CN112104061B - 混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置，该方法通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过实施本发明，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。

Description

混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置
技术领域
本发明涉及电能存储技术领域，具体涉及一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置。
背景技术
随着新能源技术的发展，电动汽车的市场占有率越来越高，因此，为了满足电动汽车不断增长的充电需求，需要大规模建立快速充电站。然而，由于快速充电具备随机性和大功率的特点，对于功率有限的配电网络而言，电动汽车充电站的建设对配电网络的稳定运行将会带来巨大的挑战。因此，为了减小电动汽车充电站对配电网络的影响，引入锂电池-超级电容混合储能系统，利用超级电容良好的功率特性以及锂电池的高频波动特性为电动汽车充电，然而过大的负载压力以及频繁波动的充放电电流会影响锂电池的使用寿命，增加了系统维护成本，因此如何对混合储能系统进行能量分配，提高锂电池的使用寿命尤其重要。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于难以对混合储能系统进行能量分配，提高锂电池的使用寿命的缺陷，从而提供一种混合储能系统、混合储能系统能量分配方法及分配装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种混合储能系统能量分配方法，所述混合储能系统包括：与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别与直流母线连接，所述混合储能系统能量分配方法包括：获取所述混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。
在一实施例中，所述根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值，包括：获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值；根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率；根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率；根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率、所述寿命衰减量化模型及电容的数量计算所述当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。
在一实施例中，所述根据各采样时刻的电容荷电状态值、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率，包括：获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值；根据当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率；根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。
在一实施例中，所述储能系统能量分配方案，包括：控制所述单体储能电池按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体储能电池的输出功率运行；控制所述单体电容按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体电容的输出功率运行。
在一实施例中，通过如下公式计算当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值：
Figure BDA0002701906590000031
其中，Qloss(k)为单体储能电池累计容量损耗值，Qloss(k-1)为k-1采样时刻的单体储能电池累计容量损耗值，Pbat(k)为预设采样周期内单体储能电池平均输出功率，k为采样时刻，k为大于等于1的正整数。
在一实施例中，通过如下公式计算单体储能电池的输出功率：
Figure BDA0002701906590000041
其中，Pbat(k,j,i)为k采样时刻的单体储能电池的输出功率，Pload(k)为目标输出功率，SOC(k-1,i)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，SOC(k,j)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，Nbat为储能电池数量，ΔT为计算步长，Nsc为电容数量，Esc为电容量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。
第二方面，本发明实施例提供一种混合储能系统，包括：多个电容、多个储能电池、第一电压转换器及第二压转换器，其中，多个电容并联连接形成电容组，多个储能电池串联连接形成电池组，电容组的两端与第一电压转换器的两端连接，第一电压转换器的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接，电池组的两端与第二电压转换器的两端连接，第二电压转换器的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接。
第三方面，本发明实施例提供一种混合储能系统能量分配装置，包括：获取模块，用于获取所述混合储能系统的目标输出功率；处理模块，用于根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；计算模块，用于根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；排序模块，用于按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；分配模块，用于根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。
第四方面，本发明实施例提供一种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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的混合储能系统能量分配方法。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例第一方面所述的混合储能系统能量分配方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的混合储能系统能量分配方法，通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过采集单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径，并对混合储能系统进行全生命周期经济性分析计算储能电池累计容量损耗值，根据储能电池累计容量损耗值的排序结果，确定目标电容荷电状态值变化路径。通过将储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径确定为能量分配最优路径，并将此路径对应的能量分配方案作为混合储能系统能量分配方案，从而减小了储能电池的负载压力和充放电电流波动频率，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。
