CN111884243B

CN111884243B - 储能调控方法、储能系统及计算机存储介质

Info

Publication number: CN111884243B
Application number: CN202010747702.1A
Authority: CN
Inventors: 高强; 周辉
Original assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Current assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-07-28
Also published as: CN111884243A

Abstract

本发明公开了一种储能调控方法、储能系统及计算机存储介质，根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率；获取多个最大单位功率中的最小值；比对最小值与储能电池集合的单位容量的平均目标功率；在最小值大于或等于储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，根据单位容量的平均目标功率以及每个储能电池的额定容量调整储能电池集合中的各个电池功率，各个储能电池的单位功率等于单位容量的平均目标功率。本发明构建功率损耗函数，函数在坐标系中呈上凹形状，中间点的函数值小于两侧点的函数平均值，功率损耗最小，按照单位容量的平均目标功率充放电效率更高。

Description

储能调控方法、储能系统及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体是储能充放电技术，尤其涉及储能调控方法、储能系统及计算机存储介质。

背景技术

在可再生能源发电系统中将储能系统与发电系统(如光伏发电、风能发电等)结合，通过储能对发电系统给电网提供的能源进行合理调节。在发电系统产生电能过剩时通过储能系统进行电能存储，在电能不足或不稳定时通过储能进行供电或调节，实现电能供应的削峰填谷，提高供电的平滑稳定。

其中储能电站包括很多个可控电池单元(储能单元)，通过对多个电池单元的充放电进行调节，来达到储能目标业务的出力要求。目前对电池充放电功率分配方法一般如下：基于SOC均衡分配、平均分配、基于最大可充放电功率比例分配。SOC均衡分配策略目前在储能电站中应用较多，此方法只是考虑到不同电池单元SOC一致性，作为充放电目标。上述的策略分配方法中并没有考虑储能电站的效率，储能电站效率的也是目前储能热点方向之一。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种储能调控方法、储能系统及计算机存储介质，旨在提高电池的充放电效率。

为实现上述目的，本发明提供一种储能调控方法，所述储能调控方法包括以下步骤：

根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率，所述最大单位功率为单位容量的最大功率；

获取多个所述最大单位功率中的最小值；

比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率；

在所述最小值大于或等于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的各个电池功率，其中，各个所述电池的单位功率等于所述单位容量的平均目标功率，所述储能电池集合中的各个电池功率为充电功率和/或放电功率。

可选地，所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤之后，还包括：

获取电池效率分布模型；

根据所述电池效率分布模型构建所述储能系统的所述储能电池集合的电池功率与电池效率的关系；

在所述电池功率与所述电池效率负相关时，执行所述获取多个所述最大单位功率中的最小值的步骤。

可选地，所述根据所述电池效率分布模型构建所述储能系统的所述储能电池集合的电池功率与电池效率的关系的步骤包括：

根据所述电池效率分布模型建立各个所述电池的功率损耗模型；

求解各个所述功率损耗模型，得到各个所述电池的电池功率与电池效率的关系。

可选地，所述根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的各个电池功率的步骤包括：

根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量获取所述电池对应的目标功率；

将所述储能电池集合中的各个电池功率调整为所述电池对应的目标功率。

可选地，所述比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率的步骤之前，所述储能调控方法还包括：

根据所述储能电池集合中各个所述电池的额定容量获取所述储能电池集合的总额定容量；

根据所述储能电池集合对应的总目标功率以及所述储能电池集合的总额定容量获取所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率。

可选地，所述比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率的步骤之后，还包括：

在所述最小值小于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，将所述最小值对应的电池功率调整为所述最小值；

