储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法及装置，包括：预设N组荷电状态范围，进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，将N个电池电压极差最大值、电池电压标准差系数最大值分别与预设的电池电压极差限值、电压标准差系数限值进行比较，获得第一比较结果和第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定属于正常运行范围的M组荷电状态范围，并从中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。该方案对于确定风光功率平滑下储能电站模组SOC运行范围、明确储能电站可用充放电容量、实现风光功率平滑精确控制具有指导意义。

Method and device for determining operation range of charging state of energy storage battery module

The invention provides a method and device for determining the operating range of the charge state of the energy storage battery module, including the preset N group charge state range, the simulated operation test of the N group charge state range under the wind and wind power smooth mode, the maximum value of the N cell voltage difference maximum and the N battery voltage standard difference coefficient, and the N The maximum value of battery voltage range and the maximum standard difference coefficient of battery voltage are compared with the presupposed battery voltage difference limit and voltage standard difference coefficient limit, and the first comparison result and second comparison result are obtained. According to the first comparison result and the second comparison result, the M group of charge state belonging to the normal operation range is determined. The operating range of the charging state of the storage battery module under the smooth mode of wind and power is determined. The scheme is of guiding significance for determining the operating range of the energy storage power station module SOC, determining the available charge discharge capacity of the energy storage power station, and realizing the smooth and accurate control of the wind and scenery power.

【技术实现步骤摘要】
储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法及装置
本专利技术涉及电池储能电站分析
，特别涉及一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法及装置。
技术介绍
电池储能电站是由多个电池储能单元组成，电池储能单元是由大量电池模组串连组成，电池模组SOC(stateofcharge，电池的荷电状态，蓄电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满)的运行范围决定了储能电站运行时的可用充放电容量。风光功率平滑是储能电站配合风电、光伏等新能源发电的重要运行方式，储能电站可用充放电容量越多，平滑效果越好。因此，确定储能电池模组SOC运行范围，对于明确储能电站可用充放电容量、实现储能电站风光功率平滑精确控制具有指导意义。但是现有技术中，技术人员一般根据经验来确定储能电池模组SOC运行范围，这样获得的数值不精确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，可以精确地确定储能电池模组荷电状态的运行范围。该储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法包括：预设N组荷电状态范围，其中，第N-i组荷电状态范围包含第N-i-1组荷电状态范围，或第N-i-1组荷电状态范围包含第N-i组荷电状态范围，N为整数，N大于等于3；i为整数，i大于等于0；进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，一个电池电压极差和一个电池电压标准差系数对应一组荷电状态范围；将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，其中，M为整数，M小于等于N；从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。本专利技术实施例提供了一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定装置，可以精确地确定储能电池模组荷电状态的运行范围。该储能电池模组荷电状态的运行范围确定装置包括：设置模块，用于预设N组荷电状态范围，其中，第N-i组荷电状态范围包含第N-i-1组荷电状态范围，或第N-i-1组荷电状态范围包含第N-i组荷电状态范围，N为整数，N大于等于3；i为整数，i大于等于0；第一确定模块，用于进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，一个电池电压极差和一个电池电压标准差系数对应一组荷电状态范围；比较模块，用于将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，其中，M为整数，M小于等于N；第二确定模块，用于从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。在本专利技术实施例中，通过进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，根据N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，从N组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。相对于现有技术中由技术人员一般根据经验来确定，本专利技术方案是通过计算来确定储能电池模组荷电状态的运行范围，这样会得到更为精确的储能电池模组荷电状态的运行范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的风光功率平滑模式下电池模组模拟试验电流曲线图；图3是本专利技术实施例提供的10％～90％SOC范围电池电压极差-SOC曲线图；图4是本专利技术实施例提供的10％～90％SOC范围电池电压标准差系数-SOC曲线图；图5是本专利技术实施例提供的5％～95％SOC范围电池电压极差-SOC曲线图；图6是本专利技术实施例提供的5％～95％SOC范围电池电压标准差系数-SOC曲线图；图7是本专利技术实施例提供的0％～100％SOC范围电池电压极差-SOC曲线图；图8是本专利技术实施例提供的0％～100％SOC范围电池电压标准差系数-SOC曲线图；图9是本专利技术实施例提供的储能电池模组荷电状态的运行范围确定装置的一种结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中，提供了一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，如图1所示，该方法包括：步骤101：预设N组荷电状态范围，其中，第N-i组荷电状态范围包含第N-i-1组荷电状态范围，或第N-i-1组荷电状态范围包含第N-i组荷电状态范围，N为整数，N大于等于3；i为整数，i大于等于0；步骤102：进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，一个电池电压极差和一个电池电压标准差系数对应一组荷电状态范围；步骤103：将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，其中，M为整数，M小于等于N；步骤104：从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。具体实施时，首先，预设N组荷电状态范围，比如SOC1～SOC2、SOC3～SOC4、SOC5～SOC6等不同范围，其中SOC3～SOC4的范围应包含SOC1～SOC2，SOC5～SOC6的范围应包含SOC3～SOC4，例如SOC1～SOC2为15％～85％，SOC3～SOC4为10％～90％，SOC5～SOC6为5％～95％。然后，利用给定的预设时间内的风光功率平滑模式下电池模组模拟电流，进行N组荷电状态范围模拟运行试验，每组荷电状态范围下获得多个电池电压极差和多个电池电压标准差系数；具体的，电池电压极差计算如公式1，电池电压标准差系数计算如公式2。Ur＝Umax-Umin(公式1)其中，Ur为电池电压极差；Umax为最大电池电压；Umin为最小电池电压；其中，uδ为电池电压标准差系数；δu为电池电压标准差；为电池电压平均值；uj为储能电池模组中的第j只电池电压；n为储能电池模组中的电池只数。然后，从每组荷电状态范围下的多个电池电压极差Ur中确定一个电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，包括：预设N组荷电状态范围，其中，第N‑i组荷电状态范围包含第N‑i‑1组荷电状态范围，或第N‑i‑1组荷电状态范围包含第N‑i组荷电状态范围，N为整数，N大于等于3；i为整数，i大于等于0；进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，一个电池电压极差最大值和一个电池电压标准差系数最大值对应一组荷电状态范围；将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，其中，M为整数，M小于等于N；从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。

