和通讯架构上均无法做到同时对大量的电池堆进行管理，因此相关技术中解决方法是通过微网控制器mc（micronet controller）对多个电池堆进行管理，将mc管理的多个电池堆看作一个储能单元，然后mc再将整个储能单元的信息发送至ems，ems直接对mc下发控制指令从而实现大量电池堆的管理工作。在相关技术中一般默认电池堆保持良好的均衡性，没有考虑到各电池堆的一致性和电芯内部化学状态的差异，或是某个电池堆故障下线，进而导致储能单元被分配的充放功率不准确，进而导致该储能单元下属的电池堆存在充放负荷了过高功率的问题。
3.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种充放电控制方法、装置、存储介质及电子设备，以至少解决相关技术中存在的充放电功率分配不准确的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种充放电控制方法，包括：获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，所述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，所述下一时刻为所述当前时刻经过所述预定检测时长之后的时刻；向能量管理系统发送所述单元下一剩余充放电量；获取所述储能单元在所述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，所述单元下一分配功率为所述能量管理系统基于所述单元下一剩余充放电量得到的。
6.可选地，所述在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，包括：采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，得到所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量；基于所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，确定所述单元下一剩余充放电量。
7.可选地，所述采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，得到所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测所述预定检测时长内，所述多个电池堆分别对应的荷电状态变化值；基于所述预定检测时长和
所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，得到所述多个电池堆分别对应的堆电量变化值；基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。
8.可选地，所述基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测在所述下一时刻所述多个电池堆分别对应的下一荷电状态值；基于对应的下一荷电状态值与荷电状态变化值，确定所述多个电池堆分别对应的荷电状态变化比例；基于对应荷电状态变化比例和堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。
9.可选地，所述基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，包括：确定所述储能单元对应的单元当前剩余充放电量，以及所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量与所述单元当前剩余充放电量的堆分配比例值；采用所述多个电池堆分别对应的堆分配比例值，对所述单元当前剩余充放电量进行分配，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配电量；基于对应的堆当前分配电量，得到所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率。
10.可选地，所述储能单元还包括与所述多个电池堆分别对应的储能变流器和电池管理系统，其中，所述储能变流器用于控制对应的电池堆进行充放电交互，所述电池管理系统用于检测所述电池堆的电池状态。
11.可选地，所述储能单元为多个， 在所述当前时刻之后的下一时刻，获取所述储能单元对应的单元下一分配功率之前，由所述能量管理系统执行处理：接收多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量；确定得到所述多个储能单元对应的下一剩余总电量；确定所述多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量与所述下一剩余总电量的单元分配比值；采用所述多个储能单元分别对应的单元分配比例值，对所述能量管理系统可控的额定总功率进行分配，得到所述多个储能单元分别对应的单元下一分配功率，并发送至对应的储能单元。
12.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种充放电控制装置，包括：第一获取模块，用于获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；确定模块，用于基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，所述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；充放电模块，用于在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，所述下一时刻为所述当前时刻经过所述预定检测时长之后的时刻；发送模块，用于向能量管理系统发送所述单元下一剩余充放电量；第二获取模块，用于获取所述储能单元在所述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，所述单元下一分配功率为所述能量管理系统基于所述单元下一剩余充放电量得到的。
