CN110544950A - 一种储能电池充放电控制方法、装置和设备 - Google Patents

一种储能电池充放电控制方法、装置和设备 Download PDF

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CN110544950A CN201910837018.XA CN201910837018A CN110544950A CN 110544950 A CN110544950 A CN 110544950A CN 201910837018 A CN201910837018 A CN 201910837018A CN 110544950 A CN110544950 A CN 110544950A
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Abstract

本发明公开了一种储能电池充放电控制方法，获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充、放电时间区间内所述储能电池的充、放电时刻，以及每一所述充、放电时刻的充电功率；根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池进行能量储存；根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池进行能量释放。本发明还公开了一种储能电池充放电控制装置和设备。采用本发明实施例，能够自适应计算储能电池的充放电时刻和功率，控制储能电池在低电价时刻储存能量，在高电价时刻释放能量，实现了储能峰谷套利，且计算方法简洁，操作方便。

Description

一种储能电池充放电控制方法、装置和设备
技术领域
本发明涉及储能应用技术领域，尤其涉及一种储能电池充放电控制方法、装置和设备。
背景技术
电池储能系统的充放电特性可实现对能量的时空平移，有助于平抑电网峰谷差、提高电网的供电可靠性、促进清洁能源消纳、优化电力资源配置，并极大地改善电力系统的灵活性。伴随储能技术的日益发展和不断成熟，储能电池成本也在不断下降，储能的应用变得日益广泛。其中，储能电池可响应电价信号，通过在低电价时段储存电能、在高电价时段释放电能，赚取能量价差，实现峰谷套利，从而获取经济效益。对储能电池峰谷套利进行优化计算，可支撑储能电池更好地响应电网电价信号，促进储能电池在实际电力生产中的利用。
已有的储能电池峰谷套利方法中，大部分是对储能电池的技术约束，包括储能电池荷电状态约束、前后时刻荷电状态约束、充放电功率约束，通过精细化建模，基于启发式算法或者专业计算工具进行求解，从而实现对储能电池的充放电优化，其计算不够简便，操作比较复杂。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种储能电池充放电控制方法、装置和设备，能够自适应计算储能电池的充放电时刻和功率，控制储能电池在低电价时刻储存能量，在高电价时刻释放能量，实现储能峰谷套利，且计算方法简洁，操作方便。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种储能电池充放电控制方法，包括步骤：
获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；
根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；
根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率；
根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；
根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
作为上述方案的改进，所述储能电池的荷电状态包括所述储能电池的最大允许荷电状态值、最小允许荷电状态值、在所述充电时间区间的初始荷电状态值和在所述放电时间区间的初始荷电状态值；
所述储能电池的电池特性包括所述储能电池额定容量、额定功率、充电状态下的充电效率和放电状态下的放电效率。
作为上述方案的改进，所述根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率，具体包括：
根据所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述充电时间区间内的充电时刻数Nc；其中，所述充电时刻数Nc向上取整；
获取所述储能电池的充电时刻；其中，所述充电时刻属于所述充电时间区间，且所述充电时刻的数量等于所述充电时刻数Nc；
以所述储能电池的额定功率作为前Nc-1个充电时刻对应的充电功率，并根据所述充电时刻数计算第Nc个充电时刻对应的充电功率。
作为上述方案的改进，所述充电时刻数满足计算公式：
所述前Nc-1个充电时刻对应的充电功率满足公式：
所述第Nc个充电时刻对应的充电功率满足计算公式：
其中，Nc为所述充电时刻数，为所述第Nc个充电时刻对应的充电功率；和表示所述充电时刻；SOCmax为所述储能电池的最大允许荷电状态值，SOCc为所述储能电池在所述充电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηc为所述储能电池充电状态下的充电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
作为上述方案的改进，所述根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率，具体包括：
