【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池供电，特别是涉及一种电池供电系统的输出功率控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、随着各行各业工业技术的发展，电能逐渐成为推动各行各业运转的基石，无论是工厂的生产线、医院的医疗设备还是智能手机的充电，电能都扮演着不可或缺的角色。尽管目前各种发电技术得以快速的发展，发电量快速提升，但在实际应用中，仍然不可避免的会出现断电情况。
2、为了能够在电网断电时供应电能的需求，将燃料电池和动力电池组合的电池供电系统作为备用电能来源，能够在一定程度上减少因断电造成的经济损失。而如何合理控制电池供电系统的输出功率，对于降低电池供电系统运行成本至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种电池供电系统的输出功率控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，能够更合理的控制电池供电系统的输出功率，降低电池供电系统运行成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电池供电系统的输出功率控制方法，所述电池供电系统包括动力电池和燃料电池；所述输出功率控制方法包括：
3、实时采集用户用电功率，根据当前时刻之前第一预设时间段内用户用电功率，预测获得当前时刻之后第二预设时间段内用户用电功率预测值；
4、根据所述用户用电功率预测值以及预先确定的约束条件，对预先创建的目标函数进行优化运算，确定当所述目标函数的运算结果最小时，所述燃料电池在当前时刻之后第二预设时间段内各个时间点的燃料电池最优输出功率；其中，所述目标函数为以
5、根据以各个所述燃料电池最优输出功率中，当前时刻的下一时刻对应的燃料电池最优输出功率确定下一时刻动力电池输出功率；
6、根据当前时刻的下一时刻对应的所述燃料电池最优输出功率和下一时刻所述动力电池输出功率，控制所述电池供电系统的输出功率。
7、可选地，预先创建的所述目标函数的过程包括：
8、根据所述燃料电池的运行规律，确定以所述燃料电池输出功率为变量的燃料电池退化成本模型；
9、根据所述动力电池的运行规律，确定所述动力电池的电池电荷状态传递方程；
10、根据所述燃料电池退化成本模型和所述电池电荷状态传递方程，确定所述目标函数为其中，cfcs,j为第j个时间点的燃料电池退化成本，且为和所述燃料电池输出功率相关的变化量；dsoc,j为第j个时间点的动力电池惩罚项，且dp为常数；soc(0)＝soc0；soc(m)为第m个时间点对应的所述动力电池的荷电状态；且pfcs(k)+pb(k)+p0＝pde(k)；pde(k)为第k个时间点的所述用户用电功率预测值，pfcs(k)为第k个时间点的所述燃料电池输出功率；pb(k)为第k个时间点的所述动力电池输出功率；p0为所述燃料电池启动时，所述动力电池向所述燃料电池供电的输出功率，当所述燃料电池启动之后，p0为0。
11、可选地，预先创建的所述燃料电池退化成本模型包括：
12、cfcs,j＝clow,j+chigh,j+cchg,j,j＝0,1,2…；
13、其中，cfcs,j为第j个时间点的燃料电池退化成本；
14、clow,j为第j个时间点低负荷导致的退化成本，γlow为所述燃料电池输出功率低于额定功率的20％的低负荷下每小时电压衰减率；tlow,j为第j个时间点的低负荷持续时长，vfcs,eol为所述燃料电池处于eol状态时的电压，mfcs为燃料电池成本，mfcs＝100βfcs，βfcs为所述燃料电池输出每千瓦电量的价格；
15、chigh,j为第j个时间点的高负荷导致的退化成本，γhigh为所述燃料电池输出功率不小于额定功率的80％的高负荷下每小时电压衰减率；thigh,j为第j个时间点的高负荷持续时长；
16、cchg,j为第j个时间点的负荷变化引起的退化成本，γchg为所述燃料电池输出功率处于暂态负荷变化过程的每千瓦电压衰减率；pfcs(m)为第m个时刻点的燃料电池输出功率；nfcs为燃料电池的数量。
17、可选地，创建所述电池电荷状态模型的过程包括：
18、采用安培-小时积分法计算所述动力电池的电池电荷状态，确定所述动力电池的电池电荷状态传递方程以所述电池电荷状态传递方程作为所述电池电荷状态模型；
19、其中，qm为所述动力电池的电池容量，δt为离散采样间隔的时间步长；ib为动力电池电流，ub,oc为动力电池开路电压，rb为动力电池内阻；pb为动力电池输出功率。
20、可选地，所述约束条件包括：
21、所述动力电池的soc状态约束：socmin≤soc(q)≤socmax；其中，socmax和socmin分别为所述动力电池的电荷状态最大值和电荷状态最小值；
22、所述动力电池的输出功率约束：pb,min≤pb(k)≤pb,max；pb,min和pb,max分别为所述动力电池的最小输出功率和最大输出功率；