13.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种非易失性存储介质，所述非易失性存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行任意一项所述的充放电控制方法。
14.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或
多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现任意一项所述的充放电控制方法。
15.在本发明实施例中，采用实施更新各个储能单元电量的方式，通过获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率不同，所述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，所述下一时刻为所述当前时刻经过所述预定检测时长之后的时刻；向能量管理系统发送所述单元下一剩余充放电量；获取所述储能单元在所述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，所述单元下一分配功率为所述能量管理系统基于所述单元下一剩余充放电量得到的。达到了根据储能单元的实时更新的电量，作为对应的充放电功率分配标准的目的，实现了提高对储能单元功率分配准确性的技术效果，进而解决了相关技术中存在的充放电功率分配不准确的技术问题。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的流程图；
18.图2是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的电能交互示意图；
19.图3是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的控制层级示意图；
20.图4是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的流程示意图；
21.图5是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制装置的示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
23.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.为了便于描述，以下对本技术实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
25.ems能量管理系统（energy management system）是一种用于监测、控制和优化能源使用的系统。ems能够根据电网需求和用户需求，控制储能电池的充放电过程。通过监测
电网负荷和电池状态，ems可以智能地决定何时充电和放电，以最大限度地利用储能电池的能量存储和释放能力。ems能量管理单元在储能电池的管理中起到了关键的作用，通过智能化的控制和优化策略，实现了对储能电池的高效利用和运行管理。
26.mc微网控制器（microgrid controller）是一种用于管理和控制微网系统的设备。微网是指包括储能单元的小型电力系统，可以与电网连接或独立运行。微网控制器能够根据电网需求和用户需求，智能地管理和控制微网内的储能设备的充放电过程。它可以决定受到其控制的储能单元的充放电过程。
27.pcs储能变流器（power conversion system）负责将储能单元中储存的直流电能转换为交流电能，以供给电网或用电设备。当储能单元需要向电网输出电能时，pcs将直流电能转换为交流电能，并将其与电网同步；当储能系统需要从电网吸收电能时，pcs将交流电能转换为直流电能，以充电储能单元。
28.bms电池管理系统（battery management system）是一种用于管理和监控电池堆的设备或系统，用以确保电池的安全运行、延长电池寿命，并优化电池的性能。bms可以采用分布式结构，按照需求设置为多级bms，以多级主从控的形式汇总电池堆中每个电池单体的状态，可以与其他控制器进行交互。
29.bms和ems在对储能单元状态的检测和控制起着不同的作用，以下具体进行区别。bms主要用于管理和监控电池堆，包括电池堆的状态监测、电池堆包括的全部单体的保护和安全控制、充放电控制、平衡控制等。而ems主要用于管理和优化能源系统中的能源流动和能源利用，包括对电网和负荷的调度和控制、能源的储存和释放、能源的优化运行等。换言之，bms主要关注于电池堆内部的管理和控制，主要应用范围是储能单元中的电池堆。而ems关注于整个能源系统的控制，包括储能单元，以及其他能源系统之间协调和优化。可以理解，bms和ems在功能、范围、系统层级和目标等方面有所不同。两者在储能控制过程中各自发挥着重要的作用，相互协作可以实现更高效、可靠和可持续的能源控制。
30.soc（state of charge）是指电池的荷电状态，即电池目前所存储的电荷量相对于其额定电荷容量的百分比。soc可以用来表示电池的剩余可用能量。soc的取值范围通常是从0%（电池完全放空）到100%（电池完全充满）。当soc为0%时，表示电池已经完全放空，无法再提供电能；当soc为100%时，表示电池已经完全充满，具备最大的电能存储能力。通过实时监测电池的电压、电流和温度等参数，以及根据电池的特性和充放电历史，可以推算出电池的soc。soc的准确度对于电池的安全运行和有效利用非常重要。因此， bms通常会使用先进的算法和模型，结合电池特性和测量数据，进行soc的确定。了解电池的soc可以帮助用户合理使用电池，避免过度放电或过度充电，以延长电池的寿命和提高电池系统的性能。此外，soc还对于能源系统的控制和优化具有重要意义，可以帮助实现对能源的合理调度和管理。