根据所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述放电时间区间内的放电时刻数Nd；其中，所述放电时刻数Nd向上取整；
获取所述储能电池的放电时刻；其中，所述放电时刻属于所述放电时间区间，且所述放电时刻的数量等于所述放电时刻数Nd；
以所述储能电池的额定功率作为前Nd-1个放电时刻对应的放电功率，并根据所述放电时刻数计算第Nd个放电时刻对应的放电功率。
作为上述方案的改进，所述放电时刻数满足计算公式：
所述前Nd-1个放电时刻对应的放电功率满足公式：
所述第Nd个放电时刻对应的放电功率满足计算公式：
其中，Nd为所述放电时刻数，为所述第Nd个放电时刻对应的放电功率；和表示所述放电时刻；SOCmin为所述储能电池的最小允许荷电状态值，SOCd为所述储能电池在所述放电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηd为所述储能电池放电状态下的放电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
作为上述方案的改进，所述储能电池的充放电控制方法还包括步骤：
根据所述储能电池的充电功率和放电功率，计算所述储能电池在各个时刻的荷电状态；
所述储能电池在各个时刻的荷电状态满足公式：
其中，SOC(t)为各个时刻的荷电状态，SOC0为所述储能电池的初始荷电状态值。
作为上述方案的改进，所述根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间，具体为：
将所述电价数据划分为低电价区间、平电价区间和高电价区间；
将所述低电价区间和所述平电价区间对应的时间段确定为所述充电时间区间；
将所述高电价区间对应的时间段确定为所述放电时间区间。
本发明实施例还提供了一种储能电池充放电控制装置，包括电价获取模块、信息处理模块和中央控制模块；
所述电价获取模块，用于获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；
所述信息处理模块，用于根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率；
所述中央控制模块，用于根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
本发明实施例还提供了一种储能电池充放电控制设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的储能电池充放电控制方法。
与现有技术相比，本发明公开的储能电池充放电控制方法、装置和设备，通过获取地区电网的电价数据，结合储能电池充放电状态下对应的荷电状态和电池特性，计算储能电池的充放电时刻及对应的充放电功率，控制储能电池在低电价时刻进行电能存储，在高电价时刻进行电能释放。通过自适应控制储能电池针对高、低电价的充放电方式，实现了储能峰谷套利，优化了储能电池峰谷套利充放电方式，且计算方法简洁，操作方便。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种储能电池充放电控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一中充电时刻的选择方法示意图；
图3是本发明实施例一中放电时刻的选择方法示意图；
图4是本发明实施例一中地区电网一天内的电价数据变化示意图；
图5是本发明实施例一中储能电池的充放电时间和充放电功率示意图；
图6是本发明实施例一中储能电池的荷电状态变化示意图；
图7是本发明实施例二提供的一种储能电池充放电控制装置的结构示意图；
图8是本发明实施例三提供的一种储能电池充放电控制设备的结构示意图。
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。
实施例一
参见图1，是本发明实施例一提供的一种储能电池充放电控制方法的流程示意图。本发明实施例一提供的储能电池充放电控制方法通过步骤S11至S15执行：
S11、获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间。
可以预先设置一个电价阈值，当地区电网的电价数据高于所述电价阈值时，则令所述电价数据对应的时间区间作为所述放电时间区间，以进行储能电池的放电操作；当电价数据低于所述电价阈值时，令所述电价数据对应的时间区间作为所述充电时间区间，以进行储能电池的充电操作。根据地区电网的电价信号随时间变化的波形图生成电价数据文件，控制所述储能电池获取所述电价数据文件，根据所述电价阈值，以得到所述储能电池的充电时间区间和放电时间区间。
作为优选，所述根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间，具体为：
将所述电价数据划分为低电价区间、平电价区间和高电价区间；
将所述低电价区间和所述平电价区间对应的时间段确定为所述充电时间区间；将所述高电价区间对应的时间段确定为所述放电时间区间。
作为举例，可以根据所述地区电网的电价数据，预先设置第一电价阈值和第二电价阈值，所述第一电价阈值小于所述第二电价阈值。将小于第一电价阈值的电价对应的时间段划分为低电价区间，将处于第一电价阈值和第二电价阈值的电价对应的时间段划分为平电价区间，将大于第二电价阈值的电价对应的时间段划分为高电价区间。根据所述电价区间的划分，以所述低电价区间和所述平电价区间对应的时间段确定为所述充电时间区间，从而控制储能电池在充电时间区间内进行充电操作，将所述高电价区间对应的时间段确定为所述放电时间区间，从而控制储能电池在放电时间区间内进行放电操作。可以理解的，在实际应用当中，所述第一电价阈值和所述第二电价阈值的具体数值可以根据用户实际用电情况和市场电价走势进行调整和设置，在此不做具体限定。
