CN111682603B - 一种电池充放电的方法、装置以及电子设备 - Google Patents

一种电池充放电的方法、装置以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及储能技术领域，特别是涉及一种电池充放电的方法、装置以及电子设备。该方法包括：当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。通过上述方法，可以根据实际需要确定需要工作的单相逆变器，从而在满足对电池进行充放电的条件下提高电池储能系统的整体效率。

Description

一种电池充放电的方法、装置以及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及储能技术领域，特别是涉及一种电池充放电的方法、装置以及电子设备。
背景技术
随着电池储能系统的广泛应用，对电池进行充放电时，要时刻关注电池的荷电状态SOC(State Of Charge)以及电池的最大充放电功率SOP(State Of Power)，合理的使用电池的最大充放电功率SOP可以在最大限度的提高电池利用率的同时，延长电池的使用寿命。
但是，在实现本发明实施例的过程中，发明人发现：当电池的荷电状态SOC很低时，电池的最大放电功率下降；当电池的荷电状态SOC很高时，电池的最大充电功率下降。单相逆变器运行有最大效率点，小功率运行时，运行效率低下，这就决定了当电池储能系统处于低荷电状态放电或高荷电状态充电两个工况时，电池储能系统整机的效率低下，因此急需设计一种电池储能系统处于低荷电状态放电或高荷电状态充电两个工况时，整机的效率高的充放电方法。
发明内容
本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种电池充放电的方法、装置以及电子设备，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池充放电的方法，应用于电池储能系统，所述电池储能系统包括电池以及若干台单相逆变器，所述电池通过所述若干台单相逆变器与电气设备连接，所述方法包括：当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。
在一种可选的方式中，所述根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器的步骤，进一步包括:将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数；判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量；若是，则将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
在一种可选的方式中，所述根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器的步骤，还包括:若否，则控制所有所述单相逆变器工作。
在一种可选的方式中，当所述电荷处理为充电处理时，所述最大电荷参数为最大充电功率；当所述电荷处理为放电处理时，所述最大电荷参数为最大放电功率。
在一种可选的方式中，所述方法还包括：当对所述电池执行电荷处理完成时，控制所述单相逆变器停止工作。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池充放电的装置，包括:获取模块，用于当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；确定模块，用于根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；第一控制模块，用于控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。
在一种可选的方式中，所述确定模块包括:计算单元，用于将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数；判断单元，用于判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量；确定单元，用于若所述整数小于或者等于所述单相逆变器的总量，则将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
在一种可选的方式中，所述确定模块还包括：控制单元，用于若所述整数大于所述单相逆变器的总量，则控制所有所述单相逆变器工作。
在一种可选的方式中，当所述电荷处理为充电处理时，所述最大电荷参数为最大充电功率；当所述电荷处理为放电处理时，所述最大电荷参数为最大放电功率。
在一种可选的方式中，所述装置还包括：第二控制模块，用于当对所述电池执行电荷处理完成时，控制所述单相逆变器停止工作。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器，以及存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行如上所述的方法。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有的电池充放电代理的实现方法，本实施例通过当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作，可以根据实际需要确定需要工作的单相逆变器，从而在满足对电池进行充放电的条件下提高电池储能系统的整体效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种电池储能系统的拓扑结构图；
图2是本发明实施例提供的一种电池充放电的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种确定需要工作的单相逆变器的数量的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电池充放电的装置的示意图；
图5是本发明实施例提供的执行电池充放电的方法的电子设备的硬件结构示意图。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种电池储能系统的拓扑结构图，电池储能系统100包括：电池10、若干台单相逆变器20以及电气设备30。所述电池10通过所述单相逆变器20连接所述电气设备30。
对于上述电池10，电池10用于储存电能，并可以为负载提供电能。在一些实施例中，电池10可以为锂电池、胶体蓄电池、铅酸蓄电池等类型中的一种。
进一步的，所述电池10内部设置有电池管理系统(图未示)，所述电池管理系统用于采集电池电压、电流以及时间等，并进一步的估算电池的荷电状态SOC(State OfCharge)，从而进一步的估算电池10所能承受的最大充电功率及最大放电功率。在一些实施例中，所述电池10与所述单相逆变器20之间设置有通讯电路(图未示)，用于将所述电池管理系统采集的信息以及估算的信息传送给所述单相逆变器20。
对于上述电气设备30，电气设备30可以是电网系统，自发电设备以及负载中的一种或者多种。