31.在相关技术中，mc在对多台电池堆的数据进行处理时，通常都是对所有电池堆的荷电状态求平均值作为整个储能单元的soc再上传至ems，ems再根据各储能单元的soc进行功率分配。此种储能单元的电量计算方法极为不准确，若各电池堆均为出厂的理想状态，即满电状态下各电池堆电量近乎相同，则相关技术中的计算方法计算得出的soc与储能单元的实际soc值接近。但是在实际应用场景中电池的状态并不是理想状态，随着电池的长期使用后，常常存在两个问题：1、各电池堆在长期使用后，因生产制造原因或使用环境等因素的影响，各电池堆的一致性和电芯内部化学状态会存在较大的差异，平均soc（电量百分比）的
计算方法会大幅偏移实际电量。2、若个别电池堆存在设备故障，导致两个储能单元管辖的电池堆数量不同，则通过soc（电量百分比）对两个储能单元进行功率分配则是及其不均衡的。上述两种情况下，由于对储能单元的电量估计不准确，很容易导致ems为储能单元分配的功率过大，导致储能单元，以及其中的电池堆以过大功率进行充放电，发生过充过放问题的概率大大增加，对电池寿命产生影响的同时，也会对整体能源系统的稳定安全运行带来隐患。
32.针对上述问题，本发明实施例提供了一种充放电控制的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
33.图1是根据本发明实施例的充放电控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤，执行主体为微网控制器mc：
34.步骤s102，获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；
35.可以理解，mc并不是自身决定所控制的储能单元采用何种功率进行充放电的，需要从ems获取分配给上述储能单元的当前分配功率。
36.步骤s104，基于上述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，上述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，上述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；
37.可以理解，对于一个能源系统对电网或是其他系统进行充放电时，如果某个储能单元的先于其他储能单元充满或放完，就会导致整个能源系统的输入或输出发生跳变，进行无法稳态运行。因此emc需要对储能单元的进行一致性控制，确保其充满或放完的时间时一致性的。而储能单元中包括了多个电池堆，各个电池堆之间也需要mc对多个电池堆进行一致性控制，多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量一般来说是不会相同的，因为电池堆很难做到电池本身有着一模一样的性能，进行需要mc进行堆当前分配功率的调节，使得多个电池堆充满或放完的时间一致。通过上述处理，mc可以依据堆当前剩余充放电量，确定出对应电池堆在当前时刻执行充放电处理的堆当前分配功率，有利于对多个电池堆进行一致性程度高的管理和控制。
38.在一种可选的实施例中，上述基于上述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，包括：确定上述储能单元对应的单元当前剩余充放电量，以及上述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量与上述单元当前剩余充放电量的堆分配比例值；采用上述多个电池堆分别对应的堆分配比例值，对上述单元当前剩余充放电量进行分配，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配电量；基于对应的堆当前分配电量，得到上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率。
39.可以理解，emc会下发给mc对应储能单元的单元当前分配功率，mc需要根据储能单元中包括的每个电池堆对应的堆当前剩余充放电量，把上述单元当前分配功率进行比例分配。mc由于与该储能单元中所有电池堆对应的bms存在交互，可以感知到单元当前剩余充放电量。基于多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量与上述单元当前剩余充放电量，可以得到对应电池堆的堆分配比例值，按照对应的堆分配比例可以确定出每个电池堆被分配的堆当前分配电量。由于多个电池堆需要同时进行充放电，堆当前分配电量越大对应的堆
当前分配功率就越大，进而可以实现mc对多个电池堆进行按需调控。
40.需要说明的是，由于电池有着充放电末期，电压变化速率快的特性，按照堆当前分配电量的多少，确定对应的堆当前分配功率的大小，也有利于防止电池堆过充过放。
41.步骤s106，在预定检测时长内，采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，上述下一时刻为上述当前时刻经过上述预定检测时长之后的时刻；
42.可以理解，采用多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，在预定检测时长内出确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量。
43.在一种可选的实施例中，上述在预定检测时长内，采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量，包括：采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，得到上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量；基于上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，确定上述单元下一剩余充放电量。
