CN102457066B

CN102457066B - 电力稳定系统和电力稳定方法

Info

Publication number: CN102457066B
Application number: CN201110309472.1A
Authority: CN
Inventors: 川本真也; 远藤保; 藤原淳
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: US9013152B2; JP2012085493A; CN102457066A; JP5651424B2; US20120091967A1

Abstract

根据一实施例，电力稳定系统包括第一电力转换器(2)，其连接至电力系统并且执行AC电力和DC电力之间的双向转换。电力稳定系统包括多个电池模块(4)，其每一个包括二次电池。电力稳定系统包括连接在第一电力转换器和电池模块之间的第二电力转换器(3)，其将来自第一电力转换器的DC电力进行转换并且对电池模块的二次电池(41)充电，并且将电池模块中所充的电力进行转换以及将所转换的电力放电至第一电力转换器。电力转换系统包括控制器(1)，其根据电力系统的状态控制多个电池模块中的每一个的充电或放电。

Description

电力稳定系统和电力稳定方法

相关申请的交叉引用

本申请是基于并且请求2010年10月14日提交的申请号为2010-231743的在先日本专利的优先权，该专利的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及包括电池模块的电力稳定系统以及电力稳定方法，其中所述电池模块包含二次电池(secondary battery)。

背景技术

传统上，对电力的需求正在逐步增加，并且电力系统已经变得复杂。因此，用于稳定的供应电力的电力稳定系统是必须的，并且已经提出了各种装置。此外，已经提出了用于对电力系统充电或放电的使用电池模块的若干装置。

上述一些电力稳定系统包括多个电池模块，但是这些电池模块的充电量和放电量的比率是相同的。因此，适当地维持电力系统的稳定性变得不可能，或者给定电池模块的充电/放电次数的剩余寿命变得比其他电池模块的短很多。

发明内容

本发明提供了一种能够适当使配电系统的电力稳定的电力稳定系统和电力稳定方法。

一般而言，根据一个实施例，电力稳定系统包括第一电力转换器，其连接到电力系统并且在AC电力和DC电力之间执行双向转换。电力稳定系统包括多个电池模块，其每一个包括二次电池。电力稳定系统包括第二电力转换器，其连接在第一电力转换器和电池模块之间，转换来自第一电力转换器的DC电力，并且对电池模块的二次电池进行充电，以及转换电池模块中所充的电力并且将所充的电力放电到第一电力转换器。电力稳定系统包括控制器，其根据电力系统的状态控制多个电池模块中每一个的充电或放电。

上述实施例可以提供能够适当地使配电系统的电力稳定的电力稳定系统。

附图说明

图1是示出在扩充根据第一实施例的电力稳定系统之前的配置示例的框图；

图2是示出根据第一实施例的由电力稳定系统执行的模块选择处理的程序的示例的流程图；

图3是示出根据第一实施例的由电力稳定系统执行的充电/放电寿命控制处理的程序的示例的流程图；

图4是示出根据第二实施例的电力稳定系统的配置示例的框图；

图5是示出根据第二实施例的电力稳定系统的配置示例的框图；

图6是示出根据第三实施例的用于电力稳定系统的电动机驱动电力转换系统的配置示例的框图；

图7是示出根据第三实施例的电力稳定系统的配置示例的框图；

图8是示出根据第四实施例的由电力稳定系统执行的程序的示例的流程图；

图9是示出根据第五实施例的电力稳定系统的配置示例的框图；

图10是示出根据第六实施例的电力稳定系统的配置示例的框图；以及

图11是示出根据第七实施例的电力稳定系统的协议转换器的配置示例的框图。

具体实施方式

下文将参考附图解释实施例。

(第一实施例)

首先，将描述第一实施例。

图1是示出在扩充根据第一实施例的电力稳定系统之前的配置示例的框图。

图1中示出的电力稳定系统是连接到配电系统的作为建筑物中电力系统的系统，并且包括用于综合地控制整个系统的综合控制器1、AC/DC转换器2、DC/DC转换器3、电池模块4以及检测器5。检测器5是例如配电系统的电流传感器或能源管理系统(EMS)接收终端。EMS是安装在系统外部的电力管理系统。

