一种电池储能系统运行控制方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池储能系统运行控制方法、装置、设备和介质，获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据，将目标运行数据与目标荷电状态数据输入目标全钒液流电池模型，确定目标调整数据，采用目标调整数据与目标荷电状态数据，确定目标瞬时系统效率，采用目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配目标瞬时系统效率对应的目标流速实际值与目标电流实际值，将全钒液流电池储能系统内对应的流速与电流分别调整至目标流速实际值与目标电流实际值，解决现有的全钒液流电池系统运行的优化方法，会存在电池储能系统的控制效果不佳的技术问题。效果不佳的技术问题。效果不佳的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电池储能系统运行控制方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及电力系统储能
，尤其涉及一种电池储能系统运行控制方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]随着石油、煤炭等化石能源面临枯竭，工业污染、气候变暖等环境危机日益加剧，传统能源结构已无法满足可持续发展的需求。为了减少化石能源所带来的环境污染问题，应积极响应并使用可再生清洁能源。储能技术作为一种新兴的可调度能源，可快速切换充放电状态来实现电能的存储或释放。能够有效解决可再生能源发电存在的间歇性、波动性、随机性等问题，而灵活的电能存储有利于电网的功率平衡。因此，配置合适的储能系统，对于电网的安全高效运行具有十分重要的意义。
[0003]全钒液流电池（VRB）是目前备受关注的大容量储能技术，具有使用寿命长、安全性高、容量与功率可灵活配置、环境友好等优势，逐渐应用于电力系统调峰调频，平抑可再生能源并网波动等领域，是最适合风能发电平滑输出的储能设备，被视为新兴的、高效的且最具发展前景的兆瓦级大容量储能技术。然而，全钒液流电池储能系统运行效率并不高，近10%~20%的储存的电能将会以热能的形式耗散，因此，系统低能效是阻碍全钒液流电池发展的重要问题之一。
[0004]目前，现有的全钒液流电池系统运行的优化方法，通常是通过在电池的充放电过程中，构建最高的瞬时能量效率的代价函数来最小化能量损耗，求解得到瞬时能量效率误差的绝对值小于规定的数值时的最高瞬时能量效率，以及对应的流速、温度和电压等运行参数，以此来提高电池性能。但是运用该优化方法，忽略了流速、温度和电压在时间尺度上的差异，会存在电池储能系统的控制效果不佳的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电池储能系统运行控制方法、装置、设备和介质，现有的全钒液流电池系统运行的优化方法，通常是通过在电池的充放电过程中，构建最高的瞬时能量效率的代价函数来最小化能量损耗，求解得到瞬时能量效率误差的绝对值小于规定的数值时的最高瞬时能量效率，以及对应的流速、温度和电压等运行参数，以此来提高电池性能。但是运用该优化方法，忽略了流速、温度和电压在时间尺度上的差异，会存在电池储能系统的控制效果不佳的技术问题。
[0006]本专利技术第一方面提供的一种电池储能系统运行控制方法，包括：获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据；将所述目标运行数据与所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，确定多种类型目标调整数据；采用所述目标调整数据与所述目标荷电状态数据，确定目标瞬时系统效率；
采用所述目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配所述目标瞬时系统效率对应的目标流速实际值与目标电流实际值；将所述全钒液流电池储能系统内当前时刻对应的流速与电流分别调整至所述目标流速实际值与所述目标电流实际值。
[0007]可选地，所述获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据的步骤，包括：获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，生成初始全钒液流电池模型；对所述初始全钒液流电池模型进行参数辨识，得到多种类型的模型构建数据；采用所述模型构建数据对初始全钒液流电池模型进行构建，生成目标全钒液流电池模型；获取所述全钒液流电池储能系统当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据。
[0008]可选地，所述目标运行数据包括电堆输入功率、环境温度和初始流速值，所述目标调整数据包括电堆温度、目标流速值和目标电流值，所述将所述目标运行数据与所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，确定多种类型目标调整数据的步骤，包括：采用所述电堆输入功率、所述环境温度和所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，得到所述电堆温度；对所述初始流速值进行离散化，确定对应的所述目标流速值；采用所述目标流速值、所述电堆温度和所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，结合预设非线性函数模型，得到所述目标电流值。
[0009]可选地，所述对所述初始流速值进行离散化，确定对应的所述目标流速值的步骤，包括：对所述初始流速值进行离散化，生成多个离散流速值；统计所述离散流速值的离散流速值总数；计算所述离散流速值总数与预设第一阈值之间的第一差值；从多个所述离散流速值中选取初始离散流速值并获取对应的最大初始离散流速值和最小初始离散流速值；计算所述最大初始离散流速值与所述最小初始离散流速值之间的第二差值；采用所述第一差值、所述第二差值、所述离散流速值总数和所述初始离散流速值，确定目标流速值。