44.可以理解，mc采用对应的堆当前分配功率，控制对应的电池堆进行充放电，充放电进行的时长为预定检测时长，可以得到多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，进而使得储能单元在单元下一剩余充放电量更为准确。
45.在一种可选的实施例中，上述采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，得到上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测上述预定检测时长内，上述多个电池堆分别对应的荷电状态变化值；基于上述预定检测时长和上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，得到上述多个电池堆分别对应的堆电量变化值；基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。
46.可以理解，mc检测预定检测时长内，多个电池堆分别对应的荷电状态（即soc）变化值，soc是bms基于对电池堆的实时特性和bms中预定算法计算得到的，一般由bms向mc提供对应电池堆的soc。而在预定检测时长中，可以对堆当前分配功率进行积分，确定上述多个电池堆分别对应的堆电量变化值，视为是充放电量的实际值。由于荷电状态变化值一般与堆电量变化值会存在偏差，需要基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定每个电池堆在经过预定检测时长之后的下一时刻，对应的堆下一剩余充放电量。通过上述处理，着眼于实际场景中电池堆的非理论状态，将荷电状态变化值与对应的堆电量变化值进行匹配修正，使得得到的电池堆的堆下一剩余充放电量准确性更高，有利于功率分配的准确性。
47.可选地，mc对预定检测时长进行功率积分，通过以下方式，确定出一个电池堆对应的堆电量变化值q：
[0048][0049]
其中，p表示一个电池堆对应的堆当前分配功率。
[0050]
进一步地，还可以将该电池堆对应的充放电效率k纳入考量，通过以下方式，确定出堆电量变化值， 。
[0051]
在一种可选的实施例中，上述基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测在上述下一时刻上述多个电池堆分别对应的下一荷电状态值；基于对应的下一荷电状态值与荷电状态变化值，确定上述多个电池堆分别对应的荷电状态变化比例；基于对应荷电状态变化比例和堆电量变化值，确定上述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。
[0052]
可以理解，荷电状态变化值和对应的堆电量变化值不一定是的线性等比例变化的，也就说soc与实际充放电量不一样，这是由于实际应用场景中由于电池内阻、容量损失、老化、充电效率以及测量误差等因素的带来的影响，理论充放电量会与实际充入/放掉的电量不会完全一致，因此需要校准处理。基于下一荷电状态值与荷电状态变化值，确定每个电池堆对应的荷电状态变化比例，进而可以基于对应荷电状态变化比例和堆电量变化值，确定每个电池堆对应的堆下一剩余充放电量。通过上述处理，考虑到电池堆在使用过程中是非理想状态的，进而对实际充放电量和soc的变化进行校准匹配，有利于得到更准确的堆下一剩余充放电量。
[0053]
可选地，mc可以通过荷电状态变化量，以及堆电量变化值，检测到电池堆确定出电池堆是否发生故障。mc不会将故障的电池堆的剩余充放电量计入单元下一剩余充放电量，进而避免ems下发的单元下一分配功率过大。
[0054]
可选地，预定检测时长内，一个电池堆的荷电状态变化值可以表示为：
[0055][0056]
其中，为当前时刻，上述一个电池堆的当前荷电状态值，为下一时刻，上述一个电池堆的下一荷电状态值。采用计算一个电池堆的荷电状态变化值的方式，可以得到储能单元中包括的多个电池堆的荷电状态变化值。
[0057]
按照执行充放电的不同操作，在充电情况下，电池堆对应的堆下一剩余充放电量标识为qt，通过以下方式，得到电池堆对应的堆下一剩余充放电量：
[0058][0059]
而在放电情况下，通过以下方式，得到电池堆对应的堆下一剩余充放电量：
[0060][0061]
采用与计算一个电池堆的堆下一剩余充放电量的方式，可以确定出储能单元中包括的多个电池堆的堆下一剩余充放电量。将上述得到的多个电池堆的堆下一剩余充放电量进行累加，作为下一时刻，储能单元的单元下一剩余充放电量。需要说明的，上述处理在mc中进行计算和校准。
[0062]
需要说明的是，soc与实际充放电量不一致的原因具体可以包括：电池内部存在一定的电阻，电流在充放电过程中会产生一定的电压降，导致soc的测量值与实际充放电量有误差。随着电池使用时间的增加，电池容量会逐渐减小，导致实际充放电量与soc的测量值有差异。并且电池在使用过程中会发生老化，老化过程中会导致电池的容量下降，从而使得soc的测量值与实际充放电量不一致。电池在充电过程中会产生一定的能量损失，充电效率不是100%，导致实际充电量小于soc的测量值。soc的测量是通过测量电池的电压、电流和温度等参数来估计的，测量误差会导致soc的测量值与实际充放电量有一定差异。
[0063]
步骤s108，向能量管理系统发送上述单元下一剩余充放电量；
[0064]
可以理解，mc在计算出对应储能单元的单元下一剩余充放电量之后，会发送给ems，用于ems进行更新，以及后续对储能单元的功率分配。
[0065]
步骤s110，获取上述储能单元在上述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，上述单元下一分配功率为上述能量管理系统基于上述单元下一剩余充放电量得到的。
