一种可重构电池网络的动态优化方法技术

本发明专利技术提供了一种可重构电池网络的动态优化方法

【技术实现步骤摘要】
一种可重构电池网络的动态优化方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及可重构电池网络优化
，特别是涉及一种可重构电池网络的动态优化方法
、
系统及电子设备
。

技术介绍

[0002]为了满足高电压
、
大容量的电池储能系统规模化应用的需求，电压和容量级别较低的电池单元通常在“数百万”数量级上进行重组，传统电池储能系统先将电池单体串
/
并联形成电池模组，然后通过将多个电池模组经过
DC/DC
隔离级串联或者并联，经过储能功率转换系统在交流侧串联或者并联以提高电压和电流的等级
。
传统电池储能系统以固定焊接的电池模组构成，仅依靠上层电力电子拓扑无法精细控制到电池单体，无法有效解决短板效应
。
因此大量的主被动均衡电路，均衡策略与相应的控制方法被提出，但是问题还是无法完全地解决
。
可重构电池网络技术是一项有望彻底解决短板效应的技术，大规模可重构电池网络的设计和运行实质是复杂网络的动态优化和控制问题，而电池网络最优拓扑的动态生成是影响大规模复杂网络特性的重要因素
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种可重构电池网络的动态优化方法
、
系统及电子设备，能够提高可重构电池网络的动态优化的合理性
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种可重构电池网络的动态优化方法，所述动态优化方法应用于一种可重构电池网络，所述可重构电池网络，包括：电感
、
电容
、
直流
‑
交流转换器和多个桥臂；
[0006]多个所述桥臂的一端均接地；多个所述桥臂的另一端均与电感的一端连接；所述电感的另一端分别与所述电容的一端和所述直流
‑
交流转换器的输入端连接；所述电容的另一端接地；所述直流
‑
交流转换器的输出端与用电网络连接；
[0007]所述桥臂包括第一
IGBT
管和第二
IGBT
管，以及由多个串联单元串联而成的电池组串联模块；所述第一
IGBT
管的发射极和所述第二
IGBT
管的集电极均接地；所述第一
IGBT
管的集电极和所述第二
IGBT
管的发射极均与电感的一端连接；
[0008]所述串联单元包括并联的第一开关和多个并联支路；所述并联支路包括串联的电池
、
电阻和第二开关；
[0009]所述动态优化方法，包括：
[0010]确定任一桥臂为当前桥臂；
[0011]获取当前桥臂中所有电池的参数；
[0012]构建当前桥臂的多个开关矩阵；所述开关矩阵用于表述当前桥臂中所有开关的开合状态；所述开关为第一开关或第二开关；
[0013]基于当前桥臂中所有电池的参数构建目标函数；
[0014]根据所述目标函数确定当前桥臂的最优开关矩阵；
[0015]利用所述最优开关矩阵控制当前桥臂的中开关的开合状态
。
[0016]可选的，所述开关矩阵为
(m+1)
×
n
阶0‑1矩阵；其中，
m
表示串联单元中并联支路的数量；
n
表示当前桥臂中串联单元数量；所述开关矩阵中任一列的元素之和为1；所述开关矩阵中所有元素之和为
n。
[0017]可选的，所述参数包括电池的充电截止状态
。
[0018]可选的，所述目标函数为：
[0019][0020]其中，
S
ocij
(
τ
m
‑1)
表示
τ
m
‑1时刻桥臂中第
i
行和第
j
列的电池的荷电状态；
z
ij
(
τ
m
)
表示
τ
m
时刻桥臂中与第
i
行和第
.j
列的电池串联的第二开关的状态；
ρ
表示放电率；
D(i
，
j)
表示可重构电池网络储能系统
SOC
的变化梁；
L(i
，
j)
和
U(i
，
j)
均表示桥臂中第
i
行和第
j
列的电池的充电截止状态；
U
re
为桥臂目标输出电压，
e
rr
为允许偏差的最大值；
γ
ij
(
τ
m
‑1)
表示
t
时刻电压估计误差；
O
cvij
(
τ
m
‑1)
表示
t
时刻开路电压
。
