基于多重能量优化的电池储能系统管理方法技术方案

技术编号:44611491 阅读:23 留言:0更新日期:2025-03-14 13:02
本发明专利技术涉及电池储能系统管理技术领域,涉及到基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,通过获取各待使用相变材料对应各评价指标的实际值,从而选择最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料;将相变材料封装在导热性良好的材料中,并将其紧密贴合于每个电池单元的表面;通过在电池储能系统中安装多个温度传感器,实时监测各电池单元对应各监测时间点的温度,分析各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态;进而动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的充放电速率,本发明专利技术能够显著提高电池储能系统的热管理效率,增强系统的安全性和可靠性。通过精确的热管理,电池的性能得到优化,使用寿命延长,系统的整体效率提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池储能系统管理,涉及到基于多重能量优化的电池储能系统管理方法


技术介绍

1、随着可再生能源的快速发展,电池储能系统在电力系统中的应用越来越广泛。这些系统在调节电网负荷、平衡供需以及储存波动性可再生能源方面发挥着至关重要的作用。然而,电池在充放电过程中会产生大量热量,导致电池温度升高,进而影响其性能和寿命。高温不仅会加速电池材料的老化,还可能引发安全隐患,如热失控和电池故障。

2、传统的温控方法多依赖于主动冷却系统,如风冷或液冷系统。这些系统虽然可以有效降低电池温度,但同时也增加了能耗和成本,降低了系统的整体效率。此外,这些方法通常需要复杂的机械和控制设备,增加了系统的复杂性和维护成本。


技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题,本专利技术提供基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,用于解决据上述技术问题。

2、为了实现上述目的及其他目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、本专利技术第一方面提供了基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,该方法包括如下步骤:

4、步骤s1、选择相变材料:获取各待使用相变材料对应各评价指标的实际值,从而选择最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料;

5、步骤s2、设计pcm嵌入结构:将相变材料封装在导热性良好的材料中,并将其紧密贴合于每个电池单元的表面;

6、步骤s3、pcm智能控制:通过在电池储能系统中安装多个温度传感器,实时监测各电池单元对应各监测时间点的温度,分析各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态;

7、步骤s4、优化充放电策略:依据各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态,动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的充放电速率。

8、所述选择最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料,具体选择过程为:

9、获取各待使用相变材料的总数目m,将其依次编号为1,2,...m,...m,m为各待使用相变材料的编号;

10、获取各待使用相变材料对应各评价指标的实际值,根据各评价指标的特性,并结合各电池单元的实际运行参数,将各电池单元中各待使用相变材料对应各评价指标的实际值转化为隶属度b为各评价指标的编号,b的取值范围为1到b,b为评价指标的总数目,k为各电池单元的编号;

11、进而构建各电池单元的隶属度矩阵其中表示第k个电池单元中第一个待使用相变材料分别在第一个、第b个以及最后一个评价指标的隶属度;表示第k个电池单元中第m个待使用相变材料分别在第一个以及最后一个评价指标的隶属度;表示第k个电池单元中最后一个待使用相变材料分别在第一个、第b个以及最后一个评价指标的隶属度;

12、使用层次分析法得到各评价指标的权重,由此构建权重向量w=[w1,...wb,...wb],w1、wb、wb分别为第一个、第b个以及最后一个评价指标的权重;

13、使用加权平均法,将权重向量w与各电池单元的隶属度矩阵进行相乘,由此得到各电池单元对应各待使用相变材料的综合评价向量,进而获取各电池单元对应各待使用相变材料的综合评价得分,并将其按照降序顺序依次排列,筛选综合评价得分排列第一的待使用相变材料作为最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料。

14、将各电池单元中各待使用相变材料对应各评价指标的实际值转化为隶属度,具体转换过程如下:

15、依据各电池单元的实际运行参数,提取各电池单元对应各评价指标的历史最低参数值平均参数值以及历史最高参数值

16、定义隶属函数公式计算各电池单元中各待使用相变材料对应各评价指标的隶属度其中sjmb为第m个待使用相变材料对应第b个评价指标的实际值。

17、各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态包括固态、固液相变、液态以及液固相变。

18、分析各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态,具体分析过程为:

19、获取各电池单元对应各监测时间点的温度tkn,n为各监测时间点的编号,n=1,2,...n,n为监测时间点总数目;

20、并获取各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变温度、潜热、热导率,将其分别记为cl1kn、cl2kn、cl3kn;

21、进而计算各电池单元内相变材料在各监测时间点的状态判断值其中

22、cgk、cyk分别为第k个电池单元内相变材料度对应固态和液态的比热容,δt为预设相变温度区间的宽度;

23、基于各电池单元内相变材料在各监测时间点的状态判断值,对各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态进行判断,具体判断过程如下:

24、若某电池单元内相变材料在某监测时间点的状态判断值为0,则判定该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态为固态;

25、若某电池单元内相变材料在某监测时间点的状态判断值为1,则判定该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态为液态;

26、若某电池单元内相变材料在某监测时间点的状态判断值在(0,0.5)区间内,则判定该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态为固液相变;

27、若某电池单元内相变材料在某监测时间点的状态判断值在[0.5,1)区间内,则判定该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态为液固相变;

28、依据上述判断方式得到各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态。

29、动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的充电速率,具体调整过程为:

30、基于各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态,得到各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态因子;

31、若某电池单元内相变材料在某监测时间点的相变状态为固态或液态,则该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态因子ε1=1;若某电池单元内相变材料在某监测时间点的相变状态为固液相变或液固相变,则该电池单元内相变材料在该监测时间点的相变状态因子ε2=0.5;由此得到各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态因子εkn,其中εkn取值为ε1或ε2;

32、进而计算电池储能系统对应下一监测时间点内的充电速率cmax为电池储能系统的最大充电速率,δ1、δ2分别为设定的温度调整系数和相变状态调整系数,用于权衡温度偏离和相变状态对充电速率的影响,t为电池单元的最佳工作温度,tkn为第k个电池单元在第n个监测时间点的温度,εkn表示第k个电池单元内相变材料在第n个监测时间点的相变状态因子;

33、将电池储能系统对应下一监测时间点内的充电速率反馈至电池储能系统对应控制终端中,由控制终端对电池储能系统进行对应下一监测时间点内的充电速率进行调整。

34、动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的放电速率,具体调整过程为:

35、基于各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态,得到各电池单元内相变材料在各监测时间点的放电速率调整系数tkn为第k个电池单本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,所述选择最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料,具体选择过程为:

3.根据权利要求2所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,将各电池单元中各待使用相变材料对应各评价指标的实际值转化为隶属度,具体转换过程如下:

4.根据权利要求1所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态包括固态、固液相变、液态以及液固相变。

5.根据权利要求4所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,分析各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态,具体分析过程为:

6.根据权利要求1所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的充电速率,具体调整过程为:

7.根据权利要求6所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,动态调整电池储能系统对应下一监测时间点内的放电速率,具体调整过程为:

8.基于多重能量优化的电池储能系统管理装置,其特征在于:其基于权利要求1-7任意一项所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法实现,包括处理器、存储器及通信总线;

...

【技术特征摘要】

1.基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,所述选择最适宜电池储能系统中各电池单元的相变材料,具体选择过程为:

3.根据权利要求2所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,将各电池单元中各待使用相变材料对应各评价指标的实际值转化为隶属度,具体转换过程如下:

4.根据权利要求1所述的基于多重能量优化的电池储能系统管理方法,其特征在于,各电池单元内相变材料在各监测时间点的相变状态包括固态、固液相变、液态以及液固相变。

5.根据权利要求4所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员:薛锐王金平朱红霞王亮
申请(专利权)人:南京工程学院
类型:发明
国别省市:

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