CN109617183B - 一种多电池系统的智能供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多电池系统的智能供电方法，至少包括第一电池、第二电池的两个电池，包括如下步骤：（1）检测第一电池、第二电池的SOC，检测发电装置的发电状态；（2）根据所述发电装置的发电状态预估发电装置的发电功率；（3）求取发电功率与负荷需求功率的差值，根据所述差值进行判断是否需要投入所述电池；（4）根据投入电池的成本确定第一电池、第二电池分别输出的功率值。本发明能够根据分布式电源的供电电源的配比，调节多电池系统优化输出，使电池单次的输出功率减小，实现多电池使用次数的优化。

Description

一种多电池系统的智能供电方法
技术领域
本发明涉及智能电网技术领域，具体而言，涉及一种多电池系统的智能供电方法。
背景技术
现有技术中，电网的智能化调配已随着控制芯片的优化逐渐得到从业人员的重视，随着新能源发电的逐渐普及，利用光伏、风电等新能源进行发电正在广泛引用，同时，电池作为后备储能，一方面其能够有效的进行后备储能，但是，其作为后备储能时，由于光伏、风电等发电部稳定，导致其使用次数会比较多，电池的使用寿命对于整个电网的成本起着很关键的作用，如何优化控制电池的使用次数，是在现在分布式发电，以及未来的智能电网中需要重视的，然后，现有技术中，仅仅将电池作为后备能量，如UPS的方式进行紧急启动或补充能量，没有考虑到根据分布式发电的内在具体状态或者电功率的传送效率等进行电池等能量存储装置的成本考虑。
在面对多电池系统时，如何优化电池之间进行配合供电，以使供电效率提高，这是现有的多电池系统中迫切需要提高的。
发明内容
本发明提出了一种多电池系统的智能供电方法，至少包括第一电池、第二电池的两个电池，包括如下步骤：
（1）检测第一电池、第二电池的SOC，检测发电装置的发电状态；
（2）根据所述发电装置的发电状态预估发电装置的发电功率；
（3）求取发电功率与负荷需求功率的差值，根据所述差值进行判断是否需要投入所述电池；
（4）根据投入电池的成本确定第一电池、第二电池分别输出的功率值。
所述的多电池的智能供电方法，所述步骤（2）具体包括：根据未来一段时间的风力、光照强度，预估风力发电装置、光伏发电装置的可发电量。
所述的多电池的智能供电方法，所述步骤（3）具体包括根据所述预估的可发电量求取与负荷需求功率的差值，如果差值小于零，则判断有可能需要投入电池或者投入传统发电装置；
根据所述第一电池、第二电池的SOC值，判断投入需求电池投入的功率值，并计算投入电池的损耗成本值与投入传统发电装置的成本值进行对比，形成分析对比数据值。
所述的控制方法，所述形成分析对比数据值具体包括计算电网可输出的全部功率具体包括：
Figure 29264DEST_PATH_IMAGE001
其中，s为采样时间，
Figure 339023DEST_PATH_IMAGE002
为第s+1次采样时第一电池的SOC，
Figure 847232DEST_PATH_IMAGE003
第s次采样时第一电池的SOC，
Figure 900638DEST_PATH_IMAGE004
为第s+1次采样时第二电池的SOC，
Figure 678101DEST_PATH_IMAGE005
第s次采样时第二电池的SOC ，td为能量存储装置的功率输出变化率，
Figure 158761DEST_PATH_IMAGE006
为第一电池全部的可输出的功率；
Figure 903732DEST_PATH_IMAGE007
为第二电池全部的可输出的功率
Figure 495251DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 455116DEST_PATH_IMAGE009
为电网输出功率，
Figure 44361DEST_PATH_IMAGE010
为功率传送效率，
Figure 824098DEST_PATH_IMAGE011
为 第一电池全部的可输出的功率；
Figure 219307DEST_PATH_IMAGE012
为 第二电池全部的可输出的功率；
Figure 722095DEST_PATH_IMAGE013
为分布式电源输出功率值。
所述的控制方法，所述
Figure 544557DEST_PATH_IMAGE010
具体计算包括如下方式：
Figure 811591DEST_PATH_IMAGE014
其中，I为输出到负载的电流，R为传输线路上的电阻，
Figure 948174DEST_PATH_IMAGE015
为负载接收到的功率，
Figure 617053DEST_PATH_IMAGE016
为电网输出功率；
Figure 610417DEST_PATH_IMAGE017
为无功补偿和谐波补充的功率大小。