【技术特征摘要】
1.一种储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，包括：预设N组荷电状态范围，其中，第N-i组荷电状态范围包含第N-i-1组荷电状态范围，或第N-i-1组荷电状态范围包含第N-i组荷电状态范围，N为整数，N大于等于3；i为整数，i大于等于0；进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，一个电池电压极差最大值和一个电池电压标准差系数最大值对应一组荷电状态范围；将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，其中，M为整数，M小于等于N；从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷电状态的运行范围。2.如权利要求1所述的储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，进行风光功率平滑模式下的N组荷电状态范围模拟运行试验，获得N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值，包括：利用给定的预设时间内的风光功率平滑模式下电池模组模拟电流，进行N组荷电状态范围模拟运行试验，每组荷电状态范围下获得多个电池电压极差和多个电池电压标准差系数；从每组荷电状态范围下的多个电池电压极差中确定一个电池电压极差最大值，从每组荷电状态范围下的多个电池电压标准差系数中确定一个电池电压标准差系数最大值，获得N组荷电状态范围下的N个电池电压极差最大值和N个电池电压标准差系数最大值。3.如权利要求1或2所述的储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，按照如下公式确定电池电压极差：Ur＝Umax-Umin；其中，Ur为电池电压极差；Umax为最大电池电压；Umin为最小电池电压；按照如下公式确定电池电压标准差系数；其中，uδ为电池电压标准差系数；δu为电池电压标准差；为电池电压平均值；uj为储能电池模组中的第j只电池电压；n为储能电池模组中的电池只数。4.如权利要求1所述的储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，获得第一比较结果，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，获得第二比较结果，根据第一比较结果和第二比较结果，确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围，包括：将N个电池电压极差最大值与预设的电池电压极差限值进行比较，将N个电池电压标准差系数最大值与预设的电压标准差系数限值进行比较，当一个电池电压极差最大值小于预设的电池电压极差限值，且相对应的一个电池电压标准差系数最大值小于预设的电池电压标准差系数限值时，相对应的一组荷电状态范围属于正常运行范围；当一个电池电压极差最大值大于预设的电池电压极差限值或相对应的一个电池电压标准差系数最大值大于预设的电池电压标准差系数限值时，相对应的一组荷电状态范围属于异常运行范围，从而确定N组荷电状态范围中属于正常运行范围的M组荷电状态范围。5.如权利要求4所述的储能电池模组荷电状态的运行范围确定方法，其特征在于，从M组荷电状态范围中确定风光功率平滑模式下储能电池模组荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈豪，刁嘉，白恺，董文琦，马步云，蔡建明，杨俊峰，李娜，巩宇，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，国网冀北电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11