本发明实施例提供的混合储能系统，包括：包括与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，第一电压转换器和第二电压转换器分别与直流母线连接。通过将电容组、电池组分别与独立的双向电压转换器连接，实现电容组和电池组的独立控制，提高电容组和电池组的使用效率。
本发明提供的混合储能系统能量分配装置，通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过采集单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径，并对混合储能系统进行全生命周期经济性分析计算储能电池累计容量损耗值，根据储能电池累计容量损耗值的排序结果，确定目标电容荷电状态值变化路径。通过将储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径确定为能量分配最优路径，并将此路径对应的能量分配方案作为混合储能系统能量分配方案，从而减小了储能电池的负载压力和充放电电流波动频率，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中混合储能系统的结构图；
图2为本发明实施例中混合储能系统能量分配方法的一个具体示例的流程图；
图3为电容荷电状态值变化路径示意图；
图4为本发明实施例中储能电池累计容量损耗值计算过程的一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例中混合储能系统能量分配装置的一个具体示例的原理框图；
图6为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在实际应用中，为了满足电动汽车不断增长的充电需求，需要大规模建立快速充电站。然而，由于快速充电具备随机性和大功率的特点，对于功率有限的配电网络而言，电动汽车充电站的建设对配电网络的稳定运行将会带来巨大的挑战。因此，为了减小电动汽车充电站对配电网络的影响，本发明实施例提供一种混合储能系统，利用超级电容良好的功率特性以及锂电池的高频波动特性为电动汽车充电。
本发明实施例提供的混合储能系统，包括：多个电容、多个储能电池、第一电压转换器及第二压转换器，其中，多个电容并联连接形成电容组，多个储能电池串联连接形成电池组，如图1所示，电容组1的两端与第一电压转换器2的两端连接，第一电压转换器2的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接，电池组3的两端与第二电压转换器4的两端连接，第一电压转换器2的一端与直流母线的正极连接，另一端与直流母线的负极连接。
在一具体实施例中，第一电压转换器2及第二电压转换器4均为双向电压转换器，电容组1经过一套独立的双向电压转换器接入直流母线，电池组3经过另一套独立的双向电压转换器并入直流母线。通过将电容组、电池组分别与独立的双向电压转换器连接，实现电容组和电池组的独立控制，提高电容组和电池组的使用效率。在本发明实施例中，储能电池为锂电池，电容为超级电容，仅以此为例，不以此为限。
锂电池-超级电容混合储能系统的引入，降低了电动汽车充电站对配电网络的影响，但由于过大的负载压力以及频繁波动的充放电电流影响锂电池的使用寿命，增加系统维护成本，因此本发明实施例提供一种混合储能系统能量分配方法，对混合储能系统进行能量分配，提高锂电池的使用寿命。
本发明实施例提供的混合储能系统能量分配方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S1：获取混合储能系统的目标输出功率。
在一具体实施例中，根据待充电汽车的电池容量及当前剩余电量确定待充电汽车从充电站获取的充电量，此时的充电量即为混合储能系统的目标输出功率。
步骤S2：根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径。
在一具体实施例中，为了丰富采样数据，将预设采样频率设定为1S/次，即每隔1S就采集一次单体电容荷电状态值，其中，单体电容荷电状态值在0-1的波动限值区间内随意取值，单体电容荷电状态值在0-1区间内离散的点数根据电容量调整。首先为了获得稳定的单体电容荷电状态值，将锂电池-超级电容混合储能系统中的环境温度设为15℃，并将单体电容的初始荷电状态值设置为0.9，为了避免出现由于结束状态与初始状态不相同而造成的不公平现象，将单体电容的结束时的荷电状态值也设定为0.9。然后采集第二个采样时刻时单体电容的所有荷电状态值，之后采集第三个采样时刻时单体电容的所有荷电状态值，以此类推，采集预设采样周期结束时刻时单体电容的所有荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径。如图3所示，为其中一条电容荷电状态值变化路径。在本发明实施例中，预设采样周期为24h，仅以此为例，不以此为限。在本发明实施例中，将单体电容的初始荷电状态值以及结束时的荷电状态值均设置为0.9为例进行说明，但不以此为限。
步骤S3：根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。
在一具体实施例中，在计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值时，暂时不考虑初始状态储能电池容量损耗限值的影响，将其设为固定值，仅比较荷电状态变化过程对储能电池累计容量损耗值的影响。根据如图3所示的变化路径可知，在计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的单体储能电池累计容量损耗值时，需首先计算初始状态到第二个采样时刻的各荷电状态的单体储能电池损耗值增量和单体储能电池累计容量损耗值，接着计算抵达每一采样时刻的各个荷电状态的单体储能电池损耗值增量和单体储能电池累计容量损耗值，一直计算到kmax-1采样时刻，最后计算kmax-1采样时刻的各荷电状态抵达末荷电状态的单体储能电池损耗值增量和单体储能电池累计容量损耗值。
在实际过程中，先将单体电容的初始荷电状态值设置为0.9，然后遍历采样时刻k＝2时的所有荷电状态值，计算k＝1，k＝2不同荷电状态转换造成的单体储能电池损耗值增量，计算并记录采样时刻k＝2时不同荷电状态值时的单体储能电池累计容量损耗值。接着遍历采样时刻k＝3时的所有荷电状态值，计算k＝2的所有荷电状态值到k＝3时j荷电状态造成的单体储能电池单体容量损耗增量以及单体储能电池累计容量损耗值。以此类推，遍历k采样时刻的所有荷电状态值，计算k-1采样时刻的所有荷电状态值到k时刻j荷电状态造成的单体储能电池损耗值增量以及单体储能电池累计容量损耗值。将电池组中所有储能电池的单体储能电池累计容量损耗值进行加和运算即可得到每条电容荷电状态值变化路径所对应的所有储能电池累计容量损耗值。
具体地，计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值的过程，如图4所示，包括如下步骤：
步骤S31：获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值。
在本发明实施例中，通过在预设采样周期内每隔1S采集单体电容荷电状态值，获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值。
步骤S32：根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率。
在本发明实施例中，计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率的过程，包括如下步骤：
步骤S321：获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值。
具体地，通过将步骤S31采集到的所有采样时刻的电容荷电状态值进行采集时刻标记，得到当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值。
步骤S322：根据当前采样时刻的电容荷电状态值、上一采样时刻的电容荷电状态值及电容的数量计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率。