在将所述最小值对应的电池功率调整为所述最小值后，除去所述储能电池集合中的最小值对应的电池，以更新所述储能电池集合；

获取更新后的所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率；

返回执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

可选地，所述储能调控方法还包括：

根据所述储能电池集合中各个电池的最大功率获取所述储能电池集合的总最大功率；

在所述总最大功率大于所述储能电池集合对应的总目标功率时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

可选地，所述根据所述储能电池集合中各个电池的最大功率获取所述储能电池集合的总最大功率的步骤之后，还包括：

在所述总最大功率小于或等于所述储能电池集合对应的总目标功率时，将所述储能电池集合中各个电池功率调整为所述电池的最大功率。

可选地，所述储能调控方法还包括：

实时获取各个所述电池的当前剩余电量百分比；

检测到任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第一阈值时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤；

检测到存在所述当前剩余电量百分比的差值大于或等于第一阈值的两个所述电池时，根据所述剩余电量百分比对各个所述电池进行均衡控制，直至任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种储能系统，所述储能系统至少包括：储能模块、控制模块、存储器及存储在所述存储器上并可在所述控制模块上运行的储能调控程序，所述储能调控程序被所述控制模块执行时实现如上所述中任一项所述的储能调控方法的步骤，所述控制模块包括中央控制器、本地控制器、PCS以及EMS中的至少一个。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有储能调控程序，所述储能调控程序被处理器执行时实现如上所述中任一项所述的储能调控方法的步骤。

本发明实施例提出的储能调控方法、储能系统及计算机存储介质，根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率，所述最大单位功率为单位容量的最大功率，获取多个所述最大单位功率中的最小值，比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率，在所述最小值大于或等于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的各个电池功率，其中，各个所述电池的单位功率等于所述单位容量的平均目标功率，所述储能电池集合中的各个电池功率为充电功率和/或放电功率。本发明构建电池效率的分布模型，根据分布模型得到功率损耗函数，由于功率损耗函数在坐标系中呈上凹形状，中间点的函数值小于两侧点的函数值的平均值，即按照中间点对应的功率运行时电池功率损耗小于两侧点对应的功率运行时电池功率损耗的平均值，在中间点为两侧点的正中间时功率损耗最小，即单位容量的平均目标功率对应的功率损耗最小，因此，在确定每一电池的最大单位功率均可达到单位容量的平均目标功率后，按照单位容量的平均目标功率调整各个电池的充电功率和/或放电功率，提高电池的充放电效率。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明储能调控方法的一实施例的流程示意图；

图3为本发明储能调控方法另一实施例的流程示意图；

图4为本发明储能调控方法法再一实施例的流程示意图；

图5为本发明储能调控方法又一实施例的流程示意图；

图6为本发明磷酸铁锂电池放电功率与电池放电效率的关系的一种示意图；

图7为本发明第i个电池的功率损失函数曲线的一种示意图；

图8为本发明一种储能系统的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

本发明实施例提供一种解决方案，构建功率损耗函数，函数在坐标系中呈上凹形状，中间点的函数值小于两侧点的函数平均值，功率损耗最小，按照单位容量的平均目标功率充放电效率更高。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端为电池的控制装置。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，存储器1003。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。存储器1003可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1003可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1003中可以包括电池的充放电程序。

在图1所示的终端中，处理器1001可以用于调用存储器1003中存储的电池的充放电程序，并执行以下操作：

获取多个所述最大单位功率中的最小值；

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的电池的充放电程序，还执行以下操作：

获取电池效率分布模型；

实时获取各个所述电池的当前剩余电量百分比；

参照图2，在一实施例中，所述储能调控方法包括以下步骤：

步骤S10，根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率，所述最大单位功率为单位容量的最大功率；

在本实施例中，储能系统设置有储能电池集合，储能电池集合用于供电和蓄电。储能电池集合包括多个电池，每一电池包括至少一个电池单体，每一电池连接有单独的储能变流器(PCS，Power Conversion System)，储能变流器用于控制对应电池的充电和放电过程，通过电池管理系统(BMS，Battery Management System)实现电池的智能化管理及维护。通过PCS可获取到各个电池的状态信息，获取状态信息中的电池最大功率信息和额定容量信息，需要说明的是，在需要储能电池集合充电时，最大功率为该电池在输出电能时的最大可充电功率，在需要储能电池集合放电时，最大功率为该电池在接收电能时的最大可放电功率，因此，在接收到蓄电指令时，获取储能系统的储能电池集合中每个电池的最大可充电功率，在接收到供电指令时，获取储能系统的储能电池集合中每个电池的最大可放电功率。