综合控制器1包括管理单元11和通信单元12。

管理单元11具有基于电池模块4的电池信息控制每个电池模块4的充电/放电量的负荷分配控制功能。

通信单元12通过经由AC/DC转换器2和DC/DC转换器3执行通信来获取每个电池模块4的电池信息。

AC/DC转换器2包括双向逆变器(inverter)21、控制单元22、通信单元23、通信转换单元24和通信单元25。

双向逆变器21将来自配电系统的AC电力转换成DC电力并且将该DC电力输出到DC/DC转换器3，并且将来自DC/DC转换器3的DC电力转换成AC电力以及将该AC电力输出到配电系统。

控制单元22基于来自综合控制器1的通信命令控制双向逆变器21的操作。

通信单元23与DC/DC转换器3交换信息。通信单元25与综合控制器1交换信息。通信转换单元24在要由通信单元23处理的信息和要由通信单元25处理的信息之间执行转换处理。

DC/DC转换器3包括电压阶升/阶降(step-down)单元31、控制单元32和通信单元33。

电压阶升/阶降单元31对来自AC/DC转换器2的DC电力执行电压转换，并且对电池模块4的二次电池充电，以及对存储在二次电池中的电力执行电压转换并且将电力放电到AC/DC转换器2。

控制单元32基于来自综合控制器1和AC/DC转换器2的通信命令控制电压阶升/阶降单元31。

通信单元33与AC/DC转换器2和电池模块4交换信息。

电池模块4包括二次电池组41和电池管理单元(BMU)42。BMU 42包括控制单元43、通信单元44和管理单元45。

通过以串-并联的方式连接诸如锂离子电池、NI-MH电池或铅酸电池的二次电池来获得二次电池组41。

BMU 42的控制单元43基于来自DC/DC转换器3的通信命令控制二次电池组，从而对电池充电或放电。通信单元44与DC/DC转换器3交换信息。管理单元45管理二次电池组41的电池信息，例如电压、电流、温度、充电状态(SOC)值、内电阻和充电/放电集成电流，从而感测二次电池组41的异常或充电/放电次数的剩余寿命。

在该实施例中，电池模块4的数量是3，并且对于每个电池模块4安装一个DC/DC转换器3。更具体地说，第一DC/DC转换器3安装在AC/DC转换器2和第一电池模块4之间，第二DC/DC转换器3安装在AC/DC转换器2和第二电池模块4之间，以及第三DC/DC转换器3安装在AC/DC转换器2和第三电池模块4之间。

电池模块4被分类为三类电池模块，即具有不同特性的电池模块“A”、“B”和“C”。电池模块“A”的二次电池组41包括锂离子电池。电池模块“B”的二次电池组41包括NI-MH电池。电池模块“C”的二次电池组41包括铅酸电池。

现在将会解释根据第一实施例的由电力稳定系统执行的模块选择处理。该处理是根据配电系统的电流值，从多个电池模块4中选择要充电或放电的电池模块的处理。

图2是示出根据第一实施例的由电力稳定系统执行的模块选择处理的程序的示例的流程图。

首先，检测器5检测配电系统的电流值(步骤S1)，并且综合控制器1的通信单元12接收该检测出的电流值。如果所接收的电流值的改变小于预定参考值A，则管理单元11输出用于仅对电池模块“C”充电或放电的命令信号(步骤S2→步骤S3)。经由用于电池模块“C”的通信路径将该信号从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“C”的通信单元44，所述通信路径是包括通信单元25，通信转换单元24，以及AC/DC转换器2的通信单元23和用于电池模块“C”的DC/DC转换器3的通信单元33的通信路径。基于该信号，电池模块的控制单元43对电池模块的二次电池组41充电或放电。

来自综合控制器1的命令信号也经由通信单元33输入到用于电池模块“C”的DC/DC转换器3的控制单元32。基于该信号，控制单元32控制电压阶升/阶降单元31。此外，来自综合控制器1的命令信号经由通信单元23输入到AC/DC转换器2的控制单元22。基于该信号，控制单元22控制双向逆变器21。

