CN107748327B - 一种储能电池组在线评估方法及装置 - Google Patents

一种储能电池组在线评估方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种储能电池组在线评估方法及装置，所述方法包括：获取工作电压与SOC校准值的关系表；根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组。本发明提供的技术方案，通过提取工作电压与SOC校准值的关系表的SOC校准值来获取SOC和SOH的精度，从而确定储能电池组的评估系数，根据评估系数及时掌握储能电池组的运行特性，提示用户进行储能电池组的运行维护，延长储能电池组的使用寿命，从而有效提升储能电池组的应用效果。

Description

一种储能电池组在线评估方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统储能领域，具体涉及一种储能电池组在线评估方法及装置。
背景技术
在能源互联网建设和新能源快速发展的背景下，电池储能电站迎来了良好的发展契机。同时，随着储能技术的快速进步和成本的大幅下降，我国储能产业已经由示范应用向商业化初期阶段过渡。最近国家出台的多项能源规划政策，包括“十三五”规划纲要、《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、电力“十三五”规划、可再生能源“十三五”规划等都将储能作为重点研究和发展领域之一。
国内已经建成并相继投运了很多电池储能电站，主要应用在可再生能源侧、城市配电网侧以及工商业园区用户侧，积累了一定的运行经验，但在储能电池组的运行管理方面仍然存在很多问题亟需深入研究，究其原因在于我国电池储能电站集成应用关键技术和国外先进技术存在较大差异，电池本体性能问题尤为突出。
此外，储能电池组的运行数据量大，储能监控系统无法在线评估储能电池组的运行状态，导致储能电池组无法及时运维，影响了储能电池组的使用寿命，限制了储能电池组的应用价值。
发明内容
本发明提供一种储能电池组在线评估方法及装置，其目的是通过提取工作电压与SOC校准值的关系表的SOC校准值来获取SOC和SOH的精度，从而确定储能电池组的评估系数，根据评估系数及时掌握储能电池组的运行特性，提示用户进行储能电池组的运行维护，延长储能电池组的使用寿命，从而有效提升储能电池组的应用效果。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种储能电池组在线评估方法，其改进之处在于，包括：
获取工作电压与SOC校准值的关系表；
根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组。
优选的，所述关系表包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
所述充电关系表为充电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述放电关系表为放电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述开路关系表为开路状态下工作电压与SOC校准值的关系表。
优选的，所述根据所述关系表确定SOC精度，包括：
按下式确定SOC精度RC：
Figure BDA0001396713380000021
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值。
优选的，其特征在于，所述根据所述关系表确定SOH精度，包括：
按下式确定SOH精度RH：
Figure BDA0001396713380000022
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
进一步的，按下式确定所述第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure BDA0001396713380000023
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值。
优选的，所述根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组，包括：
按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R＞8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
一种储能电池组在线评估装置，其改进之处在于，包括：
获取单元，用于获取工作电压与SOC校准值的关系表；
确定单元，用于根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
评估单元，用于根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组。
优选的，所述获取单元，包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
所述充电关系表为充电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述放电关系表为放电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述开路关系表为开路状态下工作电压与SOC校准值的关系表。
优选的，所述确定单元，包括：
第一确定模块，用于按下式确定SOC精度RC：
Figure BDA0001396713380000031
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值。
第二确定模块，用于按下式确定所述第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure BDA0001396713380000032
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值。
第三确定模块，用于按下式确定SOH精度RH：
Figure BDA0001396713380000041
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
优选的，所述评估单元，包括：
第四确定模块，用于按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；
评估模块，用于当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R＞8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案，根据工作电压与SOC校准值的关系表来确定SOC和SOH的精度，而SOC和SOH的精度结果能够促进电池管理系统的性能升级，进一步的，通过SOC和SOH的精度确定储能电池组的评估系数，能够在线评估储能电池组的运行状态，掌握储能电池组的性能衰退规律，及时提示用户进行储能电池组的运行维护，延长储能电池组的使用寿命，提升储能电池组的应用价值，同时也保证了电池储能电站安全、可靠、经济的运行。
附图说明
图1是本发明一种储能电池组在线评估方法的流程图；
图2是本发明一种储能电池组在线评估装置的结构流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在国内，电池储能电站主要应用在可再生能源侧、城市配电网侧以及工商业园区用户侧，此外，储能电池组的运行数据量大，储能监控系统无法在线评估储能电池组的运行状态，导致储能电池组无法及时运维，影响了储能电池组的使用寿命，限制了储能电池组的应用价值。
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供的一种储能电池组在线评估方法，利用SOC精度和SOH精度来获取储能电池组的评估系数，在线评估和监测储能电池组的运行状态，减少因为没有及时发现储能电池组出现故障从而导致储能电池组寿命降低的情况，保证了电池储能电站安全、可靠、经济的运行，如图1所示，包括：
101.获取工作电压与SOC校准值的关系表；
102.根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
103.根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组。
其中，所述步骤101中的工作电压与SOC校准值的关系表一般可以根据储能电池厂家或者相关测试单位提供的测试数据形成，以三元锂离子储能电池组为例进行说明，该储能电池组由16串69Ah单体电池构成，包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
具体的，所述充电关系表如下：
表1充电状态下，工作电压与SOC校准值的关系表
工作电压/V SOC/％
65.55 100
63.60 90
61.87 80
59.60 60
57.60 40
56.60 20
55.07 10
49.60 0
所述放电关系表如下：
表2放电状态下，工作电压与SOC校准值的关系表
工作电压/V SOC/％
52.60 0
56.40 10