[0066]
可以理解，mc在下一时刻会接收到ems分配给储能单元的单元下一分配功率，由于单元下一分配功率是ems基于实时更新后的单元下一剩余充放电量得到，因此，功率分配具有实时的准确性，有利于避免由于功率分配不准确，给储能单元带来过大的负荷。
[0067]
在一种可选的实施例中，上述储能单元为多个， 在上述当前时刻之后的下一时刻，获取上述储能单元对应的单元下一分配功率之前，由上述能量管理系统执行处理：接收上述多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量；确定得到上述多个储能单元对应的下一剩余总电量；确定上述多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量与上述下一剩余总电量的单元分配比值；采用上述多个储能单元分别对应的单元分配比例值，对上述能量管理系统可控的额定总功率进行分配，得到上述多个储能单元分别对应的单元下一分配功率，并发送至对应的储能单元。
[0068]
可以理解，受到ems控制的储能单元可以为多个，以下执行主体为ems，ems在接收到mc上传的对应的单元下一剩余充放电量之后，ems会采用对应的单元下一剩余充放电量，对已存储的单元当前剩余充放电量进行更新。基于上述多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量之和，可以得到全部储能单元对应的下一剩余总电量。为了避免均等分配功率对储能单元带来的充放电负荷不理想，ems会确定每个储能单元对应的单元分配比例值，并按照上述单元分配比例值，对可控的额定总功率进行分配，并下发给储能单元。通过上述处理，可以按照更新的单元下一剩余充放电量，确定实时得到的单元分配比例值进行功率分配，单元下一剩余充放电量越大，对应分配到的单元下一分配功率就越高，相比相关技术中均等分配，可以有着更准确的功率分配方式。
[0069]
在一种可选的实施例中，上述储能单元还包括与上述多个电池堆分别对应的储能变流器和电池管理系统，其中，上述储能变流器用于控制对应的电池堆进行充放电交互，上述电池管理系统用于检测上述电池堆的电池状态。
[0070]
可以理解，上述储能单元中包括的每一个电池堆都对应有各自的储能变流器pcs和电池管理系统bms，mc通过pcs实际执行对应的电池堆进行充放电交互，交互对象可以为电网或是其他的能源系统，bms用于向mc反馈对应电池堆的电池状态，便于即使发现电池运行异常。
[0071]
为了便于理解对控制层级进行具体说明，图2是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的电能交互示意图，每个电池堆都有着对应的bms，用于对该电池堆进行电量信息、故障信息监测。每个电池堆可以通过pcs与电网进行交互，pcs控制交直流转换，使得交流电网可以与直流电流之间进行电能转换，pcs执行的堆当前分配功率是由对应的mc控制的，而mc则是基于接收到的ems对其控制的储能单元的单元当前分配功率，分配出该储能单元所包括的多个电池堆分别对应的堆当前分配功率的。
[0072]
图3是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的控制层级示意图，ems管理着的能源系统中包括了多个储能单元，每个储能单元都有对应的mc，ems获取mc上传的对应储能单元的电量信息，并进行充放电功率的分配，ems下发给mc对应的储能单元的
单元当前分配功率。每一个储能单元中可以有着多个电池堆，每个电池堆有着各自对应的bms，即每个mc会和多个电池堆分别对应的bms进行交互，获取储能单元内所有电池堆的信息，并且每个mc还会和多个电池堆分别对应的pcs进行交互，控制执行充放电过程。
[0073]
可选的，上述微网控制器mc采用arm-a53处理器，上述能量管理系统采用scada系统（数据采集与监视控制系统）。arm-a53处理器是一款低功耗、高性能的64位处理器核心。arm-a53处理器采用了8级流水线结构，具有较高的指令吞吐量和能效比，支持动态指令重定向、分支预测和乱序执行等技术，可以实现更好的性能和能耗平衡。
[0074]
可选地，上述emc与mc，mc与bms，mc与pcs之间分别可以设置多种通讯方式，如：emc与mc之间可以设置tcp（transmission control protocol），tcp通讯是一种基于连接的、可靠的、面向字节流的传输层通信协议。mc与pcs之间可以采用modbus485，modbus485是一种用于串行通信的通信协议，基于modbus协议，使用rs-485物理层，支持多设备之间的通信。mc与bms之间采用can（controller area network，控制器局域网）总线，是一种高速、鲁棒性强的串行通信总线，可以连接多个节点，节点之间可以相互通信，实现数据的传输和控制。
[0075]
通过上述步骤s102和步骤s110，可以实现根据储能单元的实时更新的电量，作为对应的充放电功率分配标准的目的，实现了提高对储能单元功率分配准确性的技术效果，进而解决了相关技术中存在的充放电功率分配不准确的技术问题。
[0076]
基于上述实施例和可选实施例，本发明提出一种可选实施方式，应用的能源系统包括：多个电池堆，每个电池堆对应有对电池堆进行充放电的储能变流器pcs，以及对其检测的电池管理系统bms，每个储能单元由多个电池堆组成的，微网控制器mc用于管理对应储能单元，能量管理系统ems用于与多个mc进行交互，进而管理所有储能单元。
[0077]
图4是根据本发明实施例提供的一种可选的充放电控制方法的流程示意图，如图4所示，储能单元、电池堆的具体数量仅为示意，首先需要对能源系统进行初始化，使得ems可以获取到储能单元的初始状态。bms向mc上传各电池堆荷电状态， mc通过采用的方式可以得到各电池堆计算各电池堆的电量，为电池堆出厂满电状态下的电量，可以理解为理想状态的电量，mc可以初步计算得到每个储能单元的总电量为：