如果上述频率等于或高于参考值A但是低于比参考值A大的参考值B，则输出仅对电池模块“B”和“C”充电或放电的信号(步骤S4→步骤S5和S6)。该信号经由用于电池模块“B”和“C”的通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“B”和“C”的通信单元44，所述通信路径是包括通信单元25、通信转换单元24以及AC/DC转换器2的通信单元23和用于电池模块“B”和“C”的DC/DC转换器3的通信单元33的通信路径。基于该信号，每个电池模块的控制单元43对该电池模块的二次电池组41充电或放电。此外，如上所描述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21。

如果上述频率等于或高于参考值B，则输出对电池模块“A”、“B”和“C”充电或放电的信号(步骤S7→步骤S8、S9和S10)。该信号经由用于电池模块“A”、“B”和“C”的通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“A”、“B”和“C”的通信单元44，所述通信路径包括通信单元25、通信转换单元24以及AC/DC转换器2的通信单元23和用于电池模块“A”、“B”和“C”的DC/DC转换器3的通信单元33。基于该信号，每个电池模块的控制单元43对该电池模块的二次电池组41充电或放电。此外，如先前所描述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21。

接下来，将描述根据第一实施例的由电力稳定系统执行的充电/放电寿命控制处理。该处理是选择电池模块作为充电目标或放电源的处理，或调整处于充电/放电等待状态的充电量的处理，以便延长多个电池模块中的每一个的充电/放电次数的剩余寿命。

图3是示出根据第一实施例的由电力稳定系统执行的充电/放电寿命控制处理的程序的示例的流程图。

首先，如果每个电池模块4的操作状态处于充电/放电等待状态(步骤S11中的是)，则综合控制器1的管理单元11获取每个电池模块的充电状态值SOC和充电/放电次数的剩余寿命。

更具体地，管理单元11输出来自通信单元12的电池信息请求信号。将该信号经由通信单元25、通信转换单元24和AC/DC转换器2的通信单元23、DC/DC转换器3的通信单元33和电池模块4的通信单元44发送到每个电池模块4的管理单元45。管理单元45输出来自通信单元44的电池模块的二次电池组41的SOC值和剩余寿命。经由DC/DC转换器3的通信单元33、通信单元23、通信转换单元24和AC/DC转换器2的通信单元25以及综合控制器1的通信单元12将该信号发送到综合控制器1的管理单元11。因此，管理单元11获取充电状态值SOC，充电/放电次数的剩余寿命等。

管理单元11输出调整每个电池模块4的二次电池组41的充电量的命令信号，以使得电池模块4的二次电池组41的充电量满足用于延长剩余寿命的上述最优条件，所述最优条件是基于二次电池的特性的。上述最优条件例如是电池模块“A”和“B”的充电量是最大值的“50％”并且电池模块“C”的充电量是最大值的“100％”的条件。

该命令信号经由通信单元25、通信转换单元24和AC/DC转换器2的通信单元23以及用于电池模块“C”的DC/DC转换器3的通信单元33从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“C”的通信单元44。基于该信号，电池模块的控制单元43对二次电池组41充电或放电(步骤S12)。

此外，如果每个电池模块4的操作状态不是处于充电/放电等待状态(步骤S11中的否)，如果要执行充电控制(步骤S13中的是)，并且如果电池模块“A”、“B”和“C”中存在包括充电状态值SOC等于或大于参考值A1的二次电池组41的电池模块4(步骤S14中的是)，则综合控制器1的管理单元11确定不对相应的电池模块4充电(步骤S15)。管理单元11选择除了不使用的该电池模块之外的电池模块4作为要使用的电池模块。注意，参考值A1是根据该电池模块4的特性针对每个电池模块4而设置的值。

如果不存在包括充电状态值SOC等于或大于参考值A1的二次电池组41的电池模块4(步骤S14中的否)，则管理单元11选择所有的电池模块4作为要使用的电池模块。

如果要使用的所选择的电池模块的充电电流等于或大于参考值I1(步骤S16中的是)，则管理单元11输出优先对电池模块“A”充电的信号。该信号经由用于电池模块“A”的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“A”的通信单元44。基于该信号，电池模块的控制单元43对电池模块的二次电池组41充电。此外，如上所述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S17)。