优选地，可以根据对低电价区间和平电价区间的划分，优先选择低电价区间进行储能电池的充电操作。
S12、根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率。
S13、根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率。
作为优选，所述储能电池的荷电状态包括所述储能电池的最大允许荷电状态值、最小允许荷电状态值、在所述充电时间区间的初始荷电状态值和在所述放电时间区间的初始荷电状态值。所述储能电池的电池特性包括所述储能电池额定容量、额定功率、充电状态下的充电效率和放电状态下的放电效率。
具体地，根据所述储能电池的最大允许荷电状态、在充电状态下的初始荷电状态，以及储能电池的额定容量、额定功率和在充电状态下的充电效率，自适应计算储能电池具体的充电时刻以及每一充电时刻对应的具体充电功率，进而控制储能电池进行相应的充电操作；可以理解地，根据所述储能电池的最小允许荷电状态、在放电状态下的初始荷电状态，以及储能电池的额定容量、额定功率和在放电状态下的放电效率，自适应计算储能电池具体的放电时刻以及每一放电时刻对应的具体充电功率，进而控制储能电池进行相应的放电操作。
S14、根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；
S15、根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
本发明实施例一提供的储能电池充放电控制方法，通过获取地区电网的电价数据，结合储能电池充放电状态下对应的荷电状态和电池特性，计算储能电池的充放电时刻及对应的充放电功率，控制储能电池在低电价时刻进行电能存储，在高电价时刻进行电能释放。通过自适应控制储能电池针对高、低电价的充放电方式，实现了储能峰谷套利，优化了储能电池峰谷套利充放电方式，且计算方法简洁，操作方便。
作为优选，上述步骤S12可以通过步骤S121至S123执行：
S121、根据所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述充电时间区间内的充电时刻数Nc；其中，所述充电时刻数Nc向上取整；
所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性包括：所述储能电池的最大允许荷电状态、在充电状态下的初始荷电状态，以及储能电池的额定容量、额定功率和在充电状态下的充电效率。
具体地，所述充电时刻数满足计算公式：
其中，Nc为所述充电时刻数，为所述第Nc个充电时刻对应的充电功率；和表示所述充电时刻；SOCmax为所述储能电池的最大允许荷电状态值，SOCc为所述储能电池在所述充电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηc为所述储能电池充电状态下的充电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
S122、获取所述储能电池的充电时刻；其中，所述充电时刻属于所述充电时间区间，且所述充电时刻的数量等于所述充电时刻数Nc；
根据所述充电时间区间以及计算得到的所述充电时刻数Nc，确定所述储能电池的具体充电时刻。具体地，参见图2，是本发明实施例一提供的一种充电时刻的选择方法示意图，在所述充电时间区间内，随机选择一个充电时刻作为初始充电时刻t0，并双向依次获取所述初始充电时刻t0左右相邻的充电时刻，直到所获取的充电时刻的数量等于所述充电时刻数。将所有获取的充电时刻按从小到大的顺序排列，得到充电时刻集合需要说明的是，所获取的充电时刻必须处于所述充电时间区间内。若所获取的充电时刻已处于所述充电时间区间的端点，则仅往另一端点的方向获取。
S123、以所述储能电池的额定功率作为前Nc-1个充电时刻对应的充电功率，并根据所述充电时刻数计算第Nc个充电时刻对应的充电功率。
具体地，所述前Nc-1个充电时刻对应的充电功率满足公式：
再根据所述充电时刻数Nc、所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在第Nc个充电时刻对应的充电功率。具体地，所述第Nc个充电时刻对应的充电功率满足计算公式：
其中，Nc为所述充电时刻数，为所述第Nc个充电时刻对应的充电功率；和表示所述充电时刻；SOCmax为所述储能电池的最大允许荷电状态值，SOCc为所述储能电池在所述充电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηc为所述储能电池充电状态下的充电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
作为优选，上述步骤S13可以通过步骤S131至S133执行：
S131、根据所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述放电时间区间内的放电时刻数Nd；其中，所述放电时刻数Nd向上取整；
所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性包括：所述储能电池的最小允许荷电状态、在放电状态下的初始荷电状态，以及储能电池的额定容量、额定功率和在放电状态下的放电效率。
具体地，所述放电时刻数满足计算公式：
