CN110441701B - 一种用于评估储能电池损耗成本的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于评估储能电池损耗成本的装置，所述装置包括：储能电池，与检测器的输入端连接，以使所述检测器能采集和监测所述储能电池的状态信息；检测器，连接于所述储能电池与计算处理器之间，用于采集和监测所述储能电池的状态信息，并将所述状态信息传输给所述计算处理器；计算处理器，与所述检测器的输出端连接，用于接收所述检测器传输过来的所述状态信息和外部数据，并进行电池损耗成本计算。本发明能评估储能电池的荷电状态及其变化量对储能电池损耗成本的影响。
Description
技术领域
本发明涉及储能电池应用技术领域，尤其涉及一种用于评估储能电池损耗成本的装置。
背景技术
近年来，储能技术应用日渐广泛，作为一种全新的调节手段，储能技术具有灵活的调节特性，对提升电力系统灵活性、支撑分布式发电及推动多能协同互补都具有重要意义。然而，储能系统频繁地充放电会给储能电池带来严重损耗，影响其使用寿命，对储能系统乃至电网经济运行都会造成较大的影响。因此，对储能电池损耗成本进行科学计算，有助于实时评估储能电池运行的经济性，对优化储能电池运营以及提高储能电池运行寿命都具有重要价值。
已有的储能电池损耗成本方法中，大部分通过简单挖掘电池充放电功率和电池单次充放成本来进行计算，计算较为粗略，无法了解储能电池的荷电状态及其变化对储能电池损耗成本的影响。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于评估储能电池损耗成本的装置，能评估储能电池的荷电状态及其变化量对储能电池损耗成本的影响。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种用于评估储能电池损耗成本的装置，所述装置包括：
储能电池，与检测器的输入端连接，以使所述检测器能采集和监测所述储能电池的状态信息；
检测器，连接于所述储能电池与计算处理器之间，用于采集和监测所述储能电池的状态信息，并将所述状态信息传输给所述计算处理器；
计算处理器，与所述检测器的输出端连接，用于接收所述检测器传输过来的所述状态信息和外部数据，并进行电池损耗成本计算；其中，所述计算处理器通过
计算得到所述储能电池的损耗成本；其中，f(SOCES,t)为所述储能电池的损耗成本，δ为所述储能电池的基本性能参数，取值为负数；SOC(t-1)为所述储能电池在第一时刻的荷电状态，SOC(t)为所述储能电池在第二时刻的荷电状态；
ψ为所述储能电池的单位度电成本，CES,I为所述储能电池的总投资，QES为所述储能电池的全寿命周期充放电电量。
优选地，所述储能电池的状态信息包括所述储能电池在某一时刻的荷电状态以及两个时刻之间荷电状态的变化量。
优选地，所述外部数据包括储能电池的总投资、储能电池的额定容量和储能电池的充放循环总次数。
优选地，所述计算处理器通过DDOD＝|SOC(t)-SOC(t-1)|计算得到所述储能电池的充放电深度，并根据所述储能电池的充放电深度进行电池损耗成本计算；其中，DDOD为所述储能电池的充放电深度。
优选地，所述计算处理器通过QES＝2NDDODCES计算得到所述储能电池的全寿命周期充放电电量，并根据所述储能电池的全寿命周期充放电电量进行电池损耗成本计算；其中，N为所述储能电池的充放循环总次数，CES为所述储能电池的额定容量。
与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种用于评估储能电池损耗成本的装置，通过在储能电池外部设置检测器和计算处理器，检测器能实时监测和采集储能电池的SOC及SOC变化量，并将这些数据传输给计算处理器，计算处理器通过这些数据结合储能电池的度电成本，就能进行计算得出储能电池的损耗成本。由于该装置的评估方法充分考虑了储能电池的荷电状态以及储能电池前后时刻的荷电状态变化量，也就是充分考虑了充放电过程对储能电池的损耗，故能更好地反映储能电池充放电过程造成的电池损耗成本，为储能电池的损耗成本评估提供一种有效手段，方便评估储能电池充放电过程对储能电池全寿命经济运营的影响。该装置结构简单、计算简洁、应用便利，大大方便了储能电池损耗成本的评估，易于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种用于评估储能电池损耗成本的装置的示意图。
图2是是本发明实施例提供的一种计算处理器数据处理的示意图。
图3是本发明实施例2提供的某储能电池在不同初始SOC值对应的损耗成本的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例1提供的一种用于评估储能电池损耗成本的装置的示意图，所述装置包括：
储能电池，与检测器的输入端连接，以使所述检测器能采集和监测所述储能电池的状态信息；
