一种蓄电池储能系统控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种蓄电池储能系统控制方法，其技术特点是：读取当前时刻蓄电池的荷电状态Soc(t)；根据系统未来一段时间Δt内的负荷预测结果，估算Δt内蓄电池与外部的交换功率Pex；根据蓄电池系统运行电压，计算Δt内与外部的交换电流Iex＝Pex/U；若交换电流Iex＞0，代表蓄电池放电，执行蓄电池放电控制过程，否则执行蓄电池充电控制过程。本发明专利技术设计合理，其根据不同充放电电流情况下蓄电池内部的电量变化情况，实施对蓄电池储能系统的优化管理和控制，有效地提高蓄电池储能系统的能源转化效率，可广泛用于对电动汽车充电站、微网或UPS系统中的储能装置进行能量管理和控制。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池储能系统控制方法
本专利技术属于蓄电池储能控制
，尤其是一种蓄电池储能系统控制方法。
技术介绍
蓄电池是贮存化学能量并在必要时放出电能的一种电气化学设备。其工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。蓄电池的额定容量用来表征其储存电能的能力，即蓄电池充满电时内部的电能，随着蓄电池的使用，其内部电能会不断释放。荷电状态(StateofCharge,Soc)可以用来表征蓄电池电能释放的程度，荷电状态是指蓄电池的剩余容量与额定容量的比值，荷电状态为1代表蓄电池电量全满，荷电状态为0代表净放电量达到额定容量。由于受到内部电化学反应过程的影响，蓄电池的充放电过程受到一系列约束：对于充电过程，并不是任何大小的充电电流都能够被蓄电池接受，存在一个最大的可接受电流，最大可接受电流大小取决于充电时刻蓄电池的剩余容量；与此同时，最大可接受电流的大小在充电过程中的值也并不是恒定的，而将随着蓄电池剩余容量的增加而减小。对于放电过程，蓄电池的放电容量受到放电电流的约束，放电电流越大，蓄电池能够放出的总电量就越少，放电过程的持续时间也越短；放电电流越小，其能够放出的总电量就越大，放电过程的持续时间也越长。在蓄电池储能系统中，为了充分发挥能源转化效率，需要建立能量管理平台，对蓄电池的充放电进行管理和控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理并且能够充分发货能源转化效率的蓄电池储能系统控制方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种蓄电池储能系统控制方法，包括以下步骤：步骤1、读取当前时刻蓄电池的荷电状态Soc(t)；步骤2、根据系统未来一段时间Δt内的负荷预测结果，估算Δt内蓄电池与外部的交换功率Pex；步骤3、根据蓄电池系统运行电压，计算Δt内与外部的交换电流Iex＝Pex/U；步骤4、若交换电流Iex＞0，代表蓄电池放电，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5、蓄电池放电控制步骤；步骤6，蓄电池充电控制步骤。而且，所述步骤5的具体处理过程为：计算Δt内蓄电池最大可放电电流Ioutmax，若Ioutmax≥Iex，标记蓄电池能够供电，计算放电后蓄电池的荷电状态Soc(t+Δt)作为参考；若Ioutmax＜Iex，提示系统缺电告警信息。而且，所述计算Δt内蓄电池最大可放电电流Ioutmax采用如下公式：其中，SoC(t-1)为放电初始时刻蓄电池的荷电状态，T为蓄电池可持续放电的时间T，K和n为取决于不同蓄电池自身放电特性的常数。而且，所述计算放电后蓄电池的荷电状态采用如下公式：其中，t为在电流Iout下的实际放电时间，CN为蓄电池额定容量，SoC(t)为放电完成后蓄电池的荷电状态。而且，所述步骤6的具体处理过程为：计算蓄电池的可接受电流和蓄电池在充电时间t内的充电容量Cin，充电电流Iin＜I0，蓄电池以Iin恒电流充电；否则，估算蓄电池在Δt内的最大临界充电电流Iinmax，并控制系统以Iinmax为蓄电池充电，同时提示系统内电能过剩，需要切除部分电源。而且，所述计算蓄电池的可接受电流采用如下公式：I＝I0e-at其中，I0为开始充电时允许的最大初始电流值，α为蓄电池的充电接受比，用来表征蓄电池的充电接受特性。而且，所述计算蓄电池在充电时间t内的充电容量Cin采用如下公式：其中，I0＝αCR，CR＝(1-SoC(t-1))Cx，SoC(t-1)为充电前蓄电池的荷电状态，CN为储能的额定容量。而且，所述最大临界充电电流Iinmax的计算方法为：令放电仿真过程中的临界时刻T＝Δt，即从而计算得到取该式中Iinmax为正者即为控制下的蓄电池充电电流。而且，所述需要切除部分电源功率为(Iex-Iinmax)U。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术设计合理，其根据不同充放电电流情况下蓄电池内部的电量变化情况，实施对蓄电池储能系统的优化管理和控制，有效地提高蓄电池储能系统的能源转化效率，可广泛用于对电动汽车充电站、微网或UPS系统中的储能装置进行能量管理和控制。