混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置，该方法通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过实施本发明专利技术，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。

【技术实现步骤摘要】
混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置
本专利技术涉及电能存储
，具体涉及一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置。
技术介绍
随着新能源技术的发展，电动汽车的市场占有率越来越高，因此，为了满足电动汽车不断增长的充电需求，需要大规模建立快速充电站。然而，由于快速充电具备随机性和大功率的特点，对于功率有限的配电网络而言，电动汽车充电站的建设对配电网络的稳定运行将会带来巨大的挑战。因此，为了减小电动汽车充电站对配电网络的影响，引入锂电池-超级电容混合储能系统，利用超级电容良好的功率特性以及锂电池的高频波动特性为电动汽车充电，然而过大的负载压力以及频繁波动的充放电电流会影响锂电池的使用寿命，增加了系统维护成本，因此如何对混合储能系统进行能量分配，提高锂电池的使用寿命尤其重要。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中由于难以对混合储能系统进行能量分配，提高锂电池的使用寿命的缺陷，从而提供一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种混合储能系统能量分配方法，所述混合储能系统包括：与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别与直流母线连接，所述混合储能系统能量分配方法包括：获取所述混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。在一实施例中，所述根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值，包括：获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值；根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率；根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率；根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率、所述寿命衰减量化模型及电容的数量计算所述当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。在一实施例中，所述根据各采样时刻的电容荷电状态值、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率，包括：获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值；根据当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率；根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。在一实施例中，所述储能系统能量分配方案，包括：控制所述单体储能电池按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体储能电池的输出功率运行；控制所述单体电容按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体电容的输出功率运行。在一实施例中，通过如下公式计算当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值：其中，Qloss(k)为单体储能电池累计容量损耗值，Qloss(k-1)为k-1采样时刻的单体储能电池累计容量损耗值，Pbat(k)为预设采样周期内单体储能电池平均输出功率，k为采样时刻，k为大于等于1的正整数。在一实施例中，通过如下公式计算单体储能电池的输出功率：其中，Pbat(k,j,i)为k采样时刻的单体储能电池的输出功率，Pload(k)为目标输出功率，SOC(k-1,i)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，SOC(k,j)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，Nbat为储能电池数量，ΔT为计算步长，Nsc为电容数量，Esc为电容量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。第二方面，本专利技术实施例提供一种混合储能系统，包括：多个电容、多个储能电池、第一电压转换器及第二压转换器，其中，多个电容并联连接形成电容组，多个储能电池串联连接形成电池组，电容组的两端与第一电压转换器的两端连接，第一电压转换器的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接，电池组的两端与第二电压转换器的两端连接，第二电压转换器的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接。第三方面，本专利技术实施例提供一种混合储能系统能量分配装置，包括：获取模块，用于获取所述混合储能系统的目标输出功率；处理模块，用于根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；计算模块，用于根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；排序模块，用于按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；分配模块，用于根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术实施例第一方面所述的混合储能系统能量分配方法。第五方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术实施例第一方面所述的混合储能系统能量分配方法。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供的混合储能系统能量分配方法，通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过采集单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径，并对混合储能系统进行全生命周期经济性分析计算储能电池累计容量损耗值，根据储能电池累计容量损耗值的排序结果，确定目标电容荷电状态值变化路径。通过将储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径确定为能量分配最优路径，并将此路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述混合储能系统包括：与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别与直流母线连接，所述混合储能系统能量分配方法包括：/n获取所述混合储能系统的目标输出功率；/n根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；/n根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；/n按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；/n根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述混合储能系统包括：与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别与直流母线连接，所述混合储能系统能量分配方法包括：
获取所述混合储能系统的目标输出功率；
根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；
根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；
按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；
根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。


2.根据权利要求1所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值；
根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率；
根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率；
根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率及所述寿命衰减量化模型计算所述当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。


3.根据权利要求2所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值；
根据当前采样时刻的电容荷电状态值、上一采样时刻的电容荷电状态值及电容的数量计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率；
根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、储能电池的数量及所述目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。


4.根据权利要求3所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案，包括：
控制所述单体储能电池按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体储能电池的输出功率运行；
控制所述单体电容按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体电容的输出功率运行。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄复鹏，王晓慧，刘贺，李雪男，付亚楠，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网北京市电力公司，国家电网有限公司，国能通惠北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11