所述的控制方法，调节分布式电源输出功率配比具体包括：根据分布式电源输出的总功率，确定分布式电源中光伏发电、风能发电、柴油发电、火力发电的各自发电的功率占比，其中光伏发电、风能发电为新能源发电，柴油发电、火力发电为传统发电；计算出新能源发电的占比
Figure 551697DEST_PATH_IMAGE018
和传统发电的占比
Figure 554288DEST_PATH_IMAGE019
。
所述的控制方法，控制第一电池和第二电池的功率值具体包括：
满足第一电池和第二电池输出功率
Figure 15356DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 179621DEST_PATH_IMAGE021
最小：
Figure 421247DEST_PATH_IMAGE022
Figure 647435DEST_PATH_IMAGE023
Figure 25327DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 626073DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 27098DEST_PATH_IMAGE026
分别为电池全部的可输出的功率的最小值和最大值；
Figure 371492DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 603890DEST_PATH_IMAGE028
分别为电池的SOC的最小值和最大值；
Figure 562487DEST_PATH_IMAGE029
为电网输出功率；
Figure 513126DEST_PATH_IMAGE030
为分布式电源输出功率参考值；
Figure 395631DEST_PATH_IMAGE031
为分布式电源输出调节参数；
Figure 748115DEST_PATH_IMAGE032
为电池输出的调节参数，其根据电池的当前温度值进行调整；
Figure 628347DEST_PATH_IMAGE033
为u1(s)、u2(s)的最佳输出控制值；
Figure 66281DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 752477DEST_PATH_IMAGE036
为分布式电源中投入的新能源的占比，
Figure 647883DEST_PATH_IMAGE037
为分布式电源中投入的新能源的输出功率，
Figure 761333DEST_PATH_IMAGE038
为分布式电源中投入的传统电源投入的传统电源的占比，
Figure 686564DEST_PATH_IMAGE039
为分布式电源中投入的传统电源的输出功率；
Figure 848555DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 175631DEST_PATH_IMAGE041
根据
Figure 194402DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 793880DEST_PATH_IMAGE043
判断第一电池、第二电池的输出功率的具体大小值，判断两者的和值是否小于或者等于第一电池或第二电池任一电池的总的SOC，如果是，则选择其中一个电池进行输出功率，如果否，则计算出第一电池的SOC1与第二电池SOC2的比例值，按照所述比例值进行功率输出。
本发明所取得的有益技术效果是：（1）本发明能够根据分布式电源的供电电源的配比，调节多电池系统优化输出，使电池单次的输出功率减小，实现多电池使用次数的优化。通过多电池，既能够实现功率的存储的增加，又能够在控制方式优化的同时，减小电池使用次数，防止在多电池系统中，在需要投入电池时，同时投入或者按照平均方式投入，减少了不必要的电池放电次数，大大提高了电池的整体使用时长（2）根据分布式电源的供电功率配比，调节储能装置的输出功率值，实现电网的智能化控制；（3）供电过程中，充分考虑供电的电能质量和电能传输的效率，依据电能的质量和传输的效率，控制能量存储装置的输出，充分考虑能量存储装置的外在供电环境进行输出控制，减小能量存储装置输出的功率值，以此减小能量存储装置的充放电次数，提高整个电源供给的调配，实现电源的智能化调配，在提高电池使用寿命的同时，通过优化控制方式，降低了整个电网使用的成本。（4）合理根据电池的SOC，调节第一电池和第二电池既能根据分布式供电状态进行放电控制，也能实现电池之间的放电效率的优化。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的智能供电方法的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
图1是本发明的智能供电方法的示意图。本发明提出了一种多电池系统的智能供电方法，至少包括第一电池、第二电池的两个电池，包括如下步骤：
（1）检测第一电池、第二电池的SOC，检测发电装置的发电状态；