可选地，在根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率时，对于单个电池，可将电池的最大功率与额定容量的比值作为电池的最大单位功率，例如，在电池的最大功率为100W，电池的额定容量为50Ah时，该电池的最大单位功率为2W/Ah。

步骤S20，获取多个所述最大单位功率中的最小值；

步骤S30，比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率；

在本实施例中，在获取到储能电池集合各个电池的最大单位功率后，对多个最大单位功率进行排序，以确定多个最大单位功率中的最小值，并将最小值与储能电池集合的单位容量的平均目标功率进行比对，以确定是否所有储能电池集合均可按照单位容量的平均目标功率进行充电或放电。储能电池集合的单位容量的平均目标功率为单位容量需要输出和/或输入的电能对应的功率，例如，在需要储能电池集合充电时，单位容量的平均目标功率为储能电池集合单位容量需要输入的电能对应的目标功率，在需要储能电池集合放电时，单位容量的平均目标功率为储能电池集合单位容量需要输出电能对应的目标功率。

可选地，在比对最小值与储能电池集合的单位容量的平均目标功率之前，获取储能电池集合的单位容量的平均目标功率。具体地，获取储能电池集合中各个电池的额定容量，计算储能电池集合中所有电池的的额定容量之和，将额定容量之和作为储能电池集合的总额定容量，将储能电池集合对应的总目标功率与储能电池集合的总额定容量的比值作为储能电池集合的单位容量的平均目标功率。总目标功率为需要储能电池集合的电能输出或输入功率。若除去储能电池集合中最最小值对应的电池，更新后的电池的额定容量和目标总功率也会相应减少，因此，需要重新确定储能电池集合的单位容量的平均目标功率。

可选地，获取电池效率分布模型，根据电池效率分布模型构建储能系统的储能电池集合的电池功率与电池效率的关系，由于目前的电池在功率越大时其电池效率越低，即电池功率与电池效率负相关，因此可在电池功率与电池效率的关系为负相关时，执行获取多个最大单位功率中的最小值及其后续步骤，由于最小值对应的电池效率最高，因此，可首先通过最小值与储能电池集合的单位容量的平均目标功率的比对确定局部最优方案，进而确定整体最优的方案。其中，在根据电池效率分布模型构建储能系统的所述储能电池集合的电池功率与电池效率的关系的过程中，根据电池效率分布模型建立各个电池的功率损失函数，并将电池的历史数据代入到功率损失函数中，获得功率损耗模型中的模型参数的具体取值，即得到各个电池的电池功率与电池效率的关系，历史数据包括电池的历史运行功率以及与历史运行功率对应的电池效率。在获取到电池功率与电池效率的关系后，根据电池功率与电池效率的关系，获取对应的电池功率与电池效率的功率损失函数的最优解，最优解即为电池充放电效率最高时对应的电池功率，例如，在电池功率与电池效率负相关时，其电池充放电效率最高时对应的电池功率等于单位容量的平均目标功率。

步骤S40，在所述最小值大于或等于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的各个电池功率，其中，各个所述电池的单位功率等于所述单位容量的平均目标功率，所述储能电池集合中的各个电池功率为充电功率和/或放电功率。

在本实施例中，在比对结果为最小值大于或等于储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，表明储能电池集合中的所有电池单位容量的功率均可达到单位容量的平均目标功率，因此，可根据单位容量的平均目标功率以及每个电池的额定容量调整储能电池集合中的各个电池功率，以将储能电池集合中的各个电池单位容量的功率调整至单位容量的平均目标功率，实现电池效率的最大化。需要说明的是，在接收到蓄电指令时，电池功率为电池的充电功率，电池按照充电功率进行蓄电，在接收到供电指令时，电池功率为电池的放电功率，电池按照放电功率进行供电。