[0078][0079]
其中，表示储能单元的初始总电量，表示上述储能单元中第i个电池堆的电量，i=1
……
n，n为储能单元中电池堆的总个数，在图4中可设置为8。
[0080]
mc采用的方式，计算得到储能单元的初始总可充放电量。
[0081]
在通过初始化之后，ems开始对所属的多个储能单元进行功率分配，并下发单元当前分配功率给对应的mc。
[0082]
mc根据n个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，将该储能单元的单元当前分配功率p分配至各电池堆，通过以下方式，mc分配得到第i个电池堆的堆当前分配功率：
[0083][0084]
其中，为第i个电池堆的堆当前剩余充放电量。通过这种方式，mc可以在放电时
使电量高的电池堆多放电，在充电时使电量低的堆多充电，确保所有电池堆可以同时放完或充满，避免部分电池堆先放完或充满后使整个储能单元的功率瞬间下降。
[0085]
在预定检测时长中，假定为1分钟，mc通过对每个电池堆进行功率积分，得到每个电池堆对应的堆电量变化值，并且检测得到每个电池堆对应的荷电状态变化值。需要说明的是，因电池堆的一致性造成的电池性能衰减程度不同，其实际可充或可放电量亦会发生变化。因此，基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值进行校准，mc可以得到多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，进而得到该储能单元对应的单元下一剩余充放电量。
[0086]
mc会向ems回传单元下一剩余充放电量，ems在接收到经过mc校准处理后的单元下一剩余充放电量的情况下，会更新目前存储的单元当前剩余充放电量，如果没有接收到则会跳过更新过程，继续按照存储的单元当前剩余充放电量进行功率分配。
[0087]
假定进行了电量校准的更新，ems会根据多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量，以及全部储能单元对应的下一剩余总电量，确定分给每个储能单元的单元分配比值。通过以下方式，ems可以分配出对每个储能单元的单元下一分配功率：
[0088][0089]
其中，为多个储能单元中第j个单元的单元下一分配功率，表示ems可控的额定总功率，表示下一剩余总电量，j=1
……
m，m为多个储能单元的总个数，在图4中设置为8。之后ems将单元下一分配功率下发给对应的mc，继续进行充放电控制。
[0090]
由上述可选实施方式至少实现以下效果：可以实时准确的获知当前充放电功率下，各储能单元内电池堆的真实电量状态，为ems提供更为精准的数据基础，并由ems进行各储能单元的功率分配，确保各储能单元的电量可同时充满或放完，提高各储能单元的一致性，同时便于mc对各电池堆进行准确的功率分配工作，避免单个电池堆先充满或放空导致储能单元的功率输入或输出能力跳变。并且通过以储能单元总电量为功率分配基准的方法，可以避免储能单元内单台电池堆故障对各储能单元能量分配的影响，避免故障电池堆所在的储能单元总功率分配过大，而导致下属的其他电池堆负荷过高的现象，提高了整个系统的安全系数。在预定周期中，采用充放电功率和充放电时间积分的方式计算电池堆剩余电量，可有效估算出在不同充放电功率下电池堆的实际可充可放电量，解决了不同充放电功率对剩余电量估算的影响，提高了电池堆电量数据的准确性，为功率分配提供准确的数据依据，也同时提高了充放电的安全性。
[0091]
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0092]
在本实施例中还提供了一种充放电控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”“装置”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0093]
根据本发明实施例，还提供了一种用于实施充放电控制方法的装置实施例，图5是根据本发明实施例的一种充放电控制装置的示意图，如图5所示，上述充放电控制装置，包
括：第一获取模块502，确定模块504，充放电模块506，发送模块508，第二获取模块510，下面对该装置进行说明。
[0094]
第一获取模块502，用于获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；
[0095]
确定模块504，与第一获取模块502连接，用于基于上述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，上述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，上述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；
[0096]
充放电模块506，与确定模块504连接，用于在预定检测时长内，采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，上述下一时刻为上述当前时刻经过上述预定检测时长之后的时刻；
[0097]
发送模块508，与充放电模块506连接，用于向能量管理系统发送上述单元下一剩余充放电量；
[0098]
第二获取模块510，与发送模块508连接，用于获取上述储能单元在上述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，上述单元下一分配功率为上述能量管理系统基于上述单元下一剩余充放电量得到的。
[0099]
