一种面向新能源储能电站的制造技术

本发明专利技术属于新能源储能领域，公开了一种面向新能源储能电站的

【技术实现步骤摘要】
一种面向新能源储能电站的SOC
‑
SOH联合计算方法和装置


[0001]本专利技术属于新能源储能领域，特别涉及一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法和装置
。

技术介绍

[0002]新能源储能电站当中，为了保障电站的安全运行，需要对电站当中用于储存新能源电能的储能电池进行参数监测，从而计算电池当前的充放电状态，确保充放电过程安全
、
可靠
、
不出现异常情况
。
例如，避免电池的过充或过放
。
[0003]电池的充放电状态通常由
SOC
进行描述，
SOC
的定义包括以下三种：（1）美国先进电池联合会定义
SOC
为电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值；（2）韩国起亚汽车公司定义
SOC
为剩余可用能量与总可用能量的比值；（3）考虑到
SOC
受充放电倍率
、
自放电程度
、
老化程度以及温度的影响，
SOC
可定义为剩余容量与额定容量和容量衰减因子的差值之间的比值
。
[0004]电池的寿命和衰减情况通常由
SOH
进行描述
。
电池的老化是一个渐变的
、
复杂的过程，尽管如此，我们还是希望找到一些可以量化的指标，对电池的劣化程度进行描述
。
选择这样的指标的原则有两点：第一，指标典型，能够反映出电池老化的程度
。
第二，具有可操作性，如用电池的剩余循环次数来定义老化程度就不具有可操作性
。
[0005]实际过程中我们可以依据不同的应用场景对
SOH
，即蓄电池的容量
、
健康度和性能状态进行定义：（1）对
HEV
混合动力汽车来说，
SOH
是电池内阻增加或者功率衰减的指示，如果内阻增大到使用功率受限，则说明电池达到了
EOL
，即汽车功能检测条件，因此
SOH
可以根据电池寿命终结时的电池内阻
、
电池出厂时的内电阻和电池当前状态下的内阻来定义；（2）也可从电池容量的角度定义
SOH
，根据电池寿命终止时间的容量值
、
新电池的容量值和当前时刻的实际电池容量值来定义
SOH。
[0006]除了以上两种
SOH
定义方式以外，在实际电池成组应用过程中，我们还可以从电池老化不一致性
、
电池自放电率等指标来定义
SOH。
[0007]国内大部分厂商基于电池的剩余循环次数或者累积安时数
、
瓦时能量数来定义
SOH
，但是实际使用过程中不确定因素太多，无法对电池之后的使用环境进行预测，也无法准确预测剩余的循环次数，因此这些定义的可操作性不强
。
[0008]而现有技术中使用卡尔曼滤波算法估计
SOC
‑
SOH
，在进行电池的
SOC
和
SOH
计算之前，需要确定电池的等效电路模型，也就是确定等效电路模型的参数，确定模型参数的过程称为系统辨识，也叫作参数辨识，辨识得到的各个参数不是恒定数值，都与
SOC
存在函数关系，随着
SOC
的变化，辨识得到的参数也随之变化，不存在一组不变的参数能够准确描述所有情况的
SOC。
[0009]现有市面上的
SOC
‑
SOH
估计，仅使用辨识得到的一组辨识参数对不同情况进行代表，使得
SOC
‑
SOH
估计误差比较大；并且不能够准确对
SOC
‑
SOH
进行估计
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术中不能准确对
SOC
‑
SOH
进行估计的问题，提供一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法和装置，提出分段窗口自适应滤波器对
SOC
和
SOH
进行联合估计，根据新息计算窗口大小并进行分段，在不同的分段窗口内切换使用不同的辨识参数，很大程度上增加了估计的准确性
。
[0011]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，包括：
S1
，统计一段时间内新息的外积矩阵的迹，基于所述迹的方差设定分段窗口阈值，所述分段窗口阈值会随着新息的加入而更新；
S2
，基于所述分段窗口阈值在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口，在每个所述分段窗口内选取与所述窗口大小对应的一组辨识参数；
S3
，在所述分段窗口内基于所述新息和所述窗口大小创建分段窗口自适应协方差函数，并建立分段窗口自适应滤波器；
S4
，将所述辨识参数代入所述分段窗口自适应滤波器对新能源储能电站当中的储能电池的
SOC
‑
SOH
进行联合计算
。
[0012]作为本专利技术的优选方案，步骤
S1
中所述分段窗口阈值设定步骤包括：将一段时间内的所述迹作为统计量，统计所述迹的方差，并设定窗口界限参数，所述分段窗口阈值为所述窗口界限参数和所述迹的方差的乘积
。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述窗口界限参数为一组固定间隔的取值，当出现分段时，所述窗口界限参数改变
。
[0014]作为本专利技术的优选方案，步骤
S2
中基于所述分段窗口阈值在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口的步骤包括：从一段时间的起点开始，逐步计算所述迹的标准差，若在某时刻所述迹的标准差大于所述分段窗口阈值，则在该时刻进行分段，若小于所述分段窗口阈值，则逐步延长时间段并重新计算所述分段窗口阈值，在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口
。
[0015]作为本专利技术的优选方案，步骤
S2
中所述一组辨识参数，若其所在分段窗口内的所述迹的期望大于所述分段窗口阈值，则选择不同于该分段窗口的窗口大小对应的一组辨识参数，否则选择该分段窗口的窗口大小对应的一组辨识参数
。
[0016]作为本专利技术的优选方案，步骤
S3
中所述分段窗口自适应协方差函数为：；其中，
M
为所述窗口大小，
e
为新息，
H
k
为
k
时刻的所述分段窗口自适应协方差函数
。
[0017]作为本专利技术的优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，其特征在于，该方法步骤包括：
S1
，统计一段时间内新息的外积矩阵的迹，基于所述迹的方差设定分段窗口阈值；
S2
，基于所述分段窗口阈值在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口，在每个所述分段窗口内选取与所述窗口大小对应的一组辨识参数；
S3
，在所述分段窗口内基于所述新息和所述窗口大小创建分段窗口自适应协方差函数，并建立分段窗口自适应滤波器；
S4
，将所述辨识参数代入所述分段窗口自适应滤波器对新能源储能电站当中的储能电池的
SOC
‑
SOH
进行联合计算
。2.
根据权利要求1所述的一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，其特征在于，步骤
S1
中所述分段窗口阈值设定步骤包括：将一段时间内的所述迹作为统计量，统计所述迹的方差，并设定窗口界限参数，所述分段窗口阈值为所述窗口界限参数和所述迹的方差的乘积
。3.
根据权利要求2所述的一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，其特征在于，所述窗口界限参数为一组固定间隔的取值，当出现分段时，所述窗口界限参数改变
。4.
根据权利要求2所述的一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，其特征在于，步骤
S2
中基于所述分段窗口阈值在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口的步骤包括：从一段时间的起点开始，逐步计算所述迹的标准差，若在某时刻所述迹的标准差大于所述分段窗口阈值，则在该时刻进行分段，若小于所述分段窗口阈值，则逐步延长时间段并重新计算所述分段窗口阈值，在一段时间内划分多个窗口大小的分段窗口
。5.
根据权利要求2所述的一种面向新能源储能电站的
SOC
‑
SOH
联合计算方法，其特征在于，步骤
S2
中所述一组辨识参数，若其所在分段窗口内的所述迹的期望大于所述分段窗口阈值，则选择不同于该分段窗口的窗口大小对应的一组辨识参数，否则选择该分段窗口的窗口大小对应的一组辨识参数
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：万小春，萧伟，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省水电工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：