可选地，在根据单位容量的平均目标功率以及每个电池的额定容量调整储能电池集合中的各个电池功率时，可针对单个电池计算对应的目标功率，并将储能电池集合中的每一电池的整体功率调整为该电池对应的目标功率。具体地，可根据单位容量的平均目标功率与每一电池的额定容量相乘，从而得到每一电池的目标功率，该目标功率即为需要该电池的电能的输入和/或输出功率。

在一实施例中，以各个电池的额定容量不同的情况进行说明，

储能电池集合包括N组电池，实时获取N组电池的最大功率Pi以及电池额定功率Ci，第i个电池的最大单位功率为Pi/Ci，多个最大单位功率中的最小值为ratio_MIN＝MIN(Pi/Ci)，并记录ratio_MIN对应的储能电池集合，记为集合A＝{M1，M2…Mj}，若多个最大单位功率中的最小值同时存在多个，集合A也包括多个电池。

实时获取储能系统的储能电池集合的总目标功率Pt以及储能电池集合的总额定容量∑Ci，那么，储能电池集合的单位容量的平均目标功率为Pt/∑Ci。可选地，获取储能系统的总最大功率∑Pi，若总目标功率Pt≥∑Pi，则不考虑电池效率的问题，储能电池集合的所有电池按照其最大功率Pi运行，若总目标功率Pt＜∑Pi，则优先考虑电池效率的问题，执行比对最小值ratio_MIN与储能电池集合的单位容量的平均目标功率Pt/∑Ci的步骤。

比对最小值ratio_MIN与储能电池集合的单位容量的平均目标功率Pt/∑Ci，若ratio_MIN≥Pt/∑Ci，则根据单位容量的平均目标功率Pt/∑Ci以及每个电池的额定容量Ci调整储能电池集合中的各个电池功率，例如，储能电池集合中的第i个电池的功率调整为：Pi＝(Pt/∑Ci)*Ci；

若ratio_MIN＜Pt/∑Ci，则将集合A中的储能电池集合的功率调整为该电池的最大功率Pi(i属于集合A)，集合A的总功率为ratio_MIN*C_A，并重新确定除去集合A的储能电池集合的功率。具体地，找出大于ratio_MIN的次小值ratio_SMIN，同时记录ratio_SMIN对应的电池，记为集合B＝{L1，L2......Lk}；确定属于储能系统的集合C{1，2，3......N}且不属于集合A的电池，即集合A在全集合C中的绝对补集，记为CuA，CuA即为更新后的储能电池集合；获取集合CuA的总额定容量∑C_CuA，计算全集合C的总目标功率Pt与集合A的总功率ratioMIN*CA的差值，将差值更新为集合CuA的总目标功率：Pt_CuA＝Pt-ratioMIN*CA，那么，集合CuA的单位容量的平均目标功率为Pt_CuA/∑C_CuA；

比对次小值ratio_SMIN与Pt_CuA/∑C_CuA，若ratio_SMIN≥Pt_CuA/∑C_CuA，则根据单位容量的平均目标功率Pt_CuA/∑C_CuA以及每个电池的额定容量C_CuA调整储能电池集合CuA中的各个电池功率，例如，储能电池集合CuA中的第i个电池的功率调整为：Pi＝(Pt_CuA/∑C_CuA)*Ci，；

若ratio_SMIN＜Pt_CuA/∑C_CuA，则将集合B并入集合A，并作为更新后的集合A，集合A中的电池按照其最大功率运行，例如，集合A中的第i个电池的功率调整为其最大功率Pi(i属于集合A)，并将集合B清空，返回执行找出大于ratio_SMIN的次小值ratio_TMIN及其后续步骤，直至确定出每一电池的功率。

