CN115663870B - 一种用户侧电池储能系统及其控制方法 - Google Patents
一种用户侧电池储能系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115663870B CN115663870B CN202211587660.5A CN202211587660A CN115663870B CN 115663870 B CN115663870 B CN 115663870B CN 202211587660 A CN202211587660 A CN 202211587660A CN 115663870 B CN115663870 B CN 115663870B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- discharge
- user
- soh
- voltage interval
- depth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 127
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 16
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用户侧电池储能系统及其控制方法,通过在每个运行调整周期设置对应的最优电压区间,使得每个运行调整周期均对应一个匹配的最优电压区间,实现电压区间的自适应调节;并且,在基于该最优电压区间进行充放电时,可以使得电池的电化学转换效率最高,能量利用率最高,进而使得电池的性能达到最优状态,从而实现用户收益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域,尤指一种用户侧电池储能系统及其控制方法。
背景技术
随着电动汽车用户的快速增长以及峰谷用电差价的政策引导,用户侧电池储能系统的需求量也在不断释放。在实际应用中,用户侧电池储能系统可以在晚上电价较低时进行充电,在白天电价较高时进行放电为用户提供电能,以代替用户使用电网中的电能,这样,如果将用户在白天使用电网时产生的费用记为费用1,将用户在晚上为用户侧电池储能系统充电产生的费用记为费用2时,费用1与费用2的差即为用户收益,如何实现用户收益的最大化,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统及其控制方法,用以在使用用户侧电池储能系统时实现用户收益的最大化。
第一方面,本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统,包括:
电池;
控制器,被配置为:
控制所述电池在预设的每个运行调整周期内以对应的最优电压区间进行充放电;
其中,至少部分所述运行调整周期对应的所述最优电压区间不同,任一所述运行调整周期对应的所述最优电压区间采用如下方法确定:
根据放电能量、放电深度、充放电能量效率和放电能量利用率的关系建立用户收益函数,且在当前运行调整周期的初始时刻,根据所述用户收益函数、以及所述当前运行调整周期的初始时刻的SOH对应的所述放电能量、所述放电深度、所述充放电能量效率和所述放电能量利用率,确定出用户收益最大时对应的所述放电深度时,根据所述放电深度与电压区间的第一对应关系,确定出的所述用户收益最大时的所述放电深度对应的电压区间,并将该电压区间作为所述当前运行调整周期的所述最优电压区间。
第二方面,本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统的控制方法,包括:
获取所述用户侧电池储能系统的SOH;
根据预先建立的SOH、电压区间、放电能量、放电深度、放电能量利用率及充放电能量效率的对应关系库,确定出获取到的SOH下所述电压区间与所述放电深度的第一对应关系、所述放电深度与所述放电能量利用率的第二对应关系、所述放电深度与所述充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的所述放电能量;
在根据所述放电能量、所述放电深度、所述充放电能量效率和所述放电能量利用率的关系建立用户收益函数时,根据所述用户收益函数、获取到的SOH下的所述第二对应关系和所述第三对应关系、以及获取到的SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度;