对于单相逆变器20，单相逆变器20可以实现DC/DC、DC/AC以及AC/DC的转换，以满足对电池10的充放电。其中，DC(Direct Current)表示直流电流，AC(AlternatingCurrent)表示交流电流。在一些实施例中，单相逆变器20进行DC/DC转换时，所述自发电设备对所述电池10充电；单相逆变器20进行DC/AC转换时，电池10对负载放电；单相逆变器20进行AC/DC转换时，所述电网系统对电池10充电。
进一步的，所述单相逆变器20内一体集成有控制器(图未示)。在一些实施例中，所述控制器为独立的设备。所述控制器用于从所述电池10处获取所述电池管理系统采集的信息以及估算的信息，所述采集的信息以及估算的信息中，包括所述电池的最大电荷参数SOP(State Of Power)。当所述电池10处于充电状态时，所述最大电荷参数为最大充电功率；当所述电池10处于放电状态时，所述最大电荷参数为最大放电功率。在一些实施例中，所述控制器中存储有所述单相逆变器20的最大效率点功率值。
进一步的，所述电池储能系统100中的单相逆变器20的数量可以是一个、两个或三个，具体的数量可以根据实际情况设置。
在本发明实施例中，通过所述单相逆变器20通过比较所述电池10的最大电荷参数以及所述单相逆变器20的最大效率点功率值，可以确定需要工作的单相逆变器，从而在满足对所述电池10充放电的条件下不浪费功率，节约能源。
实施例一
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种电池充放电的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S101，当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值。
对所述电池执行电荷处理包括对所述电池进行充电处理以及对所述电池进行放电处理。当所述电荷处理为充电处理时，所述最大电荷参数为最大充电功率；当所述电荷处理为放电处理时，所述最大电荷参数为最大放电功率。
在一些实施例中，所述单相逆变器的最大效率点功率值为系统预设的数值。例如。单相逆变器的额定功率为3000w，其最大效率点在额定功率的60％-70％，则可将其最大效率点功率值设置为2000w。
步骤S102，根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器。
在电池储能系统中，对电池的充放电要时刻关注电池的所述最大电荷参数，合理的使用电池的最大电荷参数可以在最大限度的提高电池利用率的同时，保证电池较长时间的使用寿命。在实际应用中，当电池的荷电状态很低时，电池放电最大功率下降；当电池的荷电状态很高时，可被充电的最大功率下降。单相逆变器运行有最大效率点功率值，当为了匹配电池的最大电荷参数时，且电池放电最大功率下降或者电池可被充电的最大功率下降时，单相逆变器的运行效率低下，这就决定了当电池储能系统的电池处于低荷电状态放电或高荷电状态充电两个工况时，若仍按照传统的方式运行所有的单相逆变器，则系统整机效率低下。
在本发明实施例中，根据所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器，从而适当的根据实际情况减少处于工作状态的单相逆变器的数量，则可以在一定程度上解决系统整机工作效率低下的问题。具体的，请参阅图3，步骤S102包括：
步骤S1021，将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数。
其中，例如，所述最大效率点功率值为2000w，所述最大电荷参数为3000w，所述单相逆变器的数量为3，则将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数为2。
步骤S1022，判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量，若是则执行步骤步骤S1023，否者执行步骤S1024。
步骤S1023，将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
如上所述，可以将2台所述单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
步骤S1024，控制所有所述单相逆变器工作。
当所述电池的最大电荷参数大于所述单相逆变器的最大效率点功率值之和时，此时需要所有的单相逆变器同时工作。
其中，例如所述最大效率点功率值为2000w，所述最大电荷参数为6500w，所述单相逆变器的数量为3台，则将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数为4，此时需要控制所有的单相逆变器工作来保证电池供给。
步骤S103，控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。
其中，例如所述电池储能系统的单相逆变器的数量为3台，当通过上述方法确定了所需要数量的单相逆变器为2台，则断开1台单相逆变器与所述电池的连接即可。
又例如，所述电池储能系统的单相逆变器的数量为3台，所述最大效率点功率值为2000w，所述最大电荷参数为4500w，则将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数为3，则需要控制所有的单相逆变器工作，即不断开任何单相逆变器与所述电池的连接。
进一步的，在一些实施例中，当对所述电池执行电荷处理完成时，控制所述单相逆变器停止工作。具体的，当所电荷处理为充电处理时，所述电池的所述电池管理系统实时采集电池电压、电流以及时间等，并进一步的估算电池的荷电状态。当所述电池的荷电状态大于预设的电池所能承受的最大荷电状态时，控制所述单相逆变器停止向所述电池输入电荷。当所述电荷处理为放电处理时，当所述电池的荷电状态小于预设的电池所能承受的最小荷电状态(例如最大荷电状态的10％)时，断开所述电池与所述单相逆变器的连接。
在本发明实施例中，通过当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作，可以根据实际需要确定需要工作的单相逆变器，从而在满足对电池进行充放电的条件下提高电池储能系统的整体效率。
实施例二
请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种电池充放电的装置的示意图，该装置400包括：获取模块401、确定模块402以及第一控制模块403。其中，获取模块401，用于当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；确定模块402，用于根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；第一控制模块403，用于控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。
在一些实施例中，所述确定模块402包括计算单元4021、判断单元4022、确定单元4023以及控制单元4024。其中计算单元4021，用于将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数；判断单元4022，用于判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量；确定单元4023，用于若所述整数小于或者等于所述单相逆变器的总量，则将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器；控制单元4024，用于若所述整数大于所述单相逆变器的总量，则控制所有所述单相逆变器工作。