各个电池的额定容量均相同时，其电池的功率分配方式与各个电池的额定容量不同时的分配方式类似，在此不再赘述。

在本实施例公开的技术方案中，在确定每一电池的最大单位功率均可达到单位容量的平均目标功率后，按照单位容量的平均目标功率调整各个电池的充电功率和/或放电功率，提高电池的充放电效率以及储能系统的整体效率和经济性。

在本实施例公开的技术方案中，电池效率最高的方案为储能系统中的各个电池的单位单位功率等于储能电池集合的单位容量的平均目标功率，电池效率次高的方案为储能系统中的最小值对应的电池按照最小值运行，其他电池的单位容量的平均目标功率等于除去最小值对应的储能电池集合的单位容量的平均目标功率，电池效率第三高的方案依此类推。效率最高的技术效果的推导原理如下：

首先，构建电池效率的分布模型，电池效率的分布模型表示如下：

η～F(BT，SOH)

其中，η为电池效率，BT为电池类型，SOH(state of health)为电池健康度，F(BT，SOH)表示BT和SOH对应的电池数学模型，可以看出，电池效率取决于电池类型及电池本身的健康程度；

对于不同的电池类型及不同的SOH，根据电池特性及曲线拟合分析，电池效率的函数可以表示如下：

η_i～F(BT_i，SOH_i)＝fun(BT_i，SOH_i)

其中，η_i为第i个电池的电池效率，BT_i为第i个电池的电池类型，SOH_i为第i个电池的SOH健康度，fun(BT_i，SOH_i)为BT_i和SOH_i对应的电池数学模型；

针对储能系统中的第i个电池，其充放电功率的功率损耗函数如下：

其中，P_iLOSS为第i个电池损耗的功率，P_i为第i个电池的实际功率；

因此，在储能系统设置有N组电池时，储能系统的总功率损耗函数如下：

其中，P_LOSS为储能系统的总损耗功率；

N组电池的总体充放电功率的函数如下：

其中，P_t为N组电池的总体充放电功率；

在总体充放电功率满足需求的前提下，为了使电池效率最高，电池损耗最小，需要使如下函数的函数值最小：

其中，MIN表示最小值；

因此需要求解优化的目标函数包括以下四个：

0＜P_i＜P_i-max-charge

0＜P_i＜P_{i-max-discharge}

其中，P_i-max-charge为第i个电池的最大可充电功率，P_{i-max-discharge}为第i个电池的最大可放电功率；

为了便于说明，以磷酸铁锂电池为例，寻求目标函数的最优解；

如图6所示，图6为磷酸铁锂电池的放电功率与电池放电效率的关系图。在图6中，磷酸铁锂电池的放电功率与电池放电效率的关系为负相关，磷酸铁锂的电池效率分布模型近似为：

η_i＝fun(BT_i，SOH_i)＝K_ix+C_i

其中，x为电池的放电功率，C_i为电池的额定容量，K_i和C_i为预设参数，在电池的SOH不同时，K_i和C_i也不同；

因此，

其中，K_i＜0，0＜C_i＜1；

求得P_LOSS最小时，N个电池分别对应的x，即为N个电池分别对应的功率P_i，即目标函数的最优分配；

为了便于说明，假设N个电池对应的SOH相同，所有电池的电池功率与电池效率的关系中的K_i均相同，均等于K，C_i也均相同，均等于C，寻找目标函数的最优解的过程如下：

由于P_t为定值，上述公式可优化如下：

其中，对于第i个电池，其功率损失函数如下：

其在坐标系中的曲线如图7所示；

在图7中，可推导出：

因此，对于N个电池的总功率损耗，可推导出：

由公式1和公式2联合可得：

由上式可知，当P₁＝P₂＝…＝P_N时，可使上式中的等号成立，即

在等号成立时，P_LOSS最小，即各个电池的功率相同时，储能系统的功率损耗最小。考虑到不同电池的额定容量不同的情况，各个电池的功率相同可转化为各个电池单位容量的功率相等，即在各个电池单位容量的功率相等时，储能系统的功率损耗最小，电池效率最高。