根据获取到的SOH下的所述第一对应关系,确定出所述用户收益最大时的所述放电深度对应的电压区间,将该电压区间作为最优电压区间,并基于所述最优电压区间对所述用户侧电池储能系统进行充放电。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的一种用户侧电池储能系统及其控制方法,通过在每个运行调整周期设置对应的最优电压区间,使得每个运行调整周期均对应一个匹配的最优电压区间,实现电压区间的自适应调节;并且,在基于该最优电压区间进行充放电时,可以使得电池的电化学转换效率最高,能量利用率最高,进而使得电池的性能达到最优状态,从而实现用户收益最大化。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种控制方法的流程图;
图2为本发明实施例中提供的一种用户侧电池储能系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明实施例提供的一种用户侧电池储能系统及其控制方法的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是,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。
随着电动汽车用户的快速增长以及峰谷用电差价的政策引导,用户侧电池储能系统的需求量也在不断释放。然而,在如何实现用户侧电池储能系统的收益最大化方面的研究,还基本处于初级阶段。现阶段用户侧电池储能系统的运行方式为:电池生产厂家预先设置电压区间,用户在该电压区间内执行充放电操作,使得用户侧电池储能系统在进行充放电时,始终采用相同的电压区间。然而,随着用户侧电池储能系统的投放运行年限的增长,用户侧电池储能系统的充放电能量效率会减小,造成用户的每次充放电收益降低,最终导致用户侧电池储能系统的整体收益变少。
基于此,本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统及其控制方法,用于在使用用户侧电池储能系统时实现用户收益的最大化。
具体地,本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统的控制方法,如图1所示,可以包括:
S101、获取用户侧电池储能系统的SOH;
S102、根据预先建立的SOH、电压区间、放电能量、放电深度、放电能量利用率及充放电能量效率的对应关系库,确定出获取到的SOH下电压区间与放电深度的第一对应关系、放电深度与放电能量利用率的第二对应关系、放电深度与充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的放电能量;
在一些实施例中,对应关系库中的放电能量为:电池在全生命周期内最大电压区间的放电能量。
并且,该对应关系库可以在用户侧电池储能系统出厂时预先植入,以便于用户使用过程中需要更新最优电压区间时读取该对应关系库中的数据,从而获取到相关的数据。
在一些实施例中,对于电压区间和放电深度的第一对应关系而言,电压区间的选取,可以根据实际需要而定,例如但不限于每间隔100mv或200mv划分一个电压区间,在此不作限定。
在一些实施例中,在设置对应关系库时,可以根据电池的电能性仿真与实际测量结果相结合的方式进行设置,以提高对应关系库的准确性。
在一些实施例中,对应关系库中包括:多个SOH,每个SOH对应一个数据组,每个数据组包括:电压区间与放电深度的对应关系、放电深度与放电能量利用率的对应关系、放电深度与充放电能量效率的对应关系、以及放电能量。
因此,可以基于获取到的SOH,可以从对应关系库中获取到对应的数据组,从而确定出获取到的SOH下电压区间与放电深度的第一对应关系、放电深度与放电能量利用率的第二对应关系、放电深度与充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的放电能量。
S103、在根据放电能量、放电深度、充放电能量效率和放电能量利用率的关系建立用户收益函数时,根据用户收益函数、获取到的SOH下的第二对应关系和第三对应关系、以及获取到的SOH对应的放电能量,确定出用户收益最大时对应的放电深度;
S104、根据获取到的SOH下的第一对应关系,确定出用户收益最大时的放电深度对应的电压区间,将该电压区间作为最优电压区间,并基于最优电压区间对用户侧电池储能系统进行充放电。
应理解,本发明实施例中提及的电压区间均包括:充电电压区间和放电电压区间。
如此,使得确定出的最优电压区间与用户侧电池储能系统的SOH相匹配,在基于该最优电压区间进行充放电时,可以使得电池的电化学转换效率最高,能量利用率最高,进而使得电池的性能达到最优状态,从而实现用户收益最大化。
在一些实施例中,在确定最优电压区间时,可以按照用户需求确定(即按需更新最优电压区间),或者还可以定期确定(即定期更新最优电压区间);
其中,如果用户侧电池储能系统的使用频率较低,且使用较随意无太大规律时,可以按照用户需求更新最优电压区间,以减少更新次数,减少用户侧电池储能系统的功耗;
