CN110112807A - 一种储能系统多电池组并联功率分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能系统多电池组并联功率分配方法，包括：第j串电池所分配充放电功率Pjp(t)的计算方法：；其中为通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率；βp为该串电池处于充放电状态判断位；εjp为通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数；σjp为通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数；λjp为通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数。本发明的方法实现了对储能系统储电利用率的提升、储能电池的SOC循环周期得到拓展，多并联电池组间稳定性得到有效提高。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术，具体涉及一种基于电池状态的储能系统多电池组并联功率分配方法。
背景技术
目前，由于单体电池电压低、容量小，在电化学储能系统中其电池组往往由大量单体电池经过串并联方式结合，以提高其端电压及容量。由于电池制造工艺造成的原始参数差异在长期使用过程中将导致电池电压、容量出现明显不同，从而在某些特定工况下使得各并联电池组状态出现明显不一致。
如若不考虑并联电池组状态的不一致而直接进行充放电功率分配，则将出现某些电池过充过放现象。而电池的过充过放行为是储能事故发生的主要潜在危害，因此必须避免此种运行工况的出现。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种储能系统多电池组并联功率分配方法。
本发明采用的技术方案是：一种储能系统多电池组并联功率分配方法，包括：
第j串电池所分配充放电功率Pjp(t)的计算方法：
（1）
其中为通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率；βp为该串电池处于充放电状态判断位；εjp为通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数；σjp为通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数；λjp为通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数。
进一步地，所述储能系统多电池组并联功率分配方法，还包括：
通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率为：
（2）
该串电池处于充放电状态判断位为：
（3）
通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数为：
（4）
通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数为：
（5）
通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数为：
（6）
更进一步地，所述储能系统多电池组并联功率分配方法，还包括:
（7）
（8）
（9）。
更进一步地，所述储能系统多电池组并联功率分配方法，，还包括：其中的j表示第j串电池即第j个电池组，m表示此储能系统并联电池组共m个。
本发明的优点：
本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法，在保证储能系统安全运行的前提下，实现了对储能系统储电利用率的提升、储能电池的SOC循环周期得到拓展、多并联电池组间稳定性得到有效提高，提高了储能系统的经济性及安全性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法对应的电化学储
能系统结构图；
图2是本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法仿真实验的初始SOC、SOH不同时各电池组SOC变化情况图；
图3是本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法仿真实验的初始SOC、SOH不同时各电池组SOC标准差变化情况图；
图4是本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法仿真实验的充放电效率、初始SOH不同时各电池组SOC变化情况图；
图5是本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法仿真实验的充放电效率、初始SOH不同时各电池组SOC标准差变化情况图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，如图1所示，电池储能系统由多个电池组并联构成，而每个电池组由大量单体电池串联而成。各并联电池组通过DC/DC变换器汇集直流母线后经双向变流器PCS与电网链接。
一种储能系统多电池组并联功率分配方法，包括：
第j串电池所分配充放电功率Pjp(t)的计算方法：
（1）
其中为通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率；βp为该串电池处于充放电状态判断位；εjp为通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数；σjp为通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数；λjp为通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数。
所述储能系统多电池组并联功率分配方法，还包括：
通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率为：
（2）
该串电池处于充放电状态判断位为：
（3）
通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数为：
（4）
通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数为：
（5）
通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数为：
（6）。
所述储能系统多电池组并联功率分配方法，还包括：
（7）
（8）
（9）。
所述储能系统多电池组并联功率分配方法，还包括：其中的j表示第j串电池即第j个电池组，m表示此储能系统并联电池组共m个。
实验验证：
对本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法进行仿真，设置储能系统参数，如表1所示。
表1
设置仿真算例：各并联电池组初始SOC分别为80%、90%、100%、初始SOH分别为80%、90%、100%，初始SOH分别为80%、90%、100%、充放电效率分别为80%、90%、100%。通过本发明所述控制方法进行功率调节后的各电池组SOC变化情况及各电池组SOC标准差变化情况如图2至图5所示。
参考图2至图5，如图2至图5所示，相同走势的图，下一级曲线表示经本发明所述方法后各电池组SOC及其标准差变化情况，上一级曲线表示经本发明所述方法后各电池组SOC及其标准差变化情况。
参考图2至图5，如图2至图5所示，本发明所述方法对储能系统功率进行控制的各电池组SOC运行空间得到拓展，储能利用率得到有效提升；各电池组SOC运行周期得到延申，电池使用寿命得到提高，经济性得到保障；各电池组SOC标准差得到降低，各电池组运行更加稳定安全。
本发明基于电池状态的储能系统多电池组并联功率分配方法，依据电池状态信息，对并联电池组充放电功率进行合理分配。在保证储能系统安全利用的前提下，可有效提高储能利用率，减小过充过放等潜在事故发生的机率。
为安全考虑，目前对于状态不一致的并联电池组运行中，为避免其进入过充过放运行状态，采用收缩运行空间的方式，即以电池状态最差的电池状态为整组运行状态的下限，以电池状态最佳的电池状态为整组运行状态的上限。此种控制方式下虽可有效减少事故的发生，却是以牺牲储能系统储电利用率而换取的，因此不利用运行经济性的提高。而本发明是基于电池状态的储能系统多电池组并联功率分配方法，考虑了不同并联电池组的电池状态，并据此对储能系统的充放电功率进行分配，不仅保证了整个储能系统的安全性，而且有效提高系统储电利用率，提高系统运行经济性。
本发明提出一种基于电池状态的储能系统多电池组并联功率分配方法，该方法可综合考虑电池储能系统各并联电池组的荷电状态、健康状态以及充放电效率等电池状态的不一致，针对其不一致性对电池的充放电功率进行合理分配。在保证储能系统安全运行的前提下，实现了对储能系统储电利用率的提升，提高了储能系统的经济性。
本发明提出的基于电池状态的储能系统多电池组并联功率分配方法以及通过电池状态不一致性对并联电池组进行功率分配。
本发明的储能系统多电池组并联功率分配方法，在保证储能系统安全运行的前提下，实现了对储能系统储电利用率的提升、储能电池的SOC循环周期得到拓展、多并联电池组间稳定性得到有效提高，提高了储能系统的经济性及安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种储能系统多电池组并联功率分配方法，其特征在于，包括：
第j串电池所分配充放电功率Pjp(t)的计算方法：
（1）
其中为通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率；βp为该串电池处于充放电状态判断位；εjp为通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数；σjp为通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数；λjp为通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数。
2.根据权利要求1所述的储能系统多电池组并联功率分配方法，其特征在于，还包括：
通过平均分配方式确定的各电池组充放电理想目标功率为：
（2）
该串电池处于充放电状态判断位为：
（3）
通过电池组SOC及系统平均SOC确定的电池组充放电功率调整系数为：
（4）
通过电池组SOH及系统平均SOH确定的电池组充放电功率调整系数为：
（5）
通过电池组充放电效率η及系统平均充放电效率确定的电池组充放电功率调整系数为：
（6）。
3.根据权利要求2所述的储能系统多电池组并联功率分配方法，其特
征在于，还包括：
（7）
（8）
（9）。
4.根据权利要求1-3任一所述的储能系统多电池组并联功率分配方法，其特征在于，还包括：其中的j表示第j串电池即第j个电池组，m表示此储能系统并联电池组共m个。
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