（2）根据所述发电装置的发电状态预估发电装置的发电功率；
（3）求取发电功率与负荷需求功率的差值，根据所述差值进行判断是否需要投入所述电池；
（4）根据投入电池的成本确定第一电池、第二电池分别输出的功率值。
所述的多电池的智能供电方法，所述步骤（2）具体包括：根据未来一段时间的风力、光照强度，预估风力发电装置、光伏发电装置的可发电量。
所述的多电池的智能供电方法，所述步骤（3）具体包括根据所述预估的可发电量求取与负荷需求功率的差值，如果差值小于零，则判断有可能需要投入电池或者投入传统发电装置；
根据所述第一电池、第二电池的SOC值，判断投入需求电池投入的功率值，并计算投入电池的损耗成本值与投入传统发电装置的成本值进行对比，形成分析对比数据值。
所述的控制方法，所述形成分析对比数据值具体包括计算电网可输出的全部功率具体包括：
Figure 821879DEST_PATH_IMAGE044
其中，s为采样时间，
Figure 3461DEST_PATH_IMAGE045
为第s+1次采样时第一电池的SOC，
Figure 396397DEST_PATH_IMAGE046
第s次采样时第一电池的SOC，
Figure 30640DEST_PATH_IMAGE047
为第s+1次采样时第二电池的SOC，
Figure 596751DEST_PATH_IMAGE048
第s次采样时第二电池的SOC ，td为能量存储装置的功率输出变化率，
Figure 589764DEST_PATH_IMAGE049
为第一电池全部的可输出的功率；
Figure 215918DEST_PATH_IMAGE050
为第二电池全部的可输出的功率
Figure 337457DEST_PATH_IMAGE051
其中，
Figure 707259DEST_PATH_IMAGE052
为电网输出功率，
Figure 801117DEST_PATH_IMAGE053
为功率传送效率，
Figure 598172DEST_PATH_IMAGE054
为 第一电池全部的可输出的功率；
Figure 207007DEST_PATH_IMAGE055
为 第二电池全部的可输出的功率；
Figure 301871DEST_PATH_IMAGE056
为分布式电源输出功率值。
所述的控制方法，所述
Figure 312553DEST_PATH_IMAGE053
具体计算包括如下方式：
Figure 280509DEST_PATH_IMAGE058
其中，I为输出到负载的电流，R为传输线路上的电阻，
Figure 376641DEST_PATH_IMAGE059
为负载接收到的功率，
Figure 25928DEST_PATH_IMAGE060
为电网输出功率；
Figure 891116DEST_PATH_IMAGE061
为无功补偿和谐波补充的功率大小。
所述的控制方法，调节分布式电源输出功率配比具体包括：根据分布式电源输出的总功率，确定分布式电源中光伏发电、风能发电、柴油发电、火力发电的各自发电的功率占比，其中光伏发电、风能发电为新能源发电，柴油发电、火力发电为传统发电；计算出新能源发电的占比
Figure 29973DEST_PATH_IMAGE062
和传统发电的占比
Figure 301817DEST_PATH_IMAGE063
。
所述的控制方法，控制第一电池和第二电池的功率值具体包括：
满足第一电池和第二电池输出功率
Figure 817111DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 536806DEST_PATH_IMAGE021
最小：
Figure 784248DEST_PATH_IMAGE065
Figure 854972DEST_PATH_IMAGE066
Figure 908378DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure 748158DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 415769DEST_PATH_IMAGE069
分别为电池全部的可输出的功率的最小值和最大值；
Figure 973789DEST_PATH_IMAGE070
、
Figure 565308DEST_PATH_IMAGE071
分别为电池的SOC的最小值和最大值；
Figure 197277DEST_PATH_IMAGE072
为电网输出功率；
Figure 114418DEST_PATH_IMAGE073
为分布式电源输出功率参考值；
Figure 894155DEST_PATH_IMAGE074
为分布式电源输出调节参数；
Figure 289364DEST_PATH_IMAGE075
为电池输出的调节参数，其根据电池的当前温度值进行调整；
Figure 789222DEST_PATH_IMAGE076