如果要使用的所选择的电池模块的充电电流小于参考值I1(步骤S16中的否)并且电池模块“A”、“B”和“C”的剩余寿命相等(步骤S18中的是)，则管理单元11输出对电池模块“A”、“B”和“C”相等地充电的信号。该信号经由上述用于电池模块“A”、“B”和“C”的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“A”、“B”和“C”的通信单元44。基于该信号，每个电池模块的控制单元43对该电池模块的二次电池组41充电。此外，如先前所述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S19)。

如果要使用的所选择的电池模块的充电电流小于参考值I1(步骤S16中的否)并且电池模块“A”、“B”和“C”的剩余寿命不相等(步骤S18中的否)，则管理单元11输出优先对电池模块“A”、“B”和“C”中具有长剩余寿命的一个充电的信号。该信号经由用于优先的电池模块的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到相应的电池模块的通信单元44。基于该信号，电池模块的控制单元43对电池模块的二次电池组41充电。此外，如上述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S20)。

如果每个电池模块4的操作状态不处于充电/放电等待状态(步骤S11中的否)，如果没有执行充电控制，即执行放电控制(步骤S13中的否)，并且如果在电池模块“A”、“B”和“C”中存在包括充电状态值SOC小于参考值A2的二次电池组的电池模块(步骤S21中的是)，则综合控制器1的管理单元11确定不对相应的电池模块放电(步骤S22)。管理单元11选择除了不使用的该电池模块之外的电池模块4作为要使用的电池模块。注意，参考值A2是根据该电池模块4的特性针对每个电池模块4而设置的值。

如果不存在包括充电状态值SOC等于或大于参考值A2的二次电池组的电池模块4(步骤S21中的否)，则管理单元11选择所有的电池模块4作为要使用的电池模块。

如果要使用的所选择的电池模块的放电电流等于或大于参考值I2(步骤S23中的是)，则管理单元11输出优先对电池模块“A”放电的信号。该信号经由用于电池模块“A”的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“A”的通信单元44。基于该信号，电池模块的控制单元43对电池模块的二次电池组41放电。此外，如上所述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S24)。

如果要使用的所选择的电池模块的放电电流小于参考值I2(步骤S23中的否)并且电池模块“A”、“B”和“C”的剩余寿命相等(步骤S25中的是)，则管理单元11输出对电池模块“A”、“B”和“C”相等地放电的信号。该信号经由用于电池模块“A”、“B”和“C”的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到电池模块“A”、“B”和“C”的通信单元44。基于该信号，每个电池模块的控制单元43对该电池模块的二次电池组41放电。此外，如先前所述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S26)。

如果要使用的所选择的电池模块的放电电流小于参考值I2(步骤S23中的否)并且电池模块“A”、“B”和“C”的剩余寿命不相等(步骤S25中的否)，则管理单元11输出优先对电池模块“A”、“B”和“C”中具有长剩余寿命的一个放电的信号。该信号经由用于优先的电池模块的上述通信路径从综合控制器1的通信单元12发送到相应的电池模块的通信单元44。基于该信号，电池模块的控制单元43对电池模块的二次电池组41放电。此外，如上述的控制电压阶升/阶降单元31和双向逆变器21(步骤S27)。在步骤S17、S19、S20、S24、S26和S27作为充电或放电控制步骤之后，当预定时间过去时，即当时间t变成t+Δt时，处理返回至步骤S11。

如上所述，根据第一实施例的电力稳定系统执行根据配电系统的电流值从多个电池模块中选择要充电或放电的模块的处理，并且还执行选择电池模块作为充电目标或放电源的处理，或调整处于充电/放电等待状态的充电量的处理，以便延长多个电池模块中的每一个的充电/放电次数的剩余寿命。因此，能够适当地维护电力的稳定性，并且任意电池模块的充电/放电次数的剩余寿命不会变得比其他电池模块的短很多。这使得能够适当地使配电系统的电力稳定。