本发明实施例提供的一种充放电控制装置中，通过第一获取模块502，用于获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；确定模块504，与第一获取模块502连接，用于基于上述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，上述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，上述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；充放电模块506，与确定模块504连接，用于在预定检测时长内，采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，上述下一时刻为上述当前时刻经过上述预定检测时长之后的时刻；发送模块508，与充放电模块506连接，用于向能量管理系统发送上述单元下一剩余充放电量；第二获取模块510，与发送模块508连接，用于获取上述储能单元在上述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，上述单元下一分配功率为上述能量管理系统基于上述单元下一剩余充放电量得到的。达到了根据储能单元的实时更新的电量，作为对应的充放电功率分配标准的目的，实现了提高对储能单元功率分配准确性的技术效果，进而解决了相关技术中存在的充放电功率分配不准确的技术问题。
[0100]
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的方式位于不同的处理器中。
[0101]
此处需要说明的是，上述第一获取模块502，确定模块504，充放电模块506，发送模块508，第二获取模块510对应于实施例中的步骤s102至步骤s110，上述模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在计算机终端中。
[0102]
需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例中的相关描述，此处不再赘述。
[0103]
上述充放电控制装置还可以包括处理器和存储器，第一获取模块502，确定模块504，充放电模块506，发送模块508，第二获取模块510等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
[0104]
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
[0105]
本发明实施例提供了一种非易失性存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现充放电控制方法。
[0106]
本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤执行任意一项充放电控制方法。本文中的设备可以是服务器、pc等。
[0107]
本发明还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；基于上述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，上述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，上述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；在预定检测时长内，采用上述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对上述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻上述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，上述下一时刻为上述当前时刻经过上述预定检测时长之后的时刻；向能量管理系统发送上述单元下一剩余充放电量；获取上述储能单元在上述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，上述单元下一分配功率为上述能量管理系统基于上述单元下一剩余充放电量得到的。
[0108]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
[0109]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0110]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0111]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0112]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0113]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0114]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0115]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0116]
本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