为u1(s)、u2(s)的最佳输出控制值；
Figure 611685DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 878718DEST_PATH_IMAGE078
为分布式电源中投入的新能源的占比，
Figure 15301DEST_PATH_IMAGE079
为分布式电源中投入的新能源的输出功率，
Figure 684180DEST_PATH_IMAGE080
为分布式电源中投入的传统电源投入的传统电源的占比，
Figure 677544DEST_PATH_IMAGE081
为分布式电源中投入的传统电源的输出功率；
Figure 431873DEST_PATH_IMAGE082
其中，
Figure 355836DEST_PATH_IMAGE083
根据
Figure 879221DEST_PATH_IMAGE084
、
Figure 309065DEST_PATH_IMAGE085
判断第一电池、第二电池的输出功率的具体大小值，判断两者的和值是否小于或者等于第一电池或第二电池任一电池的总的SOC，如果是，则选择其中一个电池进行输出功率，如果否，则计算出第一电池的SOC1与第二电池SOC2的比例值，按照所述比例值进行功率输出。
本发明所取得的有益技术效果是：（1）本发明能够根据分布式电源的供电电源的配比，调节多电池系统优化输出，使电池单次的输出功率减小，实现多电池使用次数的优化。通过多电池，既能够实现功率的存储的增加，又能够在控制方式优化的同时，减小电池使用次数，防止在多电池系统中，在需要投入电池时，同时投入或者按照平均方式投入，减少了不必要的电池放电次数，大大提高了电池的整体使用时长（2）根据分布式电源的供电功率配比，调节储能装置的输出功率值，实现电网的智能化控制；（3）供电过程中，充分考虑供电的电能质量和电能传输的效率，依据电能的质量和传输的效率，控制能量存储装置的输出，充分考虑能量存储装置的外在供电环境进行输出控制，减小能量存储装置输出的功率值，以此减小能量存储装置的充放电次数，提高整个电源供给的调配，实现电源的智能化调配，在提高电池使用寿命的同时，通过优化控制方式，降低了整个电网使用的成本。（4）合理根据电池的SOC，调节第一电池和第二电池既能根据分布式供电状态进行放电控制，也能实现电池之间的放电效率的优化。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种多电池系统的智能供电方法，至少包括第一电池、第二电池的两个电池，其特征在于，包括如下步骤：
(1)检测第一电池、第二电池的SOC，检测发电装置的发电状态；
(2)根据所述发电装置的发电状态预估发电装置的发电功率；
(3)求取发电功率与负荷需求功率的差值，根据所述差值进行判断是否需要投入所述电池；
(4)根据投入电池的成本确定第一电池、第二电池分别输出的功率值；所述步骤(2)具体包括：根据未来一段时间的风力、光照强度，预估风力发电装置、光伏发电装置的可发电量；所述步骤(3)具体包括根据预估的可发电量求取与负荷需求功率的差值，如果差值小于零，则判断有可能需要投入电池或者投入传统发电装置；
根据所述第一电池、第二电池的SOC值，判断投入需求电池投入的功率值，并计算投入电池的损耗成本值与投入传统发电装置的成本值进行对比，形成分析对比数据值；所述形成分析对比数据值具体包括计算电网可输出的全部功率，具体计算方式包括：
Eb1(s+1)＝Eb1(s)-tdu1(s)
Eb2(s+1)＝Eb2(s)-tdu2(s)
其中，s为采样时间，Eb1(s+1)为第s+1次采样时第一电池的SOC，Eb1(s)第s次采样时第一电池的SOC，Eb2(s+1)为第s+1次采样时第二电池的SOC，Eb2(s)第s次采样时第二电池的SOC，td为能量存储装置的功率输出变化率，u1(s)为第一电池全部的可输出的功率；u2(s)为第二电池全部的可输出的功率
y1(s)＝(1-μ)(u1(s)+u2(s)+Pw(s))
其中，y1(s)为电网输出功率，μ为功率传送效率；Pw(s)为分布式电源输出功率值；所述μ具体计算包括如下方式：
μ＝μ1+μ2
Figure FDA0003481075360000011
Figure FDA0003481075360000012
其中，I为输出到负载的电流，R为传输线路上的电阻，y(s)为负载接收到的功率，y1(s)为电网输出功率；Px为无功补偿和谐波补充的功率大小。
2.如权利要求1所述的多电池系统的智能供电方法，其特征在于，调节分布式电源输出功率配比具体包括：根据分布式电源输出的总功率，确定分布式电源中光伏发电、风能发电、柴油发电、火力发电的各自发电的功率占比，其中光伏发电、风能发电为新能源发电，柴油发电、火力发电为传统发电；计算出新能源发电的占比α和传统发电的占比β。
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