进一步的，装置400还包括第二控制模块404。第二控制模块404用于当对所述电池执行电荷处理完成时，控制所述单相逆变器停止工作。
在本发明实施例中，通过获取模块当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；通过确定模块根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；通过第一控制模块控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作，可以根据实际需要确定需要工作的单相逆变器，从而在满足对电池进行充放电的条件下提高电池储能系统的整体效率。
实施例三
请参阅图5，图5是是本发明实施例提供的执行电池充放电的方法的电子设备的硬件结构示意图。如图5所示，该电子设备50包括：一个或多个处理器51以及存储器52，图5中以一个存储器为例。
处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器52作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电池充放电的方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的各个模块)。处理器51通过运行存储在存储器52中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行电池充放电的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的电池充放电的方法。
存储器52可以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、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电池充放电的装置的使用所创建的数据等。此外，存储器52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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电池充放电装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述一个或者多个处理器51执行时，执行上述任意方法实施例中的电池充放电的方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S101至步骤S103，图2中的方法步骤S1021至步骤S1023或步骤S1021至步骤S1024，实现图4中的模块401-403、模块4021-4024或模块404的功能。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被电子设备执行上述任意方法实施例中的电池充放电的方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S101至步骤S103，图2中的方法步骤S1021至步骤S1023或步骤S1021至步骤S1024，实现图4中的模块401-403、模块4021-4024或模块404的功能。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的电池充放电的方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S101至步骤S103，图2中的方法步骤S1021至步骤S1023或步骤S1021至步骤S1024，实现图4中的模块401-403、模块4021-4024或模块404的功能。
以上所描述的装置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。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种电池充放电的方法，应用于电池储能系统，所述电池储能系统包括电池以及若干台单相逆变器，所述电池通过所述若干台单相逆变器与电气设备连接，其特征在于，所述方法包括：
当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值；
根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；
控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作；
对所述电池执行电荷处理包括对所述电池进行充电处理以及对所述电池进行放电处理；
当所述电荷处理为充电处理时，所述最大电荷参数为最大充电功率；
当所述电荷处理为放电处理时，所述最大电荷参数为最大放电功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器的步骤，进一步包括:
将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数；
判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量；
若是，则将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器的步骤，还包括:
若否，则控制所有所述单相逆变器工作。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当对所述电池执行电荷处理完成时，控制所述单相逆变器停止工作。
5.一种电池充放电的装置，其特征在于，包括:
获取模块，用于当对所述电池执行电荷处理时，获取所述电池的最大电荷参数，以及，单相逆变器的最大效率点功率值,其中，对所述电池执行电荷处理包括对所述电池进行充电处理以及对所述电池进行放电处理，当所述电荷处理为充电处理时，所述最大电荷参数为最大充电功率，当所述电荷处理为放电处理时，所述最大电荷参数为最大放电功率；
确定模块，用于根据所述最大电荷参数，以及，所述单相逆变器的最大效率点功率值，确定所需要数量的单相逆变器；
第一控制模块，用于控制所需要数量的单相逆变器工作，以及，控制其它单相逆变器停止工作。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括:
计算单元，用于将所述最大电荷参数除以所述最大效率点功率值并向上取整，得到整数；
判断单元，用于判断所述整数是否小于或者等于所述单相逆变器的总量；
确定单元，用于若所述整数小于或者等于所述单相逆变器的总量，则将所述整数台单相逆变器确定为所述所需要数量的单相逆变器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块还包括：
控制单元，用于若所述整数大于所述单相逆变器的总量，则控制所有所述单相逆变器工作。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
9.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
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