其中，Nd为所述放电时刻数，为所述第Nd个放电时刻对应的放电功率；和表示所述放电时刻；SOCmin为所述储能电池的最小允许荷电状态值，SOCd为所述储能电池在所述放电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηd为所述储能电池放电状态下的放电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
S132、获取所述储能电池的放电时刻；其中，所述放电时刻属于所述放电时间区间，且所述放电时刻的数量等于所述放电时刻数Nd；
根据所述放电时间区间以及计算得到的所述放电时刻数Nd，确定所述储能电池的具体放电时刻。具体地，参见图3，是本发明实施例一提供的一种放电时刻的选择方法示意图，在所述放电时间区间内，随机选择一个放电时刻作为初始放电时刻t0，并双向依次获取所述初始放电时刻t0左右相邻的放电时刻，直到所获取的放电时刻的数量等于所述放电时刻数。将所有获取的放电时刻按从小到大的顺序排列，得到放电时刻集合需要说明的是，所获取的放电时刻必须处于所述放电时间区间内。若所获取的放电时刻已处于所述放电时间区间的端点，则仅往另一端点的方向获取。
S133、以所述储能电池的额定功率作为前Nd-1个放电时刻对应的放电功率，并根据所述放电时刻数计算第Nd个放电时刻对应的放电功率。
具体地，所述前Nd-1个放电时刻对应的放电功率满足公式：
再根据所述放电时刻Nd、所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在第Nd个放电时刻对应的放电功率。具体地，所述第Nd个放电时刻对应的放电功率满足计算公式：
其中，Nd为所述放电时刻数，为所述第Nd个放电时刻对应的放电功率；和表示所述放电时刻；SOCmin为所述储能电池的最小允许荷电状态值，SOCd为所述储能电池在所述放电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηd为所述储能电池放电状态下的放电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
进一步地，根据地区电网的电价数据在一天内高电价区间的数量，确定所述储能电池的充放电次数。例如，当地区电网的电价数据在一天内存在两个高电价区间时，储能电池将进行两次充放电操作，也即进行两次峰谷套利。
进一步地，所述储能电池的充放电控制方法还包括步骤：
根据所述储能电池的充电功率和放电功率，计算所述储能电池在各个时刻的荷电状态；
所述储能电池在各个时刻的荷电状态满足公式：
其中，SOC(t)为各个时刻的荷电状态，SOC0为所述储能电池的初始荷电状态值。
作为举例，参见图4和图5，图4是本发明实施例一中某地区电网一天内的电价数据变化示意图，图5是本发明实施例一中某储能电池的充放电时间和充放电功率示意图，以某储能电池参与某地区电网峰谷套利为例，所述储能电池的荷电状态和电池特性的相关参数如下表1。
假设将小于0.5元/度的电价对应的时间段划分为低电价区间，将处于0.5至1.0元/度的电价对应的时间段划分为平电价区间，将大于1.0元/度的电价对应的时间段划分为高电价区间。则地区电网在当天存在两个高电价区间，分别为9：00～12:00、19:00～22:00；存在一个低电价区间，为0:00～8:00；存在三个平电价区间，分别为8:00～9:00、12:00～19:00和22:00～23：00，因为存在两个高电价区间，故所述储能电池在当天将进行两次充放电操作。以0:00～8:00时间段作为充电时间区间为例，所述充电时间区间的初始荷电状态值SOCc＝SOC0＝0.1，根据充电时刻数的计算公式，得到充电时刻数因Δt＝4，也即将单位小时分割为4个时刻，则8个充电时刻即为2个小时的充电时间。获取其中5:00～7:00内的时刻作为所述充电时刻，以所述储能电池的额定功率PES＝10MW作为前7个充电时刻对应的充电功率Pc，再计算第8个充电时刻对应的充电功率以9：00～12:00时间段作为放电时间区间为例，放电时间区间的初始荷电状态值SOCd为与0:00～8:00充电时间区间结束后的SOCc值相同，根据SOC(t)值的计算可知，所述放电时间区间的初始荷电状态值SOCd＝0.9，根据放电时刻数的计算公式，得到放电时刻数Nd＝6，也即1.5个小时的放电时间。获取9:00～10:30内的时刻作为所述放电时刻，以所述储能电池的额定功率PES＝10MW作为前5个放电时刻对应的放电功率Pd，再计算第6个放电时刻对应的放电功率 同理，可计算得到所述地区电网当天的第二次充、放电时刻和对应的充、放电功率，以此得到所述储能电池在当天的所有充、放电时刻以及对应的充、放电功率，进而控制所述储能电池进行相应的能量存储和能量释放，实现储能电池的峰谷套利方式。
参见图6，是本发明实施例一提供的储能电池的荷电状态变化示意图，在上述例子中，根据所述储能电池的初始荷电状态和相关电池特性，计算得到所述储能电池在各个时刻的荷电状态。可见，储能电池的荷电状态值都在储能电池的限定范围内，所述储能电池充放电控制方法满足储能电池的运行特性和技术特性，能合理地优化储能针对地区电网电价的峰谷套利方式。
可以理解地，以上涉及的场景和数值仅作为举例，在实际应用当中，可以是获取不同地区电网的电价数据，根据当地储能电池的荷电状态和电池特性的相关参数，对当地的储能电池的充放电方式进行控制；在上述例子中，也可以获取充、放电时间区间内符合条件的其他充放电时刻进行储能电池的充放电操作，均不影响本发明取得的有益效果。
本发明实施例一提供了一种储能电池充放电控制方法，通过获取地区电网的电价数据，结合储能电池充放电状态下对应的荷电状态和电池特性，计算储能电池的充放电时刻及对应的充放电功率，控制储能电池在低电价时刻进行电能存储，在高电价时刻进行电能释放。通过自适应控制储能电池针对高、低电价的充放电方式，实现了储能峰谷套利，优化了储能电池峰谷套利充放电方式，且计算方法简洁，操作方便。
