CN115508724A - 一种储能电站电池soc估算校准方法 - Google Patents

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苏磊
吴林成
谢景煌
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种储能电站电池SOC估算校准方法，所述方法包括：对电池定期进行一次满充满放的电池标定，并在该过程计算满放电量Q校准；电池养护通过BMS获得当前时刻的电压、电流、温度，结合恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC对应的拟合关系，获得当前电池养护估算值SOC估算；日常充放为恒功率充放电工况，通过功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前日常充放SOC估算；通过电池标定时间、电池养护估算值SOC估算值和日常充放SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准。

Description

一种储能电站电池SOC估算校准方法
技术领域
本发明涉及一种储能电站电池SOC估算校准方法，属于电池SOC校准技术领域。
背景技术
储能电站电池系统是一种具有高度非线性、环境敏感、性能衰减及故障突发等特性的复杂动态系统。如果不能实时了解电池系统当前的参数状态，会给用户带来不小的经济损失，其中电池荷电状态(SOC)是评估电池电气状态的重要指标，也是电池系统状态估计的核心之一。准确估算电池的SOC可提高电池组使用效率，延长其使用寿命，保证电池组的可靠性和安全性。
目前BMS(电池管理系统)采用的SOC估算方法以开路电压法配合安时积分法为主，该方法计算简单，但由于SOC初值不准确以及噪声、温度、电流波动等因素扰动，导致误差不断累积；此外研究领域，目前多采用等效电路模型+滤波器算法以及神经网络算法估算SOC，滤波器算法模型复杂、对模型精度要求高、计算量大，仍停留在技术研究阶段；神经网络算法需要收集不同工况、不同类型电池的大量运行数据进行训练测试，网络参数多、计算量大，目前距离实际工况运用仍有一段距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能电站电池SOC估算校准方法，以解决现有技术误差大的缺陷。
一种储能电站电池SOC估算校准方法，所述方法包括：
对电池定期进行一次满充满放的电池标定，并在该过程计算满放电量Q校准；
电池养护通过BMS获得当前时刻的电压、电流、温度，结合恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC对应的拟合关系，获得当前电池养护估算值SOC估算；
日常充放为恒功率充放电工况，通过功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前日常充放SOC估算；
通过电池标定时间、电池养护估算值SOC估算值和日常充放SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准。
进一步地，所述对电池定期进行一次满充满放的电池标定采用策略控制和标定周期和标定方式。
进一步地，所述计算满放电量Q校准通过累加安时积分法计算。
进一步地，所述日常充放工况下，根据恒功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前SOC估算，计算SOC的公式如下：
SOC估算=SOC初值+P恒功率*△t/Q校准
其中，SOC初值为初始时刻SOC值，P恒功率表示充放电功率，充电为正，放电为负，△t表示当前与初始时刻的时间间隔，Q校准为电池标定过程中获得的当前电池的满充放电量，用于修正因电池寿命衰减引起的计算误差。
进一步地，所述通过电池标定时间和SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准，具体修正方法为：SOC修正=SOCBMS*(1-a) + SOC估算*a,其中系数a等于当前时刻日期距离上次电池标定日期的天数差*0.03。
进一步地，所述电池标定时间为10-15天。
进一步地，所述电池养护恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC的对应拟合关系通过电池厂商处获得。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明提供的一种储能电站电池SOC估算校准方法，覆盖了储能电站电池运行的各类工况，对BMS计算的SOC值进行矫正，克服了其单纯采用安时积分法带来的累积误差，同时通过电池标定修正了因电池容量衰减引起的计算误差，该方法简单易操作，提高了电池SOC的计算精度，为电池运行的各项策略控制提供依据，提高了电池寿命和运行安全性。
附图说明
图1是本发明一种储能电站电池SOC估算校准方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，公开了一种储能电站电池SOC估算校准方法，储能电站电池在实际工况中分为日常充放和电池养护，具体方法如下：一种储能电站电池SOC估算校准方法，所述方法包括：
对电池定期进行一次满充满放的电池标定，并在该过程计算满放电量Q校准；
电池养护通过BMS获得当前时刻的电压、电流、温度，结合恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC对应的拟合关系，获得当前电池养护估算值SOC估算；