(第二实施例)

接下来，将解释第二实施例。注意，下面描述的根据每个实施例的电力稳定系统的配置与图1中所示的基本上相同，所以将省略对相同部分的重复解释。

在该实施例中，当增加要使用的电池模块4的数量和连接到要使用的电池模块4的DC/DC转换器3的数量以便增加系统中电池模块4的容量，同时保持AC//DC转换器2的输出电力的额定值(rating)不变时，综合控制器1根据该增加执行控制。

图4和图5是示出根据第二实施例的电力稳定系统的配置示例的框图。

图4中所示的配置是在系统中电池模块4的容量增加之前的配置。除了第一实施例中解释的综合控制器1、检测器5和AC/DC转换器2之外，一DC/DC转换器3连接到AC/DC转换器2以及一电池模块4连接到DC/DC转换器3。在该实施例中，AC/DC转换器2和DC/DC转换器3的输出电力值是50kw。

图5中示出的配置是在系统中的电池模块4的容量增加之后的配置。。除了第一实施例中解释的综合控制器1、检测器5和AC/DC转换器2之外，一电池模块4连接到三个DC/DC转换器3中的每一个，其中，所述DC/DC转换器3连接到AC/DC转换器2。每个电池模块4是在第一实施例中解释的电池模块“A”，并且具有10kwh的容量。

当系统配置从图4中所示的配置改变为图5中所示的配置时，综合控制器1的管理单元11输出向通信单元12请求每个DC/DC转换器3的安装形式和每个电池模块4的容量值的信号。该信号经由通信单元25、通信转换单元24、以及AC/DC转换器2的通信单元23、DC/DC转换器3的通信单元33和电池模块4的通信单元44发送到每个电池模块4的管理单元45。管理单元45输出来自通信单元44的模块中二次电池组41的容量值。该信号经由DC/DC转换器3的通信单元33、通信单元23、通信转换单元24、以及AC/DC转换器2的通信单元25和综合控制器1的通信单元12发送到综合控制器1的管理单元11。因此，管理单元11获取每个DC/DC转换器3的安装形式和每个电池模块4的容量值。

要执行对应于所获取的DC/DC转换器3的安装形式和所获取的电池模块4的容量值的充电/放电控制，综合控制器1的管理单元11经由通信单元33将输出电力值命令信号输出到每个DC/DC转换器3的控制单元32。基于该信号，控制单元32控制电压阶升/阶降单元31。

(第三实施例)

下面将解释第三实施例。

图6是示出根据第三实施例的用于在电力稳定系统中使用的电动机驱动电力转换系统的配置示例的框图。

该电动机驱动电力转换系统包括三相AC电动机51、电动机驱动电力转换器52和用于角度检测的分解器53(resolver)。

电动机驱动电力转换器52包括双向逆变器52a、控制单元52b和通信单元52c。双向逆变器52a将来自电动机51的每个相的AC电力转换成DC电力，并且将DC电力充电到二次电池组54，以及将来自二次电池组54的DC电力转换成AC电力。控制单元52b基于经由通信单元52c从分解器53发送的信号来控制双向逆变器52a的操作。通信单元52c将来自分解器53的信号输出到控制单元52b。

图7是示出根据第三实施例的电力稳定系统的配置示例的框图。

在该系统中，使用图6中所示的电动机驱动电力转换器52替换第一实施例中所解释的AC/DC转换器2。在该实施例中，电池模块是两种类型的，即电池模块“A”和“B”，并且DC/DC转换器3连接到每个电池模块。

此外，在该实施例中，配电系统连接到电动机驱动电力转换器52的双向逆变器52a。双向逆变器52a连接到DC/DC转换器3的电压阶升/阶降单元31。综合控制器1的通信单元12连接到电动机驱动电力转换器52的通信单元52c。

该系统还包括相位检测转换电路55。相位检测转换电路55检测配电系统和双向逆变器52a之间的电力的相位并且将所检测的相位输出到电动机驱动电力转换器52的通信单元52c。