实施例二
参见图7，是本发明实施例二提供的一种储能电池充放电控制装置20，包括电价获取模块21、信息处理模块22和中央控制模块23；
所述电价获取模块21，用于获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；
所述信息处理模块22，用于根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率；
所述中央控制模块23，用于根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
作为优选，所述储能电池的荷电状态包括所述储能电池的最大允许荷电状态值、最小允许荷电状态值、在所述充电时间区间的初始荷电状态值和在所述放电时间区间的初始荷电状态值；
所述储能电池的电池特性包括所述储能电池额定容量、额定功率、充电状态下的充电效率和放电状态下的放电效率。
进一步地，所述信息处理模块22，具体用于根据所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述充电时间区间内的充电时刻数Nc；其中，所述充电时刻数Nc向上取整；
获取所述储能电池的充电时刻；其中，所述充电时刻属于所述充电时间区间，且所述充电时刻的数量等于所述充电时刻数Nc；
以所述储能电池的额定功率作为前Nc-1个充电时刻对应的充电功率，并根据所述充电时刻数计算第Nc个充电时刻对应的充电功率。
进一步地，所述信息处理模块22，具体用于根据所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述放电时间区间内的放电时刻数Nd；其中，所述放电时刻数Nd向上取整；
获取所述储能电池的放电时刻；其中，所述放电时刻属于所述放电时间区间，且所述放电时刻的数量等于所述放电时刻数Nd；
以所述储能电池的额定功率作为前Nd-1个放电时刻对应的放电功率，并根据所述放电时刻数计算第Nd个放电时刻对应的放电功率。
所述储能电池充放电控制装置20的工作过程与上述实施例一所提供的储能电池充放电控制方法相同，在此不作赘述。
本发明实施例二提供了一种储能电池充放电控制装置，电价获取模块通过获取地区电网的电价数据，信息处理模块结合储能电池充放电状态下对应的荷电状态和电池特性，计算储能电池的充放电时刻及对应的充放电功率，由中央控制模块控制储能电池在低电价时刻进行电能存储，在高电价时刻进行电能释放。通过自适应控制储能电池针对高、低电价的充放电方式，实现了储能峰谷套利，优化了储能电池峰谷套利充放电方式，且计算方法简洁，操作方便。
实施例三
参见图8，是本发明实施例三提供的一种储能电池充放电控制设备30的结构示意图。包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，例如计算储能电池的充电时刻和充电功率等。所述处理器31执行所述计算机程序，实现上述计算储能电池的充电时刻和充电功率实施例中的步骤，例如实施例一所示的步骤S121～S123。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如实施例二所述的储能电池充放电控制装置等。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述储能电池充放电控制设备30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成电价获取模块21、信息处理模块22和中央控制模块23；其中，
所述电价获取模块21，用于获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间。
所述信息处理模块22，用于根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率。
所述中央控制模块23，用于根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
所述储能电池充放电控制设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算装置。所述储能电池充放电控制设备30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是储能电池充放电控制设备30的示例，并不构成对储能电池充放电控制设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述储能电池充放电控制设备30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述储能电池充放电控制设备30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个储能电池充放电控制设备30的各个部分。
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述储能电池充放电控制设备30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述储能电池充放电控制设备30集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，以上所描述的储能电池充放电控制设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
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 (10)

1.一种储能电池充放电控制方法，其特征在于，包括步骤：