考虑到部分电池或电池中的部分电池发生故障，例如，PCS告警或者BMS告警，导致电池的功率受限，所有电池的最大输出功率可能并不相同，即部分电池的最大单位功率小于储能电池集合的单位容量的平均目标功率，因此，在这种功率受限的情况下，控制功率受限的电池以其最大功率运行，实现该电池的效率最优，即功率的局部最优，再对其他电池重新进行功率受限的检测，若其他电池的最大单位功率均大于更新后的储能电池集合的单位容量的平均目标功率，表明其他电池的功率未受限，因此，对于其他电池，可根据单位容量的平均目标功率以及每个电池的额定容量调整储能电池集合中的各个电池功率，实现多个电池的整体最优。

在另一实施例中，如图3所示，在上述图2所示的实施例基础上，步骤S30之后，还包括：

步骤S50，在所述最小值小于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，将所述最小值对应的电池功率调整为所述最小值；

在本实施例中，在比对结果为最小值小于储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，表明最小值对应的电池单位容量的功率无法达到储能电池集合对应的平均功率，因此，可将最小值对应的电池功率调整为该最小值，即控制该最小值对应的电池以最大功率充放电，以使最小值对应的电池单位容量的功率尽可能接近储能电池集合的单位容量的平均目标功率，提高最小值对应的电池的充放电效率。

步骤S60，在将所述最小值对应的电池功率调整为所述最小值后，除去所述储能电池集合中的最小值对应的电池，以更新所述储能电池集合；

步骤S70，获取更新后的所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率；

步骤S80，返回执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

在本实施例中，在将最小值对应的电池功率调整为最小值后，由于最小值对应的电池功率已经确定，因此可除去储能电池集合中的最小值对应的电池，并将除去最小值对应的电池的储能电池集合作为更新后的电池，以重新计算除去最小值对应的电池的其他各个电池的功率。在储能电池集合更新后，由于储能电池集合中的电池组数减少，更新后的储能电池集合的总目标功率也会较少，更新后的储能电池集合的单位容量的平均目标功率也会发生改变，因此，可获取更新后的储能电池集合的单位容量的平均目标功率，以对单位容量的平均目标功率进行更新，并在更新后，按照更新后的储能电池集合以及更新后的单位容量的平均目标功率返回执行根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率以及后续步骤，以确定除去最小值对应的电池的其他各个电池的功率如何调整。

在本实施例公开的技术方案中，存在电池的最大单位功率无法达到储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，控制该电池以最大功率运行，并通过迭代算法重新确定其他电池是否可达到电池的单位容量的平均目标功率，采用动态迭代的算法找到每一电池充放电的最优功率，通过局部最优的方式确定整体最优的方案，使得储能电池集合中的电池的充放电效率都尽可能高，整个储能电池集合的充放电功率更高。

在再一实施例中，如图4所示，在图2至图3任一实施例所示的基础上，所述储能调控方法还包括：

步骤S01，根据所述储能电池集合中各个电池的最大功率获取所述储能电池集合的总最大功率；

在本实施例中，在根据根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率之前，还可获取储能电池集合中各个电池的最大功率，将储能电池集合中所有电池的最大功率之和作为储能电池集合的总最大功率，并比对储能电池集合的总最大功率与储能电池集合对应的总目标功率。

步骤S02，在所述总最大功率大于所述储能电池集合对应的总目标功率时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

在本实施例中，在比对结果为总最大功率大于储能电池集合对应的总目标功率时，表明储能系统的供电能力可满足供电需求，或者储能系统的蓄电能力可满足蓄电需求，并执行根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率的步骤，以确定各个电池充放电效率最高的功率，提高电池效率。

