电池储能系统状态评估方法技术方案

一种电池储能系统状态评估方法，该方法包含：获取待评估电池储能系统的运行数据，根据运行数据计算获得待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况；按预定周期获取所述待评估电池储能系统的试验工况数据，根据试验工况数据计算获得待评估电池储能系统的剩余容量、峰值功率、极化电压、开路电压、温升性能和荷电状态估算情况，根据剩余容量、峰值功率、极化电压、开路电压、温升性能和荷电状态估算情况获得待评估电池储能系统的衰退情况；根据待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况和待评估电池储能系统的衰退情况获得待评估电池储能系统的评估结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能测试领域，尤指一种电池储能系统状态评估方法。
技术介绍
作为当前能源领域中高效环保的一大分支，电能已在各行各业中得到广泛的使用，于电动汽车领域中，当电池容量下降到80％以下时，通常认为不再适合在电动汽车上继续使用，如果直接将电池淘汰，会造成资源的浪费。动力电池的梯次利用是降低电池总成本的有效方式，未来随着新能源汽车的蓬勃发展，估计2030年仅中国的可用二次电池量可达到50GWh。用于电网场合的储能系统，其使用条件比较温和、对电池性能要求相对较低，可实现动力电池的梯次利用。但电动汽车的行驶工况、养护情况差别较大，退役后的电池性能参差不齐，电池从电动汽车退役到储能应用，还面临很多技术问题。在运营的储能电站均为新电池集成的储能电站，其运行维护技术尚不成熟，电池性能参数的变化规律尚不清晰，不能完全按照实验室特性工况寿命曲线制定运维检修策略；而新电池的运行参数一般均由电池生产厂家按照经验给出；安全性要求更为突出，新电池一般经过安全性测试，单一电池发生安全性问题的概率很小，但梯次利用储能系统将退运电池重新组合，其组合性能有待验证；梯次利用电池储能尚无标准可依。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种电池储能系统状态评估方法，用于评价储能系统的梯次利用性能。为达上述目的，本专利技术所提供的电池储能系统状态评估方法具体包含：获取待评估电池储能系统的运行数据，根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况；按预定周期获取所述待评估电池储能系统的试验工况数据，根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量、峰值功率、极化电压、开路电压、温升性能和荷电状态估算情况，根据所述剩余容量、所述峰值功率、所述极化电压、所述开路电压、所述温升性能和所述荷电状态估算情况获得所述待评估电池储能系统的衰退情况；根据所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况和所述待评估电池储能系统的衰退情况获得待评估电池储能系统的评估结果。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况包含：根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的电压极差、温度分布和电池电压标准差，根据所述电压极差、所述温度分布和所述电池电压标准差获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量：上式中，Sg为待评估电池储能系统的剩余容量，％；ENor为待评估电池储能系统的标称电能，电量Wh；ETest为待评估电池储能系统的放电能量，电量Wh。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述按预定周期测试所述待评估电池储能系统包含：每三个月一次测试所述待评估电池储能系统。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的开路电压包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的开路电压：上式中，V1为第一次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；V2为第二次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；V3为第三次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；Vocv为所述待评估电池储能系统的开路电压。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的峰值功率包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的峰值功率：上式中，Wp1为第一次在电池的SOC(荷电状态)为85％处，施加变化的电流、测试电池的内阻并根据施加的电流，计算得到电池的峰值功率；Wp2为第二次在电池的SOC为85％处，施加变化的电流、测试电池的内阻并根据施加的电流，计算得到电池的峰值功率；Wp3为第三次在电池的SOC为85％处，施加变化的电流、测试电池的内阻并根据施加的电流，计算得到电池的峰值功率；Wp为所述待评估电池储能系统在电池的SOC为85％处的峰值功率。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的极化电压包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的极化电压：上式中，Up1为第一次在30％SOC点处，以1/3C的电流放电18s后停止放电，记录放电结束点电压与静置10min后电压，计算得到电池的极化电压；Up2为第二次在30％SOC点处，以1/3C的电流放电18s后停止放电，记录放电结束点电压与静置10min后电压，计算得到电池的极化电压；Up3为第三次在30％SOC点处，以1/3C的电流放电18s后停止放电，记录放电结束点电压与静置10min后电压，计算得到电池的极化电压；Up为所述待评估电池储能系统的极化电压。