[0010]可选地，所述采用所述第一差值、所述第二差值、所述离散流速值总数和所述初始离散流速值，确定目标流速值的步骤，包括：计算所述第二差值与所述第一差值之间的比值，得到初始离散流速变化值；计算所述离散流速值总数与所述初始离散流速变化值之间的第一乘值；计算所述第一乘值与所述初始离散流速值之间的和值，得到目标流速值。
[0011]可选地，所述采用所述目标调整数据与所述目标荷电状态数据，确定目标瞬时系统效率的步骤，包括：
采用所述目标流速值、所述目标电流值、所述电堆温度和所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，结合预设瞬时系统效率模型，得到多个初始瞬时系统效率；从多个所述初始瞬时系统效率中选取最大值作为目标瞬时系统效率。
[0012]可选地，所述采用所述目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配所述目标瞬时系统效率对应的目标流速实际值与目标电流实际值的步骤，包括：所述采用所述目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配所述目标瞬时系统效率在不同荷电状态下的多个初始流速参考值；所述采用所述目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配所述目标瞬时系统效率在不同荷电状态下的多个初始电流参考值；采用多个所述初始流速参考值与多个所述初始电流参考值构建参考值数据库；根据所述目标荷电状态数据与所述电堆温度，生成对应的复合键；采用所述复合键输入所述参考值数据库匹配所述目标瞬时系统效率对应的所述初始流速参考值作为目标流速参考值；采用所述复合键输入所述参考值数据库匹配所述目标瞬时系统效率对应的所述初始电流参考值作为目标电流参考值；采用所述目标流速参考值输入预设流速控制器，生成目标流速实际值；采用所述目标流速实际值与所述目标电流参考值输入预设电流控制器，生成目标电流实际值。
[0013]本专利技术第二方面提供的一种电池储能系统运行控制装置，包括：数据处理模块，用于获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据；目标调整数据获取模块，用于将所述目标运行数据与所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，确定多种类型目标调整数据；目标瞬时系统效率获取模块，用于采用所述目标调整数据与所述目标荷电状态数据，确定目标瞬时系统效率；检索模块，用于采用所述目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统运行控制方法，其特征在于，包括：获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据；将所述目标运行数据与所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，确定多种类型目标调整数据；采用所述目标调整数据与所述目标荷电状态数据，确定目标瞬时系统效率；采用所述目标瞬时系统效率检索预设的调整数据键值对数据库，匹配所述目标瞬时系统效率对应的目标流速实际值与目标电流实际值；将所述全钒液流电池储能系统内当前时刻对应的流速与电流分别调整至所述目标流速实际值与所述目标电流实际值。2.根据权利要求1所述的电池储能系统运行控制方法，其特征在于，所述获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，构建目标全钒液流电池模型并获取当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据的步骤，包括：获取全钒液流电池储能系统对应的等效电路模型并解析，生成初始全钒液流电池模型；对所述初始全钒液流电池模型进行参数辨识，得到多种类型的模型构建数据；采用所述模型构建数据对初始全钒液流电池模型进行构建，生成目标全钒液流电池模型；获取所述全钒液流电池储能系统当前时刻对应的目标运行数据与目标荷电状态数据。3.根据权利要求1所述的电池储能系统运行控制方法，其特征在于，所述目标运行数据包括电堆输入功率、环境温度和初始流速值，所述目标调整数据包括电堆温度、目标流速值和目标电流值，所述将所述目标运行数据与所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，确定多种类型目标调整数据的步骤，包括：采用所述电堆输入功率、所述环境温度和所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，得到所述电堆温度；对所述初始流速值进行离散化，确定对应的所述目标流速值；采用所述目标流速值、所述电堆温度和所述目标荷电状态数据输入所述目标全钒液流电池模型，结合预设非线性函数模型，得到所述目标电流值。4.根据权利要求3所述的电池储能系统运行控制方法，其特征在于，所述对所述初始流速值进行离散化，确定对应的所述目标流速值的步骤，包括：对所述初始流速值进行离散化，生成多个离散流速值；统计所述离散流速值的离散流速值总数；计算所述离散流速值总数与预设第一阈值之间的第一差值；从多个所述离散流速值中选取初始离散流速值并获取对应的最大初始离散流速值和最小初始离散流速值；计算所述最大初始离散流速值与所述最小初始离散流速值之间的第二差值；采用所述第一差值、所述第二差值、所述离散流速值总数和所述初始离散流速值，确定目标流速值。5.根据权利要求4所述的电池储能系统运行控制方法，其特征在于，所述采用所述第一
差值、所述第二差值、所述离散流速值总数和所述初始离散流速值，确定目标流速值的步骤，包括：计算所述第二差值与所述第一差值之间的比值，得到初始离散流速变化值；计算所述离散流速值总数与所述初始离散流速变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子睿，闻建中，康信平，高垣，温铭杰，蒋秀，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司江门供电局，
类型：发明
国别省市：