具体地，通过如下公式计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率：
Figure BDA0002701906590000131
其中，Psc(k,j,i)为k采样时刻的单体电容的输出功率，SOC(k-1,i)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，SOC(k,j)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，ΔT为计算步长，Nsc为电容数量，Esc为电容量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。
步骤S323：根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、储能电池的数量及目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。
具体地，通过如下公式计算当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值：
Figure BDA0002701906590000132
其中，Pbat(k,j,i)为k采样时刻的单体储能电池的输出功率，Pload(k)为目标输出功率，Nbat为储能电池数量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。
步骤S33：根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率。
在本发明实施例中，将所有采样时刻的单体储能电池的输出功率进行加和求平均值运算得到预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率。
步骤S34：根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率及寿命衰减量化模型计算当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。
在本发明实施例中，寿命衰减量化模型公式如下：
Figure BDA0002701906590000141
其中，Qloss(k)为单体储能电池累计容量损耗值，Qloss(k-1)为k-1采样时刻的单体储能电池累计容量损耗值，Pbat(k)为预设采样周期内单体储能电池平均输出功率，k为采样时刻，k为大于等于1的正整数。
步骤S4：按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径。
在一具体实施例中，将步骤S3计算得到的多条电容荷电状态值变化路径对应的储能电池累计容量损耗值进行排序，选取储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径为最优电容荷电状态值变化路径。
步骤S5：根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。
在一具体实施例中，确定储能系统能量分配方案的过程，包括如下步骤：
步骤S51：控制单体储能电池按照目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体储能电池的输出功率运行。
步骤S52：控制单体电容按照目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体电容的输出功率运行。
在本发明实施例中，通过将目标电容荷电状态值变化路径对应的能量分配方案作为混合储能系统能量分配方案，控制单体储能电池及单体电容在此分配方案下运行，可使储能电池累计容量损耗值最小。通过减小储能电池累计容量损耗值，可延长储能电池的使用寿命，降低系统维护成本。
本发明提供的混合储能系统能量分配方法，通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过采集单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径，并对混合储能系统进行全生命周期经济性分析计算储能电池累计容量损耗值，根据储能电池累计容量损耗值的排序结果，确定目标电容荷电状态值变化路径。通过将储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径确定为能量分配最优路径，并将此路径对应的能量分配方案作为混合储能系统能量分配方案，从而减小了储能电池的负载压力和充放电电流波动频率，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。
在一实施例中，通过如下公式计算单体储能电池的输出功率：
Figure BDA0002701906590000161
其中，Pbat(k,j,i)为k采样时刻的单体储能电池的输出功率，Pload(k)为目标输出功率，SOC(k-1,i)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，SOC(k,j)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，Nbat为储能电池数量，ΔT为计算步长，Nsc为电容数量，Esc为电容量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。
本发明实施例还提供一种混合储能系统能量分配装置，如图5所示，包括：
获取模块1，用于获取混合储能系统的目标输出功率。详细内容参见上述实施例中步骤S1的相关描述，在此不再赘述。
处理模块2，用于根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径。详细内容参见上述实施例中步骤S2的相关描述，在此不再赘述。
计算模块3，用于根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值。详细内容参见上述实施例中步骤S3的相关描述，在此不再赘述。
排序模块4，用于按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径。详细内容参见上述实施例中步骤S4的相关描述，在此不再赘述。
分配模块5，用于根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。详细内容参见上述实施例中步骤S5的相关描述，在此不再赘述。
本发明提供的混合储能系统能量分配装置，通过获取混合储能系统的目标输出功率；根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；按照储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；根据目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案。通过采集单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径，并对混合储能系统进行全生命周期经济性分析计算储能电池累计容量损耗值，根据储能电池累计容量损耗值的排序结果，确定目标电容荷电状态值变化路径。通过将储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的电容荷电状态值变化路径确定为能量分配最优路径，并将此路径对应的能量分配方案作为混合储能系统能量分配方案，从而减小了储能电池的负载压力和充放电电流波动频率，延长了储能电池的使用寿命，降低了系统维护成本。
本发明实施例提供一种计算机设备，如图6所示，该设备可以包括处理器61和存储器62，其中处理器61和存储器62可以通过总线或者其他方式连接，图6以通过总线连接为例。