电动机驱动电力转换器52的双向逆变器52a将来自配电系统的AC电力转换成DC电力并且将该DC电力输出到DC/DC转换器3，并且将来自DC/DC转换器3的DC电力转换成AC电力，并且将AC电力输出到配电系统。

控制单元52b基于来自综合控制器1的通信命令或来自相位检测转换电路55的检测结果产生电源电压同步信号，从而控制双向逆变器52a的操作。

通信单元52c与综合控制器1和DC/DC转换器3交换信息。通信单元52c还将来自相位检测转换电路55的检测结果输出到控制单元52b。

即使当使用电动机驱动电力转换器52替代第一实施例中解释的AC/DC转换器2时，上述配置仍然能够构成与第一实施例中解释的系统类似的系统。

(第四实施例)

下面将解释第四实施例。

图8是示出根据第四实施例的由电力稳定系统执行的程序的示例的流程图。

该实施例与第一实施例的区别在于三个电池模块4连接到一个DC/DC转换器3。DC/DC转换器3还可以是第三实施例中解释的电动机驱动电力转换器52。

DC/DC转换器3的电压阶升/阶降单元31具有一一对应地连接到电池模块4的二次电池组41的三个连接终端。DC/DC转换器3的通信单元33还具有一一对应地连接到电池模块的通信单元44的三个连接终端。

如果电池模块4的二次电池组41具有不同的特性，则综合控制器1将第一实施例中解释的命令信号经由AC/DC转换器2输出到DC/DC转换器3，其中所述命令信号即根据配电系统中的电流值从多个电池模块4中选择要充电或放电的电池模块的命令信号。基于该信号，DC/DC转换器3的电压阶升/阶降单元31向每个电池模块4输出对应于电池模块4的充电/放电命令信号，从而单独地控制电池模块4的充电/放电。

如果电池模块4的二次电池组41的特性是相同的，则综合控制器1经由AC/DC转换器2向DC/DC转换器3输出用于选择电池模块作为充电目标或放电源或调整处于充电/放电等待状态的充电量的命令信号，以使得电池模块的充电量不会同时变得小于参考值，其中在该参考值处操作是可能的。基于该信号，DC/DC转换器3的电压阶升/阶降单元31向每个电池模块4输出对应于该电池模块4的充电/放电命令信号，从而单元地控制电池模块4的充电/放电。

上述配置能够实现与第一实施例相同的配置，而与第一实施例不同的时，不需要使用与电池模块相等数量的DC/DC转换器。

(第五实施例)

下面将解释第五实施例。

图9是示出根据第五实施例的电力稳定系统的配置示例的框图。

在该系统中，用太阳光发电系统6替代第四实施例中解释的电池模块4中的一个。

太阳光发电系统6将由太阳能电池(未示出)发生的电力输出到DC/DC转换器3。

在该实施例中，DC/DC转换器3的电压阶升/阶降单元31的三个连接终端中的两个连接到两个电池模块的二次电池组41。第三终端连接到太阳光发电系统6的电力输出终端。DC/DC转换器3的通信单元33的三个连接终端中的两个一一对应地连接到电池模块的通信单元44。第三终端连接到太阳光发电系统6的信号输出/输入终端。

在该系统中当需要对电池模块4充电时，综合控制器1向每个电池模块4输出第一实施例中解释的用于模块选择处理的命令信号或用于充电/放电寿命控制处理的SOC请求信号。此外，当需要对每个电池模块4或太阳光发电系统6放电时，综合控制器1向每个电池模块4或太阳光发电系统6输出第一实施例中解释的用于模块选择处理的命令信号，或向每个电池模块4输出第一实施例中解释的用于充电/放电寿命控制处理的SOC请求信号。

此外，为了从太阳光发电系统6提取最大能量，通信单元33可以接收来自太阳光发电系统6的关于太阳能电池的发电状态的信号并且将信息传送到控制单元32，并且控制单元32可以命令电压阶升/阶降单元31来执行最大功率点跟踪(MPPT)，从而控制太阳光发电的输出电压和输出电流。

(第六实施例)