如果用户侧电池储能系统的使用频率较高,且使用较规律,则可以定期更新最优电压区间,以保证用户在使用时能够实现用户收益的最大化。
当然,按需更新最优电压区间和定期更新最优电压区间的应用场景并不限于上述列举的两种,还可以是其他场景,可以根据实际需要而定,只要能够实现用户收益的最大化即可。
在一些实施例中,在按照用户需求更新最优电压区间时,可以在用户侧电池储能系统中设置相应的控制按钮、或者具有显示器时可以在显示器中设置相应的操作界面,在用户想要更新时,通过控制按钮或操作界面启动更新,从而得到一个最新的最优电压区间,再基于这一最新的最优电压区间进行充放电,以实现用户收益的最大化。
在一些实施例中,对于定期更新最优电压区间,可以预先设置运行调整周期,每到达运行调整周期时可以更新一次最优电压区间,以保证每个运行调整周期内的最优电压区间是匹配的,从而有利于始终保持用户收益的最大化。
其中,运行调整周期的大小,可以根据用户的使用频率、用户侧电池储能系统的放电能量、应用场景、用电需求等因素进行设置,在此不作限定。
基于此,在一些实施例中,基于最优电压区间对用户侧电池储能系统进行充放电,包括:
方式1:
在获取到的SOH为预设的第i个运行调整周期的初始时刻的SOH,i为正整数时,基于第i个运行调整周期的初始时刻的SOH对应的最优电压区间,在第i个运行调整周期内对用户侧电池储能系统进行充放电。
也就是说,以第一个运行调整周期为例,在第一个运行调整周期的初始时刻,可以获取到的一个SOH,经过上述S102至S104的处理,可以确定出一个最优电压区间,该最优电压区间即为第一个运行调整周期对应匹配的最优电压区间,接着可以采用该最优电压区间在第一个运行调整周期内对用户侧电池储能系统进行充放电。
其中,第一个运行调整周期的初始时刻,可以理解为用户侧电池储能系统工作的初始时刻。
如此,使得每个运行调整周期均会对应一个匹配的最优电压区间,实现运行调整周期与最优电压区间的自适应匹配,从而始终保持用户收益的最大化。
方式2:
在预设的第一个运行调整周期,采用预设电压区间作为最优电压区间,对用户侧电池储能系统进行充放电;
在第i+1个运行调整周期,在获取到的SOH为第i+1个运行调整周期的初始时刻的SOH,i为正整数时,基于第i+1个运行调整周期的初始时刻的SOH对应的最优电压区间,在第i+1个运行调整周期内对用户侧电池储能系统进行充放电。
也就是说,可以将预设电压区间作为第一个运行调整周期的最优电压区间,从第二个运行调整周期开始,采用上述S102至S104的处理确定出对应的最优电压区间。
由于用户侧电池储能系统在第一个运行调整周期内运行时,用户侧电池储能系统属于使用的初期,各项性能均处于最优的状态,SOH可以看作是100%,所以预设电压区间此时是比较符合用户侧电池储能系统这时的状态的,所以此时可以将预设电压区间认为是当前的最优电压区间,而无需再额外计算出一个最优电压区间;这样可以减少运算量,减少处理次数,降低功耗。
总之,在实际情况中,可以根据实际情况选择上述方式1或方式2确定最优电压区间,以满足不同应用场景的需要,提高设计的灵活性。
在一些实施例中,用户侧电池储能系统可以包括:电池、控制器,其中控制器可以采用电池管理装置或能量管理装置来实现,控制器可以采集到电池的电压、温度等信息,并计算出电池的SOC、SOH等信息且存储至存储空间中,以便于对电池的状态进行监控。基于此,上述步骤S101中获取SOH的方式,可以但不限于包括:控制器可以从存储空间中读取SOH。
在一些实施例中,上述步骤S102的实现过程可以包括:
方式1:
从预先建立的对应关系库中,直接查找出获取到的SOH下电压区间与放电深度的第一对应关系、放电深度与放电能量利用率的第二对应关系、放电深度与充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的放电能量。
如此,可以快速地从对应关系库中查找出第一对应关系、第二对应关系、第三对应关系和放电能量,提高最优电压区间的更新效率。
方式2:
采用三次样条插值法,从预先建立的对应关系库中,确定出获取到的SOH下电压区间与放电深度的第一对应关系、放电深度与放电能量利用率的第二对应关系、放电深度与充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的放电能量。
如此,可以使得确定出的第一对应关系、第二对应关系、第三对应关系和放电能量更加准确,减少误差,从而有利于提高最后确定出的最优电压区间的准确性。
总之,在实际情况中,可以根据实际情况选择上述方式1或方式2实现上述步骤S102,以满足不同应用场景的需要,提高设计的灵活性。
在一些实施例中,上述步骤S103的实现过程可以包括:
对获取到的SOH下的第二对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第二拟合关系式,以及对获取到的SOH下的第三对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第三拟合关系式;
根据用户收益函数、第二拟合关系式、第三拟合关系式、以及获取到的SOH对应的放电能量,确定出用户收益最大时对应的放电深度。
例如,以获取到的SOH为100%为例,且假设从对应关系库中,确定出的100% SOH下的数据包括:
电压区间与放电深度(缩写为DOD)的第一对应关系:2.5V至3.55V(对应100%DOD)、2.7V至3.55V(对应99% DOD)、2.8V至3.55V(对应98.3% DOD)、3.0V至3.55V(对应95.5% DOD);
放电深度与放电能量利用率(缩写为UTE)的第二对应关系:100% DOD(对应100%的UTE)、99% DOD(对应98.4%的UTE)、98.3% DOD(对应97.5%的UTE)、95.5% DOD(对应94.3%的UTE);其中,放电深度越高,放电能量利用率越高,放电深度越低,放电能量利用率越低;所以放电深度与放电能量利用率正相关;
放电深度与充放电能量效率(缩写为Effi)的第三对应关系:100% DOD(对应93%的Effi)、99% DOD(对应93.8%的Effi)、98.3% DOD(对应94.5%的Effi)、95.5% DOD(对应95.5%的Effi);其中,放电深度越高,充放电能量效率越低,放电深度越低,充放电能量效率越高;所以放电深度与充放电能量效率负相关;
放电能量为100MWh。
那么,经过对第二对应关系进行多项式拟合处理后,得到的第二拟合关系式可以为:y2=7.8404x2-14.065x+7.2247;经过对第三对应关系进行多项式拟合处理后,得到的第三拟合关系式可以为:y3=-11.259x2+21.47x-9.2811;其中,x表示放电深度;
之后,再基于用户收益函数、以及两个拟合关系式,确定出用户收益最大时对应的放电深度。
这样,可以在考虑了放电能量利用率和充放电能量效率的基础上,计算出用户收益最大化时的放电深度,从而可以基于该放电深度确定出最优电压区间。
在一些实施例中,用户收益函数为以下关系式(记为公式1):
Y=Q*y2*[M1-(1/y3)*M2];
其中,Y表示用户收益,Q表示SOH对应的放电能量,y2表示放电深度与放电能量利用率的对应关系,y3表示放电深度与充放电能量效率的对应关系,M1表示电价峰值,M2表示电价谷值。
基于此,根据用户收益函数、第二拟合关系式、第三拟合关系式、以及获取到的SOH对应的放电能量,确定出用户收益最大时对应的放电深度,包括:
采用上述公式1,确定出用户收益最大时对应的放电深度;
并且,上述公式1中的y2为第二拟合关系式,y3为第三拟合关系式,Q为获取到的SOH对应的放电能量。
例如,继续结合上述例子,将第二拟合关系式和第三拟合关系式带入至用户收益函数时,可以得到以下关系式:
Y=100000*(7.8404x2-14.065x+7.2247)*[M1-1/(-11.259x2+21.47x-9.2811)*M2];
在确定出M1表示的电价峰值和M2表示的电价谷值时,上述关系式即为一元二次方程,通过对该方程求解,即可得出Y取最大值时的x的取值,将该x的取值作为用户收益最大化时的放电深度。
由于已经确定出获取到的SOH对应的电压区间和放电深度的第一对应关系,所以可以从该第一对应关系中,查找出用户收益最大化时的放电深度对应的电压区间,从而可以将该电压区间作为最优电压区间。
下面结合具体实施例,对采用上述控制方法取得的用户收益情况进行分析。
以放电能量为100MWh的用户侧电池储能系统在100% SOH下的数据为例,假设电价峰值为1元/kWh,电价谷值为0.7元/kWh,计算出不同放电深度对应的用户收益,具体结果如表1所示,其中,DOD表示放电深度,Y1表示单次充放电收益。
从下面的表1中来看,可以得到以下结论:
1、在未采用本发明实施例提供的上述控制方法,而是直接使用100% DOD对应的电压区间进行充放电时,单次充放电收益Y1为24725.6元;在采用本发明实施例提供的上述控制方法确定出的用户收益最大化时的DOD为97%,且基于该DOD对应的电压区间进行充放电时,单次充放电收益Y1为25318.1元,这样使得单次充放电收益Y1增加了592.5元。
表1
2、对于工作年限为10年,1天充放电1次的用户侧电池储能系统而言,假设在这10年中,用户侧电池储能系统的SOH始终为100%时,在全生命周期内可增加的收益为:592.5*365*10≈200万元。然而,在实际情况中,在这10年中,用户侧电池储能系统的SOH并不会始终维持在100%,SOH会随着使用时间的延长而降低,如果采用本发明实施例提供的上述控制方法随着SOH的变化而随时更新对应的DOD时,那么在全生命周期内可增加的收益必然会大于200万元,使得用户收益进一步增加。