处理器61可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器61还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器62作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的混合储能系统能量分配方法。
存储器62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；存储数据区可存储处理器61所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器61。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、企业内网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器62中，当被处理器61执行时，执行如图1-4所示实施例中的混合储能系统能量分配方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1-4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，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，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述混合储能系统包括：与各电容连接的第一电压转换器和与各储能电池连接的第二电压转换器，所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别与直流母线连接，所述混合储能系统能量分配方法包括：
获取所述混合储能系统的目标输出功率；
根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；
根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；
按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；
根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案；
所述根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值；
根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率；
根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率；
根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率及所述寿命衰减量化模型计算所述当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；
所述根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值；
根据当前采样时刻的电容荷电状态值、上一采样时刻的电容荷电状态值及电容的数量计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率；
根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、储能电池的数量及所述目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。
2.根据权利要求1所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，所述根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案，包括：
控制所述单体储能电池按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体储能电池的输出功率运行；
控制所述单体电容按照所述目标电容荷电状态值变化路径对应的预设采样周期的单体电容的输出功率运行。
3.根据权利要求1所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，通过如下公式计算当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值：
Figure FDA0003595957750000031
其中，Qloss(k)为单体储能电池累计容量损耗值，Qloss(k-1)为k-1采样时刻的单体储能电池累计容量损耗值，Pbat(k)为预设采样周期内单体储能电池平均输出功率，k为采样时刻，k为大于等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述的混合储能系统能量分配方法，其特征在于，通过如下公式计算单体储能电池的输出功率：
Figure FDA0003595957750000032
其中，Pbat(k,j,i)为k采样时刻的单体储能电池的输出功率，Pload(k)为目标输出功率，SOC(k-1,i)为k-1采样时刻的单体电容的荷电状态值，SOC(k,j)为k采样时刻的单体电容的荷电状态值，Nbat为储能电池数量，ΔT为计算步长，Nsc为电容数量，Esc为电容量，j为上一采样时刻的电容荷电状态序列，i为当前采样时刻的电容荷电状态序列。
5.一种混合储能系统能量分配装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述混合储能系统的目标输出功率；
处理模块，用于根据预设采样频率确定单体电容在预设采样周期内的电容荷电状态值，形成多条电容荷电状态值变化路径；
计算模块，用于根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；
排序模块，用于按照所述储能电池累计容量损耗值从小到大的排序结果，确定储能电池累计容量损耗值的最小值所对应的目标电容荷电状态值变化路径；
分配模块，用于根据所述目标电容荷电状态值变化路径对应的输出功率分配结果确定混合储能系统能量分配方案；
所述根据单体储能电池的寿命衰减量化模型和所述目标输出功率分别计算每条电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中所有采样时刻的电容荷电状态值；
根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率；
根据所有采样时刻的单体储能电池的输出功率计算预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率；
根据预设采样周期内的单体储能电池平均输出功率及所述寿命衰减量化模型计算所述当前电容荷电状态值变化路径所对应的储能电池累计容量损耗值；
所述根据各采样时刻的电容荷电状态值、电容的数量、储能电池的数量及所述目标输出功率，分别计算各采样时刻对应的单体储能电池的输出功率，包括：
获取当前电容荷电状态值变化路径中当前采样时刻的电容荷电状态值及上一采样时刻的电容荷电状态值；
根据当前采样时刻的电容荷电状态值、上一采样时刻的电容荷电状态值及电容的数量计算得到当前采样时刻的单体电容的输出功率；
根据当前采样时刻的单体电容的输出功率、储能电池的数量及所述目标输出功率计算得到当前采样时刻的单体储能电池的输出功率。
6.一种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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-4任一所述的混合储能系统能量分配方法。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-4任一所述的混合储能系统能量分配方法。
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