下面将解释第6实施例。

图10是示出根据第6实施例的电力稳定系统的配置示例的框图。

在该系统中，将电动车辆快速充电器7添加到第一实施例中解释的配置中。电动车辆快速充电器7包括电压阶升/阶降单元71、控制单元72和通信单元73。电压阶升/阶降单元71是可从AC/DC转换器2的双向逆变器21中拆卸的。

电压阶升/阶降单元71对来自AC/DC转换器2的DC电力执行电压转换并且对电动车辆(未示出)的二次电池充电，以及对存储在该二次电池中的电力执行电压转换并且将该电力放电至AC/DC转换器2。

控制单元72基于来自综合控制器1或AC/DC转换器2的通信命令控制电压阶升/阶降单元71。通信单元73与AC/DC转换器2交换信息。

在该系统中，电动车辆快速充电器7连接到AC/DC转换器2。通过连接到电动车辆的二次电池的电动车辆快速充电器7，一组电动车辆快速充电器7和电动车辆的二次电池可以被认作一组第四DC/DC转换器3和第四电池模块。当需要对电池模块4或电动车辆的二次电池充电时，综合控制器1向每个电池模块4或电动车辆快速充电器7输出在第一实施例中解释的用于模块选择处理的命令信号或用于充电/放电寿命控制处理的SOC请求信号。

此外，当需要对电池模块4或电动车辆快速充电器7放电时，综合控制器1向每个电池模块4或电动车辆快速充电器7输出在第一实施例中解释的用于模块选择处理的命令信号或用于充电/放电寿命控制处理的SOC请求信号。

上述配置通过将一组电动车辆快速充电器和电动车辆认作一组DC/DC转换器和电池模块来执行充电/放电控制。因此，能够有效地使用电动车辆快速充电器和电动车辆的充电/放电功能。

(第七实施例)

下面将解释第七实施例。

该实施例包括协议转换器8，用于将要由上述实施例中解释的多种类型的电池模块处理的通信协议(如果这些通信协议在模块之间不同的话)转换成通用通信协议。

协议转换器8安装在每个DC/DC转换器3和每个电池模块的BMU 42之间，并且包括控制单元81、帧转换单元82、帧处理单元83、数据包转换单元84、数据包处理单元85、BMU第一发送/接收单元86、BMU第二发送/接收单元87、BMU第三发送/接收单元88以及系统侧发送/接收单元89。

每个DC/DC转换器3的通信单元33连接到协议转换器8的系统侧发送/接收单元89。BMU第一发送/接收单元86连接到第一电池模块的通信单元44。BMU第二发送/接收单元87连接到第二电池模块的通信单元44。BMU第三发送/接收单元88连接到第三电池模块的通信单元44。

在该配置中，当协议转换器8的BMU第一发送/接收单元86、BMU第二发送/接收单元87和BMU第三发送/接收单元88接收来自每个电池模块4的BMU 42的通信单元44的信号以便执行上述模块选择处理或充电/放电寿命控制处理时，帧转换单元82和数据包转换单元84转换帧和数据包以便将输入信号的通信协议转换成预定通用协议。然后帧处理单元83和数据包处理单元85作为信号发送源经由系统侧发送/接收单元89将包括所转换的帧和数据包的通信信号发送到对应于电池模块4的DC/DC转换器3的通信单元33。

在上述的配置中，即使由于二次电池组41的特性或电池模块4的BMU42的规范不同而使得由电池模块处理的通信协议在电池模块之间不同时，仍然能够在DC/DC转换器3和电池模块4之间执行正常通信处理。因此，能够正常地执行第一实施例中解释的模块选择处理和充电/放电寿命控制处理。

上述每个实施例都能提供能够适当地使配电系统的电力稳定的电力稳定系统。

尽管已经描述了某些实施例，但是仅是以示例的方式提出这些实施例，并且不意图限制本发明的范围。的确，本文所描述的新颖实施例可以体现为各种其他形式；此外，可以在不脱离本发明的精神的情况下，对本文所描述的实施例的形式进行各种省略、替代和改变。所附权利要求和其等价物意图覆盖落在本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims

1.一种电力稳定系统，其特征在于包括：

第一电力转换器(2)，其连接到电力系统并且在AC电力和DC电力之间执行双向转换；

多个电池模块(4)，其每一个包括二次电池；

第二电力转换器(3)，其连接在所述第一电力转换器和所述电池模块之间，将来自所述第一电力转换器的DC电力进行转换并且对所述电池模块的二次电池(41)充电，以及对所述电池模块中所充的电力进行转换并且将所转换的电力放电至所述第一电力转换器；以及

控制器(1)，其根据所述电力系统的电流值控制所述多个电池模块中的每一个的充电或放电，其中对要充电或放电的电池模块进行充电或放电的优先级是通过首先将所述要充电或放电的电池模块中的每一个电池模块的充电电流或放电电流与参考值进行比较、以及然后将所述要充电或放电的电池模块的剩余寿命进行比较来确定的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述控制器根据所述电力系统的电流值改变的幅度设置所述多个电池模块中要充电或放电的电池模块的数量。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述控制器根据所述多个电池模块的所述二次电池的特性从所述多个电池模块中选择要充电或放电的电池模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于

所述多个电池模块的所述二次电池具有不同的特性，并且

所述控制器：执行充电/放电等待状态下的控制，在所述充电/放电等待状态下不需要对所述多个电池模块充电或放电，以使得每个二次电池的充电量满足充电/放电等待状态下的最优条件；当需要对所述多个电池模块中的任何一个充电时控制包括充电量小于预定参考值的二次电池的电池模块的充电量；并且在需要对所述多个电池模块中的任何一个放电时控制包括充电量已经超过所述预定参考值的二次电池的电池模块的放电量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括检测器(5)，其检测所述电力系统的所述电流值，

其中，所述第一电力转换器是三相AC电动机电力转换器，包括：

AC终端，其连接到三相AC电动机(51)；

输入终端，其接收来自所述三相AC电动机的旋转角度信号；以及

控制单元(52b)，其根据所述旋转角度信号控制所述三相AC电动机的旋转，

所述AC终端连接至所述电力系统，

所述输入终端接收来自所述检测器的检测结果，以及

根据所述检测结果执行AC电力和DC电力之间的双向转换。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于

太阳光发电系统(6)，其连接到所述第二电力转换器的电池模块侧终端，并且

所述控制器根据所述电力系统的所述电流值，控制要放电至所述电力系统的由所述太阳光发电系统产生的电力的量。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括电动车辆充电器(7)，其连接至所述第一电力转换器的DC终端和电动车辆，

其中，所述控制器根据所述电力系统的所述电流值控制所述多个电池模块中的每一个和所述电动车辆充电器的充电量或放电量。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于

所述多个电池模块中的每一个根据从一电池模块到另一电池模块改变的通信协议输出包含二次电池充电量的信息，

所述系统还包括协议转换器(8)，其将来自所述多个电池模块中的每一个的所述信息的所述通信协议转换成预定通用通信协议，并且

所述控制器根据所述电力系统的所述电流值控制所述多个电池模块中的每一个的充电量或放电量，并且根据由所述协议转换器转换的所述通信协议控制从所述电池模块发送的所述信息。

9.一种在电力稳定系统中使用的电力稳定方法，所述电力稳定系统的特征在于包括第一电力转换器(2)，其连接到电力系统并且在AC电力和DC电力之间执行双向转换，多个电池模块(4)，其每一个包括二次电池，第二电力转换器(3)，其连接在所述第一电力转换器和所述电池模块之间，将来自所述第一电力转换器的DC电力进行转换并且对所述电池模块的二次电池(41)充电，以及对所述电池模块中所充的电力进行转换并且将所转换的电力放电至所述第一电力转换器，所述电力稳定方法包括：

控制，其根据所述电力系统的状态控制所述多个电池模块中的每一个的充电或放电，其中对要充电或放电的电池模块进行充电或放电的优先级是通过首先将所述要充电或放电的电池模块中的每一个电池模块的充电电流或放电电流与参考值进行比较、以及然后将所述要充电或放电的电池模块的剩余寿命进行比较来确定的。