57.30 20
58.80 40
60.27 60
62.60 80
61.30 90
65.60 100
所述开路关系表如下：
表3开路状态下，开路电压与SOC校准值的关系表
开路电压/V SOC/％
50.24 0
56.32 10
58.08 20
61.28 40
62.56 60
64.32 80
64.80 90
65.44 100
进一步的，获取工作电压与SOC校准值的关系表后，需利用该关系表确定SOC精度和SOH精度，因此，所述步骤102，包括：
按下式确定SOC精度RC：
Figure BDA0001396713380000061
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值。
按下式确定第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure BDA0001396713380000062
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值。
则基于第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i的SOH精度RH的公式为：
Figure BDA0001396713380000071
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
SOC和SOH的精度结果能够促进电池管理系统的性能升级，还可以用来获取评估系数，在线评估和检测储能电池组的运行状态，因此，所述步骤103，包括：
按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R＞8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
本发明还提供一种储能电池组在线评估装置，如图2所示，所述装置包括：
获取单元，用于获取工作电压与SOC校准值的关系表；
确定单元，用于根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
评估单元，用于根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组。
其中，所述工作电压与SOC校准值的关系表包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
所述充电关系表为充电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述放电关系表为放电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述开路关系表为开路状态下工作电压与SOC校准值的关系表。
所述确定单元，包括：第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块。
所述第一确定模块，用于按下式确定SOC精度RC：
Figure BDA0001396713380000081
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值。
所述第二确定模块，用于按下式确定所述第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure BDA0001396713380000082
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值。
所述第三确定模块，用于按下式确定SOH精度RH：
Figure BDA0001396713380000083
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
所述评估单元，包括：第四确定模块和评估模块。
所述第四确定模块，用于按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；
所述评估模块，用于当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R＞8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种储能电池组在线评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取工作电压与SOC校准值的关系表；
根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组；
所述根据所述关系表确定SOC精度，包括：
按下式确定SOC精度RC：
Figure FDA0003358477110000011
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值；
所述根据所述关系表确定SOH精度，包括：
按下式确定SOH精度RH：
Figure FDA0003358477110000012
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关系表包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
所述充电关系表为充电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述放电关系表为放电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述开路关系表为开路状态下工作电压与SOC校准值的关系表。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式确定所述第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure FDA0003358477110000021
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组，包括：
按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R>8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
5.一种储能电池组在线评估装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取工作电压与SOC校准值的关系表；
确定单元，用于根据所述关系表分别确定SOC精度和SOH精度；
评估单元，用于根据所述SOC精度和SOH精度确定储能电池组评估系数，并利用所述储能电池组评估系数评估储能电池组；
所述确定单元，包括：
第一确定模块，用于按下式确定SOC精度RC：
Figure FDA0003358477110000022
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOC显示值；
第二确定模块，用于按下式确定所述第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值Hch,i：
Figure FDA0003358477110000031
上式中，Arat为储能电池组的额定容量，Ai-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Ai为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中显示的储能电池组剩余容量，Cch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值，Cch,i-1为第i-1次评估储能电池组时采集的工作电压对应所述关系表中的SOC校准值；
第三确定模块，用于按下式确定SOH精度RH：
Figure FDA0003358477110000032
上式中，i＝{1,2,3，……，n}，n为评估储能电池组总次数，Hch,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应的SOH校准值，Hme,i为第i次评估储能电池组时采集的工作电压对应电池管理系统中的SOH显示值。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述关系表，包括：充电关系表、放电关系表和开路关系表；
所述充电关系表为充电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述放电关系表为放电状态下工作电压与SOC校准值的关系表；
所述开路关系表为开路状态下工作电压与SOC校准值的关系表。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述评估单元，包括：
第四确定模块，用于按下式确定储能电池组评估系数R：
R＝max(RC，RH)
上式中，RC为SOC精度，RH为SOH精度；
评估模块，用于当R≤8％时，储能电池组的评估结果为合格；当R>8％时，储能电池组的评估结果为不合格。
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