[0117]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种充放电控制方法，其特征在于，包括：获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，所述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，所述下一时刻为所述当前时刻经过所述预定检测时长之后的时刻；向能量管理系统发送所述单元下一剩余充放电量；获取所述储能单元在所述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，所述单元下一分配功率为所述能量管理系统基于所述单元下一剩余充放电量得到的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，包括：采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，得到所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量；基于所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，确定所述单元下一剩余充放电量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，得到所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测所述预定检测时长内，所述多个电池堆分别对应的荷电状态变化值；基于所述预定检测时长和所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，得到所述多个电池堆分别对应的堆电量变化值；基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于对应的荷电状态变化值和对应的堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量，包括：检测在所述下一时刻所述多个电池堆分别对应的下一荷电状态值；基于对应的下一荷电状态值与荷电状态变化值，确定所述多个电池堆分别对应的荷电状态变化比例；基于对应荷电状态变化比例和堆电量变化值，确定所述多个电池堆分别对应的堆下一剩余充放电量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，包括：确定所述储能单元对应的单元当前剩余充放电量，以及所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量与所述单元当前剩余充放电量的堆分配比例值；采用所述多个电池堆分别对应的堆分配比例值，对所述单元当前剩余充放电量进行分
配，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配电量；基于对应的堆当前分配电量，得到所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能单元还包括与所述多个电池堆分别对应的储能变流器和电池管理系统，其中，所述储能变流器用于控制对应的电池堆进行充放电交互，所述电池管理系统用于检测所述电池堆的电池状态。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述储能单元为多个， 在所述当前时刻之后的下一时刻，获取所述储能单元对应的单元下一分配功率之前，由所述能量管理系统执行处理：接收多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量；确定得到所述多个储能单元对应的下一剩余总电量；确定所述多个储能单元分别对应的单元下一剩余充放电量与所述下一剩余总电量的单元分配比值；采用所述多个储能单元分别对应的单元分配比例值，对所述能量管理系统可控的额定总功率进行分配，得到所述多个储能单元分别对应的单元下一分配功率，并发送至对应的储能单元。8.一种充放电控制装置，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；确定模块，用于基于所述储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，其中，所述多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量不同，所述多个电池堆进行充放电处理的时长相同；充放电模块，用于在预定检测时长内，采用所述多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对所述多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻所述储能单元的单元下一剩余充放电量，其中，所述下一时刻为所述当前时刻经过所述预定检测时长之后的时刻；发送模块，用于向能量管理系统发送所述单元下一剩余充放电量；第二获取模块，用于获取所述储能单元在所述下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，所述单元下一分配功率为所述能量管理系统基于所述单元下一剩余充放电量得到的。9.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1至7中任意一项所述的充放电控制方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至7中任意一项所述的充放电控制方法。

技术总结
本发明公开了一种。其中，该方法包括：获取储能单元在当前时刻的单元当前分配功率；基于储能单元中包括的多个电池堆分别对应的堆当前剩余充放电量，确定多个电池堆分别对应的堆当前分配功率；在预定检测时长内，采用多个电池堆分别对应的堆当前分配功率，控制对多个电池堆进行充放电，确定在下一时刻储能单元的单元下一剩余充放电量；向能量管理系统发送单元下一剩余充放电量；获取储能单元在下一时刻对应的单元下一分配功率，其中，单元下一分配功率为能量管理系统基于单元下一剩余充放电量得到的。本发明解决了的技术问题。本发明解决了的技术问题。本发明解决了的技术问题。


技术研发人员：卢恺
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/9/16