可选地，在比对结果为总最大功率小于或等于储能电池集合对应的总目标功率时，表明储能系统的供电能力无法满足供电需求，或者储能系统的蓄电能力无法满足蓄电需求，此时可不考虑电池效率，而是优先考虑储能系统的供电能力或者蓄电能力，将储能电池集合中各个电池功率调整为电池的最大功率，以使各个电池以最大功率运行，储能系统的供电能力或者蓄电能力尽可能接近电能需求。

在本实施例公开的技术方案中，比对储能电池集合的总最大功率与储能电池集合对应的总目标功率，根据比对结果判断是否优先考虑电池效率，使得电池的充放电功率更加合理。

在又一实施例中，如图5所示，在图2至图4任一实施例所示的基础上，所述储能调控方法还包括：

步骤S03，实时获取各个所述电池的当前剩余电量百分比；

步骤S04，检测到任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第一阈值时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个储能电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤；

在本实施例中，实时检测储能系统中各个电池的状态信息，以获取状态信息中的电池当前剩余电量百分比(SOC，state of charge)。计算储能系统中的每两个电池的当前剩余电量百分比的差值，若检测到任意两个电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第一阈值时，表明储能系统中各个电池之间的当前剩余电量百分比差距较小，可执行根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率及其后续步骤，实现电池效率的最大化。

步骤S05，检测到存在所述当前剩余电量百分比的差值大于或等于第一阈值的两个所述电池时，根据所述剩余电量百分比对各个所述电池进行均衡控制，直至任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

在本实施例中，在电池效率最大化的过程中，储能系统中各个电池的当前剩余电量百分比之间的差距可能会增大。因此，若检测到存在当前剩余电量百分比的差值大于或等于第一阈值的两个电池时，表明储能系统中存在当前剩余电量百分比差距较大的电池，此时，可根据剩余电量百分比对储能系统中各个电池进行SOC均衡控制，减小各个电池的当前剩余电量百分比之间的差距，以提高储能系统的总体性能。在根据剩余电量百分比对储能系统中各个电池进行SOC均衡控制后，若检测到任意两个电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第二阈值时，表明通过SOC均衡控制已经使得各个电池的当前剩余电量百分比之间的差距尽可能小，此时可返回执行根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个电池的最大单位功率及其后续步骤，实现电池效率的最大化，其中，第二阈值小于第一阈值。

在SOC均衡控制时，第i个电池的实际运行功率的表达式如下：

其中，P_i为第i个电池的实际运行功率，C_i为第i个电池的额定容量，P_t为N个电池的总目标功率，k为预设参数，soc_i为第i个电池的当前剩余电量百分比，soc_average为N个电池的当前剩余电量百分比的平均值。

在本实施例公开的技术方案中，检测储能系统中各个电池的当前剩余电量百分比之间的差距，根据差距确定是否执行SOC均衡，在提高储能系统的总体性能的同时增大电池的充放电效率。

此外，本发明实施例还提出一种储能系统，所述储能系统至少包括：储能模块、控制模块、存储器及存储在所述存储器上并可在所述控制模块上运行的储能调控程序，所述储能调控程序被所述控制模块执行时实现如上各个实施例所述的储能调控方法的步骤，所述控制模块包括中央控制器、本地控制器、PCS以及EMS(energy management system，能量管理系统)中的至少一个。

在一实施例中，如图8所示，储能模块包括储能电池，储能系统包括PCS、中央控制器和本地控制器。PCS与至少一个储能电池连接，形成PCS-储能电池的组合，本地控制器与至少一个PCS-储能电池的组合连接，中央控制器与多个本地控制器连接。本地控制器采集PCS-电池储能电池的组合的最大可放电功率、最大可充电功率、PCS额定功率、电池的额定容量、SOC等数据，并发送至中央控制器，中央控制器获取所有PCS-电池集合的数据，以本地控制器管辖区域为单位，根据所有PCS-电池集合的数据通过控制算法进行计算，并执行上述各个实施例中的储能调控方法。中央控制器将最优的分配的目标功率发送至本地控制器，本地控制器根据中央控制器发送的最优的分配的目标功率和本地控制器下的PCS-电池集合的数据通过控制算法进行计算，以每个PCS-电池为单元计算出最高效率的分配结果，下发至每个PCS(储能变流器)控制对应的电池，以分配的目标功率进行充放电。本实施例的储能系统不仅仅局限于上述架构，同样适用于多能源组合电站的储能，以及适用于一个变压器下至少一个储能电池集合的场景。