因此,在将确定出的用户收益最大化时的放电深度对应的电压区间最为最优电压区间,并基于该最优电压区间对电池进行充放电时,可以使得用户收益得到有效的提高且实现最大化。
基于同一发明构思,本发明实施例提供了一种用户侧电池储能系统,该系统的实现原理与前述控制方法的实现原理类似,该系统的具体实现方式可以参见前述控制方法的具体实施例,重复之处不再赘述。
具体地,本发明实施例提供的一种用户侧电池储能系统,如图2所示,可以包括:
电池201;
控制器202,被配置为:
控制电池201在预设的每个运行调整周期内以对应的最优电压区间进行充放电;
其中,至少部分运行调整周期对应的最优电压区间不同,任一运行调整周期对应的最优电压区间采用如下方法确定:
根据放电能量、放电深度、充放电能量效率和放电能量利用率的关系建立用户收益函数,且在当前运行调整周期的初始时刻,根据用户收益函数、以及当前运行调整周期的初始时刻的SOH对应的放电能量、放电深度、充放电能量效率和放电能量利用率,确定出用户收益最大时对应的放电深度时,根据放电深度与电压区间的第一对应关系,确定出的用户收益最大时的放电深度对应的电压区间,并将该电压区间作为当前运行调整周期的最优电压区间。
如此,通过在每个运行调整周期设置对应的最优电压区间,使得每个运行调整周期均对应一个匹配的最优电压区间,实现电压区间的自适应调节;并且,在基于该最优电压区间进行充放电时,可以使得电池的电化学转换效率最高,能量利用率最高,进而使得电池的性能达到最优状态,从而实现用户收益最大化。
在一些实施例中,如果某两个运行调整周期的初始时刻的SOH相同,且电价峰值和电价谷值也相同,那么这两个运行调整周期的最优电压区间也是相同的;如果某两个运行调整周期的初始时刻的SOH不同,和/或电价(包括电价峰值和电价谷值)不同,那么这两个运行调整周期的最优电压区间则是不同的。
在一些实施例中,控制器被配置为:
在第i个运行调整周期的初始时刻,i为正整数,执行以下过程:
获取用户侧电池储能系统的当前SOH;
根据预先建立的SOH、电压区间、放电能量、放电深度、放电能量利用率及充放电能量效率的对应关系库,确定出当前SOH下电压区间与放电深度的第一对应关系、放电深度与放电能量利用率的第二对应关系、放电深度与充放电能量效率的第三对应关系、以及当前SOH对应的放电能量;
根据用户收益函数、当前SOH下的第二对应关系和第三对应关系、以及当前SOH对应的放电能量,确定出用户收益最大时对应的放电深度;
根据当前SOH下的第一对应关系,确定出用户收益最大时的放电深度对应的电压区间,并将该电压区间作为第i个运行调整周期对应的最优电压区间。
在一些实施例中,控制器被配置为:
对当前SOH下的第二对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第二拟合关系式,以及对当前SOH下的第三对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第三拟合关系式;
根据用户收益函数、第二拟合关系式、第三拟合关系式、以及当前SOH对应的放电能量,确定出用户收益最大时对应的放电深度。
在一些实施例中,用户收益函数为以下关系式:
Y=Q*y2*[M1-(1/y3)*M2];
其中,Y表示用户收益,Q表示SOH对应的放电能量,y2表示放电深度与放电能量利用率的对应关系,y3表示放电深度与充放电能量效率的对应关系,M1表示电价峰值,M2表示电价谷值。
在一些实施例中,在确定最优电压区间时,可以将确定出的最优电压区间存储至存储空间中,以便于在整个运行调整周期内依据该最优电压区间对电池进行充放电。
在一些实施例中,控制器可以采用电池管理装置或能量管理装置来实现。
在一些实施例中,用户侧电池储能系统除了可以包括电池和控制器之外,还可以包括其他用于实现该系统功能的结构,例如但不限于显示器等,在此不作限定。
需要强调的是,采用本发明实施例提供的上述方案,可以基于放电深度越小放电能量利用率越低,但充放电能量效率越高的特性,建立用户收益函数,借助电池管理装置或能量管理装置,动态计算全生命周期内各SOH阶段用户收益最大化时的最优电压区间,并实时调整电池的最优电压区间,使用户侧电池储能系统每次充放电收益最大化,从而实现户侧电池储能系统全生命周期内的用户收益最大化。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种用户侧电池储能系统,其特征在于,包括:
电池;
控制器,被配置为:
控制所述电池在预设的每个运行调整周期内以对应的最优电压区间进行充放电;
其中,至少部分所述运行调整周期对应的所述最优电压区间不同,任一所述运行调整周期对应的所述最优电压区间采用如下方法确定:
根据放电能量、放电深度、充放电能量效率和放电能量利用率的关系建立用户收益函数,且在当前运行调整周期的初始时刻,根据所述用户收益函数、以及所述当前运行调整周期的初始时刻的SOH对应的所述放电能量、所述放电深度、所述充放电能量效率和所述放电能量利用率,确定出用户收益最大时对应的所述放电深度时,根据所述放电深度与电压区间的第一对应关系,确定出的所述用户收益最大时的所述放电深度对应的电压区间,并将该电压区间作为所述当前运行调整周期的所述最优电压区间;
所述用户收益函数为以下关系式:
Y=Q*y2*[M1-(1/y3)*M2];
其中,Y表示所述用户收益,Q表示SOH对应的所述放电能量,y2表示所述放电深度与所述放电能量利用率的对应关系,y3表示所述放电深度与所述充放电能量效率的对应关系,M1表示电价峰值,M2表示电价谷值。
2.如权利要求1所述的用户侧电池储能系统,其特征在于,所述控制器被配置为:
在第i个所述运行调整周期的初始时刻,i为正整数,执行以下过程:
获取所述用户侧电池储能系统的当前SOH;
根据预先建立的所述SOH、所述电压区间、所述放电能量、所述放电深度、所述放电能量利用率及所述充放电能量效率的对应关系库,确定出所述当前SOH下所述电压区间与所述放电深度的第一对应关系、所述放电深度与所述放电能量利用率的第二对应关系、所述放电深度与所述充放电能量效率的第三对应关系、以及所述当前SOH对应的所述放电能量;
根据所述用户收益函数、所述当前SOH下的所述第二对应关系和所述第三对应关系、以及所述当前SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度;
根据所述当前SOH下的所述第一对应关系,确定出所述用户收益最大时的所述放电深度对应的电压区间,并将该电压区间作为第i个所述运行调整周期对应的所述最优电压区间。
3.如权利要求2所述的用户侧电池储能系统,其特征在于,所述控制器被配置为:
对所述当前SOH下的所述第二对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第二拟合关系式,以及对所述当前SOH下的所述第三对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第三拟合关系式;
根据所述用户收益函数、所述第二拟合关系式、所述第三拟合关系式、以及所述当前SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度。
4.一种用户侧电池储能系统的控制方法,其特征在于,包括:
获取所述用户侧电池储能系统的SOH;
根据预先建立的SOH、电压区间、放电能量、放电深度、放电能量利用率及充放电能量效率的对应关系库,确定出获取到的SOH下所述电压区间与所述放电深度的第一对应关系、所述放电深度与所述放电能量利用率的第二对应关系、所述放电深度与所述充放电能量效率的第三对应关系、以及获取到的SOH对应的所述放电能量;
在根据所述放电能量、所述放电深度、所述充放电能量效率和所述放电能量利用率的关系建立用户收益函数时,根据所述用户收益函数、获取到的SOH下的所述第二对应关系和所述第三对应关系、以及获取到的SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度;
根据获取到的SOH下的所述第一对应关系,确定出所述用户收益最大时的所述放电深度对应的电压区间,将该电压区间作为最优电压区间,并基于所述最优电压区间对所述用户侧电池储能系统进行充放电;
所述用户收益函数为以下关系式:
Y=Q*y2*[M1-(1/y3)*M2];
其中,Y表示所述用户收益,Q表示SOH对应的所述放电能量,y2表示所述放电深度与所述放电能量利用率的对应关系,y3表示所述放电深度与所述充放电能量效率的对应关系,M1表示电价峰值,M2表示电价谷值。
5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,根据所述用户收益函数、获取到的SOH下的所述第二对应关系和所述第三对应关系、以及获取到的SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度,包括:
对获取到的SOH下的所述第二对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第二拟合关系式,以及对获取到的SOH下的所述第三对应关系进行多项式拟合处理,得到对应的第三拟合关系式;
根据所述用户收益函数、所述第二拟合关系式、所述第三拟合关系式、以及获取到的SOH对应的所述放电能量,确定出所述用户收益最大时对应的所述放电深度。