日常充放为恒功率充放电工况，通过功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前日常充放SOC估算；
通过电池标定时间、电池养护估算值SOC估算值和日常充放SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准。
在本实施例中，所述对电池定期进行一次满充满放的电池标定采用策略控制标定周期和 标定方式，具体如下：首先通过策略控制电池定期进行一次满充满放的电池标定，策略一般 将标定周期设定为10-15天，将满充过程设置为在恒定电流模式下进行充电，电池电压达到 截止电压上限后，转为在恒定电压模式下继续充电，直至充电电流降到接近0(如20mA)；将 满放过程设置为在恒定小电流模式下放电，直至电压降到截止电压下限。该过程中通过累加 安时积分法计算满放电量Q校准，计算方式如下：
Figure RE-GDA0003961383220000031
其中n为满放过 程中时间采样点数量，tk和tk+1为相邻两次采样时间点。
在本实施例中，电池养护为恒流转恒压满充过程，通过BMS获得当前时刻的电压、电流、温度，结合恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC的对应拟合关系获得当前SOC估算值SOC估算，该拟合关系由电池厂商提供。
日常充放为恒功率充放电工况，通过功率计算充放电量，并结合电池标定中获得的Q校准估算当前SOC估算，计算公式如下：
SOC估算=SOC初值+P恒功率*△t/Q校准
其中，SOC初值为初始时刻SOC值，选取上一时刻获得的SOC值；P恒功率表示充放电功率，充电为正，放电为负，单位为W；△t表示当前与初始时刻的时间间隔，自行设定；Q校准为电池标定过程中获得的当前电池的满放电量，单位为Wh，用于修正因电池寿命衰减引起的计算误差,因电池SOC定义为剩余电量与相同条件下额定容量的比值，随着电池寿命衰减，其当前工况下的额定容量随之衰减。
然后通过当前日期距上次电池标定日期的天数差、SOC估算值对BMS当前计算的SOCBMS值进行校准，具体修正方法为：SOC修正=SOCBMS*(1-a) + SOC估算*a
其中系数a等于当前日期距离上次电池标定日期的天数差*0.03，举例说明，如当前日期距离上次电池标定日期相差5天，则a=0.15，SOC修正=SOCBMS*0.85 + SOC估算*0.15；因电池标定后BMS计算的SOC值精确度最高，随着运行时间增加，安时积分法引起的误差逐渐增加，精确度随之降低。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述方法包括：
对电池定期进行一次满充满放的电池标定，并在该过程计算满放电量Q校准；
电池养护通过BMS获得当前时刻的电压、电流、温度，结合恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC对应的拟合关系，获得当前电池养护估算值SOC估算；
日常充放为恒功率充放电工况，通过功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前日常充放SOC估算；
通过电池标定时间、电池养护估算值SOC估算值和日常充放SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准。
2.根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述对电池定期进行一次满充满放的电池标定采用策略控制和标定周期和标定方式。
3.根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述计算满放电量Q校准通过累加安时积分法计算。
4. 根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述日常充放工况下，根据恒功率计算充放电量，并结合Q校准估算当前SOC估算，计算SOC的公式如下：
SOC估算=SOC初值+P恒功率*△t/Q校准
其中，SOC初值为初始时刻SOC值，P恒功率表示充放电功率，充电为正，放电为负，△t表示当前与初始时刻的时间间隔，Q校准为电池标定过程中获得的当前电池的满充放电量，用于修正因电池寿命衰减引起的计算误差。
5. 根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述通过电池标定时间和SOC估算值对BMS计算的SOCBMS值进行校准，具体修正方法为：SOC修正=SOCBMS*(1-a)+ SOC估算*a,其中系数a等于当前时刻日期距离上次电池标定日期的天数差*0.03。
6.根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述电池标定时间为10-15天。
7.根据权利要求1所述的储能电站电池SOC估算校准方法，其特征在于，所述电池养护恒流工况下不同电压、电流、温度和SOC的对应拟合关系通过电池厂商处获得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117368786A (zh) * 2023-12-05 2024-01-09 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种适用于高压级联储能系统的soc校准方法及装置
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