此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有储能调控程序，所述储能调控程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的储能调控方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种储能调控方法，其特征在于，所述储能调控方法包括以下步骤：

对多个所述最大单位功率进行排序获取多个所述最大单位功率中的最小值；

比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率，以确定是否所有储能电池均可按照单位容量的平均目标功率进行充电或放电；其中，所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率为储能电池集合对应的总目标功率与储能电池集合的总额定容量的比值；

在所述最小值大于或等于所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率时，根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的每个电池功率，其中，每个所述电池的单位功率等于所述单位容量的平均目标功率，所述储能电池集合中的每个电池功率为充电功率和/或放电功率；

所述根据所述单位容量的平均目标功率以及每个所述电池的额定容量调整所述储能电池集合中的每个电池功率的步骤包括：

将所述储能电池集合中的每个电池功率调整为所述电池对应的目标功率。

2.如权利要求1所述的储能调控方法，其特征在于，所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤之后，还包括：

获取电池效率分布模型；

根据所述电池效率分布模型构建所述储能系统的所述储能电池集合的电池功率与电池效率的功率损失函数，以根据功率损失函数确定电池功率与电池效率的关系；

3.如权利要求2所述的储能调控方法，其特征在于，所述储能调控方法的步骤还包括：

在所述电池功率与所述电池效率负相关时，确定电池功率与电池效率的功率损失函数的最优解，将所述最优解作为电池充放电效率最高时对应的电池功率，其中，电池充放电效率最高时对应的电池功率等于所述单位容量的平均目标功率。

4.如权利要求1所述的储能调控方法，其特征在于，所述比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率的步骤之前，所述储能调控方法还包括：

根据所述储能电池集合中每个所述电池的额定容量获取所述储能电池集合的总额定容量；

5.如权利要求1所述的储能调控方法，其特征在于，所述比对所述最小值与所述储能电池集合的单位容量的平均目标功率的步骤之后，还包括：

返回执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

6.如权利要求1所述的储能调控方法，其特征在于，所述储能调控方法还包括：

根据所述储能电池集合中每个电池的最大功率获取所述储能电池集合的总最大功率；

在所述总最大功率大于所述储能电池集合对应的总目标功率时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤。

7.如权利要求6所述的储能调控方法，其特征在于，所述根据所述储能电池集合中每个电池的最大功率获取所述储能电池集合的总最大功率的步骤之后，还包括：

在所述总最大功率小于或等于所述储能电池集合对应的总目标功率时，将所述储能电池集合中每个电池功率调整为所述电池的最大功率。

8.如权利要求1所述的储能调控方法，其特征在于，所述储能调控方法还包括：

实时获取每个所述电池的当前剩余电量百分比；

检测到任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第一阈值时，执行所述根据储能系统的储能电池集合中每个电池的最大功率和额定容量获取每个所述电池的最大单位功率的步骤；

检测到存在所述当前剩余电量百分比的差值大于或等于第一阈值的两个所述电池时，根据所述剩余电量百分比对每个所述电池进行均衡控制，直至任意两个所述电池的当前剩余电量百分比的差值均小于第二阈值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

9.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统至少包括：储能模块、控制模块、存储器及存储在所述存储器上并可在所述控制模块上运行的储能调控程序，所述储能调控程序被所述控制模块执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的储能调控方法的步骤，所述控制模块包括中央控制器、本地控制器、PCS以及EMS中的至少一个。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有储能调控程序，所述储能调控程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的储能调控方法的步骤。