23、所述燃料电池的输出功率约束；pfcs,min≤pfcs(k)≤pfcs,max；pfcs,min和pfcs,max分别为所述燃料电池的最小输出功率和最大输出功率；
24、所述燃料电池的输出功率变化量约束：δpfcs,min≤δpfcs(k)≤δpfcs,max；δpfcs,min和δpfcs,max分别为所述燃料电池的最小输出功率变化量和最大输出功率变化量。
25、可选地，根据当前时刻之前第一预设时间段内用户用电功率，预测获得当前时刻之后第二预设时间段内用户用电功率预测值，包括：
26、将当前时刻之前第一预设时间段内所述用户用电功率，输入预先进行神经网络训练获得的mlp神经网络模型，预测获得当前时刻之后第二预设时间段内所述用户用电功率预测值。
27、可选地，根据所述用户用电功率预测值以及预先确定的约束条件，对预先创建的目标函数进行优化运算，确定当所述目标函数的运算结果最小时，所述燃料电池在当前时刻之后第二预设时间段内各个时间点的燃料电池最优输出功率，包括：
28、根据所述用户用电功率预测值以及预先确定的约束条件，采用mpc优化算法，对预先创建的目标函数进行优化运算，优化确定一确定当所述目标函数的运算结果最小时，所述燃料电池在当前时刻之后第二预设时间段内各个时间点的燃料电池最优输出功率。
29、一种电池供电系统的输出功率控制装置，所述电池供电系统包括动力电池和燃料电池；所述输出功率控制装置包括：
30、功率预测模块，用于实时采集用户用电功率，根据当前时刻之前第一预设时间段内用户用电功率，预测获得当前时刻之后第二预设时间段内用户用电功率预测值；
31、第一功率运算模块，用于根据所述用户用电功率预测值以及预先确定的约束条件，对预先创建的目标函数进行优化运算，确定当所述目标函数的运算结果最小时，所述燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述电池供电系统包括动力电池和燃料电池；所述输出功率控制方法包括：
2.如权利要求1所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，预先创建的所述目标函数的过程包括：
3.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，预先创建的所述燃料电池退化成本模型包括：
4.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，创建所述电池电荷状态模型的过程包括：
5.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述约束条件包括：
6.如权利要求1所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，根据当前时刻之前第一预设时间段内用户用电功率，预测获得当前时刻之后第二预设时间段内用户用电功率预测值，包括：
7.如权利要求1至6任一项所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，根据所述用户用电功率预测值以及预先确定的约束条件，对预先创建的目标函数进行优化运算，确定当所述目标函数的运算结果最小时，所述燃料电池在当前时刻之后第二
8.一种电池供电系统的输出功率控制装置，其特征在于，所述电池供电系统包括动力电池和燃料电池；所述输出功率控制装置包括：
9.一种电池供电系统的输出功率控制设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述电池供电系统的输出功率控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述电池供电系统包括动力电池和燃料电池；所述输出功率控制方法包括：
2.如权利要求1所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，预先创建的所述目标函数的过程包括：
3.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，预先创建的所述燃料电池退化成本模型包括：
4.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，创建所述电池电荷状态模型的过程包括：
5.如权利要求2所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述约束条件包括：
6.如权利要求1所述的电池供电系统的输出功率控制方法，其特征在于，根据当前时刻之前第一预设时间段内用户用电功率，预测获得当前时刻之后第二预设时...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈凯，姚海燕，张旭峰，邢海青，夏红军，张甜甜，郭强，陈世喆，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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