检测器，连接于所述储能电池与计算处理器之间，用于采集和监测所述储能电池的状态信息，并将所述状态信息传输给所述计算处理器；
计算处理器，与所述检测器的输出端连接，用于接收所述检测器传输过来的所述状态信息和外部数据，并进行电池损耗成本计算。
具体地，由图1可知，本发明实施例1提供的一种用于评估储能电池损耗成本的装置具体包括储能电池、检测器和计算处理器，储能电池与检测器的输入端连接，检测器的输出端与计算处理器连接。储能电池用于进行正常的充放电，以作为监测对象。检测器用于实时采集和监测储能电池的状态信息，并将这些状态信息传输给计算处理器，供计算处理器处理。计算处理器用于接收检测器传输过来的储能电池的状态信息和外部数据，并进行储能电池损耗成本计算。当需要进行储能电池损耗成本计算时，可以根据需要人为地输入一些储能电池的参数或者利用软件工具进行自动导入。计算处理器能根据接收的储能电池的状态信息和外部数据结合内部存储的计算程序或计算公式进行计算，从而得到储能电池损耗成本。
本发明实施例1通过在储能电池外部设置检测器和计算处理器，检测器能实时监测储能电池的状态及其变化和进行数据采集，并将这些数据传输给计算处理器，计算处理器通过这些数据结合储能电池的基本参数，就能进行计算处理，从而得出储能电池的损耗成本。该装置结构简单、易操作、成本低，大大方便了储能电池损耗成本的评估，为储能电池的损耗成本评估提供了一种有效手段。
作为上述方案的改进，所述储能电池的状态信息包括所述储能电池在某一时刻的荷电状态以及两个时刻之间荷电状态的变化量。
需要说明的是，电池荷电状态(State of Charge，SOC)，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数0％～100％来表示。当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝100％时表示电池完全充满。一般地，储能电池的状态信息指的是储能电池的SOC及SOC的变化量。
具体地，储能电池的状态信息包括储能电池在某一时刻的荷电状态以及两个时刻之间荷电状态的变化量。一般地，检测器采集的是储能电池的实时荷电状态，即SOC，当需要SOC的变化量时，只需要将两个时刻的SOC进行相加减运算，就能得到SOC的变化量。
作为上述方案的改进，所述外部数据包括储能电池的总投资、储能电池的额定容量和储能电池的充放循环总次数。
具体地，当一个储能电池生产成型，该储能电池的总投资、额定容量和充放循环总次数这些参数也就确定了。在进行储能电池的损耗成本计算时，一般要用到储能电池的总投资、储能电池的额定容量和储能电池的充放循环总次数等数据，所以要将这些外部数据输入给计算处理器，供计算处理器调度使用。
参见图2，是本发明实施例提供的一种计算处理器数据处理的示意图，由图2可知，计算处理器在进行储能电池损耗成本计算时，需要对储能电池某一时刻的SOC、储能电池前后时刻SOC变化量、储能电池的总投资、额定容量和充放循环总次数这些数据进行处理。
作为上述方案的改进，所述计算处理器通过DDOD＝|SOC(t)-SOC(t-1)|计算得到所述储能电池的充放电深度，并根据所述储能电池的充放电深度进行电池损耗成本计算；其中，DDOD为所述储能电池的充放电深度，SOC(t-1)为所述储能电池在第一时刻的荷电状态，SOC(t)为所述储能电池在第二时刻的荷电状态。
具体地，计算处理器内部存储了计算储能电池的充放电深度的公式，即DDOD＝|SOC(t)-SOC(t-1)|，其中，DDOD为储能电池的充放电深度，正数，SOC(t-1)为储能电池在第一时刻的荷电状态，百分数或小数，SOC(t)为储能电池在第二时刻的荷电状态，百分数或小数。值得注意的是公式的右边|SOC(t)-SOC(t-1)|是绝对值，即无论储能电池在充电过程还是放电过程，计算得到的储能电池的充放电深度恒大于0。计算处理器通过DDOD＝|SOC(t)-SOC(t-1)|计算得到储能电池的充放电深度后，就可以根据储能电池的充放电深度进行下一步的储能电池损耗成本计算。
作为上述方案的改进，所述计算处理器通过QES＝2NDDODCES计算得到所述储能电池的全寿命周期充放电电量，并根据所述储能电池的全寿命周期充放电电量进行电池损耗成本计算；其中，QES为所述储能电池的全寿命周期充放电电量，N为所述储能电池的充放循环总次数，CES为所述储能电池的额定容量。
具体地，计算处理器内部存储了计算储能电池的全寿命周期充放电电量的公式，即QES＝2NDDODCES，其中，QES为所述储能电池的全寿命周期充放电电量，单位为kW·h，N为所述储能电池的充放循环总次数，CES为所述储能电池的额定容量，单位为kW·h。计算处理器通过QES＝2NDDODCES计算得到储能电池的全寿命周期充放电电量后，就可以根据储能电池的全寿命周期充放电电量进行下一步的储能电池损耗成本计算。
作为上述方案的改进，所述计算处理器通过