[0021]可选的，根据所述目标函数确定当前桥臂的最优开关矩阵，包括：
[0022]利用分枝定界法对所述可重构电池网络中所有桥臂的目标函数进行求解，确定多个目标函数之和最大时对应的多个开关矩阵为对应桥臂的最优开关矩阵
。
[0023]一种可重构电池网络的动态优化系统，包括：
[0024]当前桥臂确定模块，用于确定任一桥臂为当前桥臂；
[0025]参数获取模块，用于获取当前桥臂中所有电池的参数；
[0026]开关矩阵确定模块，用于构建当前桥臂的多个开关矩阵；所述开关矩阵用于表述当前桥臂中所有开关的开合状态；所述开关为第一开关或第二开关；
[0027]目标函数构建模块，用于基于当前桥臂中所有电池的参数构建目标函数；
[0028]最优开关矩阵确定模块，用于根据所述目标函数确定当前桥臂的最优开关矩阵；
[0029]开关控制模块，用于利用所述最优开关矩阵控制当前桥臂的中开关的开合状态
。
[0030]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行所述的一种可重构电池网络的动态优化方法
。
[0031]可选的，所述存储器为可读存储介质
。
[0032]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0033]本专利技术提供的一种可重构电池网络的动态优化方法
、
系统及电子设备；其中，方法包括确定任一桥臂为当前桥臂；获取当前桥臂中所有电池的参数；构建当前桥臂的多个开
关矩阵；开关矩阵用于表述当前桥臂中所有开关的开合状态；开关为第一开关或第二开关；基于当前桥臂中所有电池的参数构建目标函数；根据目标函数确定当前桥臂的最优开关矩阵；利用最优开关矩阵控制当前桥臂的中开关的开合状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可重构电池网络的动态优化方法，其特征在于，所述动态优化方法应用于一种可重构电池网络，所述可重构电池网络，包括：电感
、
电容
、
直流
‑
交流转换器和多个桥臂；多个所述桥臂的一端均接地；多个所述桥臂的另一端均与电感的一端连接；所述电感的另一端分别与所述电容的一端和所述直流
‑
交流转换器的输入端连接；所述电容的另一端接地；所述直流
‑
交流转换器的输出端与用电网络连接；所述桥臂包括第一
IGBT
管和第二
IGBT
管，以及由多个串联单元串联而成的电池组串联模块；所述第一
IGBT
管的发射极和所述第二
IGBT
管的集电极均接地；所述第一
IGBT
管的集电极和所述第二
IGBT
管的发射极均与电感的一端连接；所述串联单元包括并联的第一开关和多个并联支路；所述并联支路包括串联的电池
、
电阻和第二开关；所述动态优化方法，包括：确定任一桥臂为当前桥臂；获取当前桥臂中所有电池的参数；构建当前桥臂的多个开关矩阵；所述开关矩阵用于表述当前桥臂中所有开关的开合状态；所述开关为第一开关或第二开关；基于当前桥臂中所有电池的参数构建目标函数；根据所述目标函数确定当前桥臂的最优开关矩阵；利用所述最优开关矩阵控制当前桥臂的中开关的开合状态
。2.
根据权利要求1所述的一种可重构电池网络的动态优化方法，其特征在于，所述开关矩阵为
(m+1)
×
n
阶0‑1矩阵；其中，
m
表示串联单元中并联支路的数量；
n
表示当前桥臂中串联单元数量；所述开关矩阵中任一列的元素之和为1；所述开关矩阵中所有元素之和为
n。3.
根据权利要求1所述的一种可重构电池网络的动态优化方法，其特征在于，所述参数包括电池的充电截止状态
。4.
根据权利要求2所述的一种可重构电池网络的动态优化方法，其特征在于，所述目标函数为：函数为：其中，
S
ocij
(
τ
m
‑1)
表示
τ
m
‑1时刻桥臂中第
i
行和第
j
列的电池的荷电状态；
z
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，慈松，王红军，朱宁辉，石清良，周杨林，
申请(专利权)人：云储新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：