附图说明图1是蓄电池充电时第一种充电情形示意图；图2是蓄电池充电时第二种充电情形示意图；图3是蓄电池充电时第三种充电情形示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步详述：一种蓄电池储能系统控制方法，包括以下步骤：步骤1、读取当前时刻蓄电池的荷电状态Soc(t)；步骤2、根据系统未来一段时间Δt内的负荷预测结果，估算Δt内蓄电池与外部的交换功率Pex；步骤3、根据蓄电池系统运行电压，计算Δt内与外部的交换电流Iex＝Pex/U；步骤4、若Iex＞0，代表蓄电池放电，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5、蓄电池放电处理过程：根据式(1)计算Δt内蓄电池最大可放电电流Ioutmax，若Ioutmax≥Iex，标记蓄电池能够供电，并根据式(2)计算放电后蓄电池的荷电状态Soc(t+Δt)作为参考；若Ioutmax＜Iex，提示系统缺电告警信息。在放电过程中，蓄电池能够放出的电能受到放电电流的约束，放电电流越大，可放电的容量就越少。设放电初始时刻蓄电池的荷电状态为SoC(t-1)，在某一放电电流水平Iout下，蓄电池可持续放电的时间T可以用皮凯特(Peukert)放电公式描述：其中，K和n为取决于不同蓄电池自身放电特性的常数，可以通过试验得到。根据上述原理，蓄电池的放电过程仿真可以表达为：其中，t为在电流Iout下的实际放电时间，CN为蓄电池额定容量，SoC(t)为放电完成后蓄电池的荷电状态，即放电终止后，蓄电池的荷电状态为终止时的荷电状态为(CN×SoC(t-1)-Iout×T)/CN。放电过程的控制原理：当以电流Iout持续放电时，蓄电池最多能维持的放电时间为T。若实际放电时间t≤T，那么放电结束后，蓄电池放出的电量为CN×SoC(t-1)-Iout×t，放电结束后的荷电状态为(CN×SoC(t-1)-Iout×T)/CN；若t≥T，则蓄电池在时间t内无法持续以Iout水平放电，说明无法为特定负荷持续供应电力。步骤6、蓄电池充电处理过程：根据式(3)和式(4)计算Δt内蓄电池的充电过程属于图1至图3中的哪种情形，如果属于第三种情形(图3)，则正常启动蓄电池充电功能；如果属于第一(图1)情形、二种情形(图2)，则根据图2对应仿真表达式估算蓄电池在Δt内的最大临界充电电流Iinmax，并控制系统以Iinmax为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池储能系统控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、读取当前时刻蓄电池的荷电状态Soc(t)；步骤2、根据系统未来一段时间Δt内的负荷预测结果，估算Δt内蓄电池与外部的交换功率Pex；步骤3、根据蓄电池系统运行电压，计算Δt内与外部的交换电流Iex＝Pex/U；步骤4、若交换电流Iex＞0，代表蓄电池放电，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5、蓄电池放电控制步骤；步骤6，蓄电池充电控制步骤。

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池储能系统控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、读取当前时刻蓄电池的荷电状态Soc(t)；步骤2、根据系统未来一段时间Δt内的负荷预测结果，估算Δt内蓄电池与外部的交换功率Pex；步骤3、根据蓄电池系统运行电压，计算Δt内与外部的交换电流Iex＝Pex/U；步骤4、若交换电流Iex＞0，代表蓄电池放电，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5、蓄电池放电控制步骤，其具体处理过程为：计算Δt内蓄电池最大可放电电流Ioutmax，若Ioutmax≥Iex，标记蓄电池能够供电，计算放电后蓄电池的荷电状态SoC(t)作为参考；若Ioutmax＜Iex，提示系统缺电告警信息；步骤6，蓄电池充电控制步骤，其具体处理过程为：计算蓄电池的可接受电流和蓄电池在充电时间t内的充电容量Cin，充电电流Iin＜I0，蓄电池以Iin恒电流充电；否则，估算蓄电池在Δt内的最大临界充电电流Iinmax，并控制系统以Iinmax为蓄电池充电，同时提示系统内电能过剩，需要切除部分电源，其中，I0为开始充电时允许的最大初始电流值。2.根据权利要求1所述的一种蓄电池储能系统控制方法，其特征在于：所述计算Δt内蓄电池最大可放电电流Ioutmax采用如下公式：其中，SoC(t-1)为放电初始时刻蓄电池的荷电状态，T为蓄电池可持续放电的时间，K和n为取决于不同蓄电池自身放电特性的常数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩鸣，李隆基，李维博，李琳，李旭，李松原，郭勇，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11