计算得到所述储能电池的单位度电成本，并根据所述储能电池的单位度电成本进行电池损耗成本计算；其中，ψ为所述储能电池的单位度电成本，CES,I为所述储能电池的总投资。
具体地，计算处理器内部存储了计算储能电池的单位度电成本的公式，即
其中，ψ为储能电池的单位度电成本，单位为元/kW·h，CES,I为储能电池的总投资，单位为元。计算处理器通过
计算得到储能电池的单位度电成本后，就可以根据储能电池的单位度电成本进行下一步的储能电池损耗成本计算。
一般地，在计算处理器中设定好一个SOC的变化量，这样一来DDOD就确定为一个定值，从而可以根据外部数据包括储能电池的总投资CES,I、储能电池的额定容量CES和储能电池的充放循环总次数N快速得到储能电池的单位度电成本ψ。
作为上述方案的改进，所述计算处理器通过
计算得到所述储能电池的损耗成本；其中，f(SOCES,t)为所述储能电池的损耗成本，δ为所述储能电池的基本性能参数，取值为负数。
具体地，计算处理器内部存储了计算储能电池损耗成本的公式，即
其中，f(SOCES,t)为储能电池损耗成本，单位为元/kW·h，δ为储能电池的基本性能参数，取值为负数。由函数关系可知，当ψ和|SOC(t)-SOC(t-1)|为定值时，因为δ为负数，所以f(SOCES,t)随着SOC(t-1)增大而减小，即当初始SOC越小时，充放相同电量时储能电池损耗成本越高，也就是说电池SOC较低时充放单位电量比SOC较高时充放单位电量所带来的损耗成本更大。
为了加深对本发明上述实施例的理解，本发明实施例2提供一个计算实例进行说明，参见图3，是根据某储能电池表1的基本参数进行计算得到不同初始SOC值对应的损耗成本示意图。表1为某储能电池的基本参数，具体如下:
表1某储能电池的基本参数
| 参数 | 数值 |
| C<sub>ES</sub> | 4MWh |
| D<sub>DOD</sub> | 1 |
| N | 5000次 |
| C<sub>ES,I</sub> | 14,000,000元 |
| δ | -0.08 |
由图2可知，当初始SOC不变时，SOC变化量越大，损耗成本越大；当SOC变化量不变时，初始SOC越大，损耗成本越大。初始SOC＝0.1的直线的斜率最大，初始SOC＝0.9的直线的斜率最小。也就是说，当初始SOC越小时，充放相同电量时储能电池损耗成本越高，即电池SOC较低时充放单位电量比SOC较高时充放单位电量所带来的损耗成本更大，这跟实际投产应用中储能电池的损耗规律相一致，反映了本发明根据储能电池的SOC以及SOC变化量对储能电池损耗成本的计算是有效的，且有实际意义，能有效反映储能电池SOC及电池SOC变化量等因素对电池损耗成本的影响，从而科学评估储能电池充、放电对储能全寿命经济运营的影响。
综上，本发明实施例所提供的一种用于评估储能电池损耗成本的装置，通过在储能电池外部设置检测器和计算处理器，检测器能实时监测和采集储能电池的SOC及SOC变化量，并将这些数据传输给计算处理器，计算处理器通过这些数据结合储能电池的度电成本，就能进行计算得出储能电池的损耗成本。由于该装置的评估方法充分考虑了储能电池的荷电状态以及储能电池前后时刻的荷电状态变化量，也就是充分考虑了充放电过程对储能电池的损耗，故能更好地反映储能电池充放电过程造成的电池损耗成本，为储能电池的损耗成本评估提供一种有效手段，方便评估储能电池充放电过程对储能电池全寿命经济运营的影响。该装置结构简单、计算简洁、应用便利，大大方便了储能电池损耗成本的评估，易于推广应用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种用于评估储能电池损耗成本的装置，其特征在于，所述装置包括：
储能电池，与检测器的输入端连接，以使所述检测器能采集和监测所述储能电池的状态信息；其中，所述状态信息包括所述储能电池在某一时刻的荷电状态以及两个时刻之间荷电状态的变化量；
检测器，连接于所述储能电池与计算处理器之间，用于采集和监测所述储能电池的状态信息，并将所述状态信息传输给所述计算处理器；
计算处理器，与所述检测器的输出端连接，用于接收所述检测器传输过来的所述状态信息和外部数据，并进行电池损耗成本计算；其中，所述外部数据包括储能电池的总投资、储能电池的额定容量和储能电池的充放循环总次数；所述计算处理器通过
计算得到所述储能电池的损耗成本；其中，f(SOCES,t)为所述储能电池的损耗成本，δ为所述储能电池的基本性能参数，取值为负数；SOC(t-1)为所述储能电池在第一时刻的荷电状态，SOC(t)为所述储能电池在第二时刻的荷电状态；
ψ为所述储能电池的单位度电成本，CES,I为所述储能电池的总投资，QES＝2NDDODCES，QES为所述储能电池的全寿命周期充放电电量，N为所述储能电池的充放循环总次数，CES为所述储能电池的额定容量，DDOD＝|SOC(t)-SOC(t-1)|，DDOD为所述储能电池的充放电深度。
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