获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；
根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；
根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率；
根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；
根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
2.如权利要求1所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述储能电池的荷电状态包括所述储能电池的最大允许荷电状态值、最小允许荷电状态值、在所述充电时间区间的初始荷电状态值和在所述放电时间区间的初始荷电状态值；
所述储能电池的电池特性包括所述储能电池额定容量、额定功率、充电状态下的充电效率和放电状态下的放电效率。
3.如权利要求2所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率，具体包括：
根据所述储能电池处于充电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述充电时间区间内的充电时刻数Nc；其中，所述充电时刻数Nc向上取整；
获取所述储能电池的充电时刻；其中，所述充电时刻属于所述充电时间区间，且所述充电时刻的数量等于所述充电时刻数Nc；
以所述储能电池的额定功率作为前Nc-1个充电时刻对应的充电功率，并根据所述充电时刻数计算第Nc个充电时刻对应的充电功率。
4.如权利要求3所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述充电时刻数满足计算公式：
所述前Nc-1个充电时刻对应的充电功率满足公式：
所述第Nc个充电时刻对应的充电功率满足计算公式：
其中，Nc为所述充电时刻数，为所述第Nc个充电时刻对应的充电功率；和表示所述充电时刻；SOCmax为所述储能电池的最大允许荷电状态值，SOCc为所述储能电池在所述充电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηc为所述储能电池充电状态下的充电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
5.如权利要求2所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率，具体包括：
根据所述储能电池处于放电状态对应的荷电状态和电池特性，计算所述储能电池在所述放电时间区间内的放电时刻数Nd；其中，所述放电时刻数Nd向上取整；
获取所述储能电池的放电时刻；其中，所述放电时刻属于所述放电时间区间，且所述放电时刻的数量等于所述放电时刻数Nd；
以所述储能电池的额定功率作为前Nd-1个放电时刻对应的放电功率，并根据所述放电时刻数计算第Nd个放电时刻对应的放电功率。
6.如权利要求5所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述放电时刻数满足计算公式：
所述前Nd-1个放电时刻对应的放电功率满足公式：
所述第Nd个放电时刻对应的放电功率满足计算公式：
其中，Nd为所述放电时刻数，为所述第Nd个放电时刻对应的放电功率；和表示所述放电时刻；SOCmin为所述储能电池的最小允许荷电状态值，SOCd为所述储能电池在所述放电时间区间的初始荷电状态值，CES为所述储能电池的额定容量，PES为所述储能电池的额定功率，ηd为所述储能电池放电状态下的放电效率，Δt为单位小时分割的时刻数量。
7.如权利要求1至6任一项所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述储能电池充放电控制方法还包括步骤：
根据所述储能电池的充电功率和放电功率，计算所述储能电池在各个时刻的荷电状态；
所述储能电池在各个时刻的荷电状态满足公式：
其中，SOC(t)为各个时刻的荷电状态，SOC0为所述储能电池的初始荷电状态值。
8.如权利要求1所述的储能电池充放电控制方法，其特征在于，所述根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间，具体为：
将所述电价数据划分为低电价区间、平电价区间和高电价区间；
将所述低电价区间和所述平电价区间对应的时间段确定为所述充电时间区间；
将所述高电价区间对应的时间段确定为所述放电时间区间。
9.一种储能电池充放电控制装置，其特征在于，包括电价获取模块、信息处理模块和中央控制模块；
所述电价获取模块，用于获取地区电网的电价数据，根据所述电价数据确定储能电池的充电时间区间和放电时间区间；
所述信息处理模块，用于根据所述储能电池的荷电状态和电池特性，计算在所述充电时间区间内所述储能电池的充电时刻，以及每一所述充电时刻的充电功率；计算在所述放电时间区间内所述储能电池的放电时刻，以及每一所述放电时刻的放电功率；
所述中央控制模块，用于根据每一所述充电时刻的充电功率，控制所述储能电池在对应的所述充电时刻进行能量储存；根据每一所述放电时刻的放电功率，控制所述储能电池在对应的所述放电时刻进行能量释放。
10.一种储能电池充放电控制设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的储能电池充放电控制方法。
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