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的温升性能包含：所述温升性能包含放电温升和充电温升；根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的放电温升：ΔTdis＝Tdis,e-Tdis,s；其中，ΔTdis为待评估电池储能系统的放电温升，Tdis,e为电池放电截止时的温度，Tdis,s为电池初始时的温度；根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的充电温升：ΔTch＝Tch,e-Tch,s其中ΔTch为待评估电池储能系统的充电温升，Tch,e为电池充电截止时的温度，Tch,s为电池初始时的温度。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述按预定周期获取所述待评估电池储能系统的试验工况数据包含：对所述待评估电池储能系统进行工况试验，每一百次工况试验后获取一次试验工况数据。在上述电池储能系统状态评估方法中，优选的，所述荷电状态估算情况包含：按预定周期测试所述待评估电池储能系统时，所述荷电状态的测试初始值和所述荷电状态的测试终止值之间的差值。本专利技术通过研究梯次利用电动汽车电池特性，结合风光储示范电站储能系统调试运行经验，以运行监测数据及试验工况为数据源，提出了一种适合于梯次利用电池储能电站的状态评估方法，该评估方法基于运行数据，实时评估储能电站一致性发散程度，基于试验工况数据，全面评估梯次利用电池储能电站性能衰退程度，从电池寿命、老化、一致性角度提出六种评估储能单元健康状态的指标，并给定计算方法、阈值、评估周期。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1为本专利技术所提供的电池储能系统状态评估方法的流程示意图；图2为本专利技术所述提供的荷电状态估算情况测试典型工况曲线示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池储能系统状态评估方法，用于在梯次利用电池储能系统中评价所述电池储能系统，其特征在于，所述方法包含：获取待评估电池储能系统的运行数据，根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况；按预定周期获取所述待评估电池储能系统的试验工况数据，根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量、峰值功率、极化电压、开路电压、温升性能和荷电状态估算情况，根据所述剩余容量、所述峰值功率、所述极化电压、所述开路电压、所述温升性能和所述荷电状态估算情况获得所述待评估电池储能系统的衰退情况；根据所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况和所述待评估电池储能系统的衰退情况获得待评估电池储能系统的评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统状态评估方法，用于在梯次利用电池储能系统中评价所述电池储能系统，其特征在于，所述方法包含：获取待评估电池储能系统的运行数据，根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况；按预定周期获取所述待评估电池储能系统的试验工况数据，根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量、峰值功率、极化电压、开路电压、温升性能和荷电状态估算情况，根据所述剩余容量、所述峰值功率、所述极化电压、所述开路电压、所述温升性能和所述荷电状态估算情况获得所述待评估电池储能系统的衰退情况；根据所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况和所述待评估电池储能系统的衰退情况获得待评估电池储能系统的评估结果。2.根据权利要求1所述的电池储能系统状态评估方法，其特征在于，所述根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况包含：根据所述运行数据计算获得所述待评估电池储能系统的电压极差、温度分布和电池电压标准差，根据所述电压极差、所述温度分布和所述电池电压标准差获得所述待评估电池储能系统的荷电状态一致性的实时发散情况。3.根据权利要求1所述的电池储能系统状态评估方法，其特征在于，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的剩余容量：Sg=ETestENor×100%;]]>上式中，Sg为待评估电池储能系统的剩余容量，％；ENor为待评估电池储能系统的标称电能，电量Wh；ETest待评估电池储能系统的放电能量，电量Wh。4.根据权利要求3所述的电池储能系统状态评估方法，其特征在于，所述按预定周期测试所述待评估电池储能系统包含：每三个月一次测试所述待评估电池储能系统。5.根据权利要求1所述的电池储能系统状态评估方法，其特征在于，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的开路电压包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得所述待评估电池储能系统的开路电压：Vocv=V1+V2+V33;]]>上式中，V1为第一次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；V2为第二次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；V3为第三次在25(±5)℃条件下，以额定电流充电至100％荷电状态或上限为截至条件，静止1小时后的开路电压；Vocv为所述待评估电池储能系统的开路电压。6.根据权利要求1所述的电池储能系统状态评估方法，其特征在于，所述根据所述试验工况数据计算获得所述待评估电池储能系统的峰值功率包含：根据所述试验工况数据通过以下公式计算获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，白恺，李智，董建明，宋鹏，陈豪，宗谨，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11