6.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述对应关系库中的所述放电能量为:电池在全生命周期内最大电压区间的放电能量。
7.如权利要求4-6任一项所述的控制方法,其特征在于,基于所述最优电压区间对所述用户侧电池储能系统进行充放电,包括:
在获取到的SOH为预设的第i个运行调整周期的初始时刻的SOH,i为正整数时,基于所述第i个运行调整周期的初始时刻的SOH对应的所述最优电压区间,在所述第i个运行调整周期内对所述用户侧电池储能系统进行充放电。
8.如权利要求4-6任一项所述的控制方法,其特征在于,基于所述最优电压区间对所述用户侧电池储能系统进行充放电,包括:
在预设的第一个运行调整周期,采用预设电压区间作为所述最优电压区间,对所述用户侧电池储能系统进行充放电;
在第i+1个所述运行调整周期,在获取到的SOH为第i+1个运行调整周期的初始时刻的SOH,i为正整数时,基于所述第i+1个运行调整周期的初始时刻的SOH对应的所述最优电压区间,在所述第i+1个运行调整周期内对所述用户侧电池储能系统进行充放电。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211587660.5A CN115663870B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种用户侧电池储能系统及其控制方法 |
EP23156682.9A EP4387041A1 (en) | 2022-12-12 | 2023-02-15 | User-side battery energy storage system and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211587660.5A CN115663870B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种用户侧电池储能系统及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115663870A CN115663870A (zh) | 2023-01-31 |
CN115663870B true CN115663870B (zh) | 2023-03-21 |
Family
ID=85018134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211587660.5A Active CN115663870B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种用户侧电池储能系统及其控制方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4387041A1 (zh) |
CN (1) | CN115663870B (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111129628B (zh) * | 2019-12-23 | 2023-08-15 | 上海电气国轩新能源科技有限公司 | 锂离子电芯充放电的控制方法、系统、介质及电子设备 |
CN113410879B (zh) * | 2021-05-13 | 2022-09-06 | 山东大学 | 储能电池健康状态智能管控方法及系统 |
CN114172246B (zh) * | 2022-02-10 | 2022-04-26 | 中创新航科技股份有限公司 | 一种电池、电子设备及电池的充电方法 |
CN114742303A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-12 | 许昌许继软件技术有限公司 | 一种充电策略优化控制方法及装置 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211587660.5A patent/CN115663870B/zh active Active
-
2023
- 2023-02-15 EP EP23156682.9A patent/EP4387041A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115663870A (zh) | 2023-01-31 |
EP4387041A1 (en) | 2024-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111525601B (zh) | 用户侧储能设备的充放电控制方法、装置及存储介质 | |
JP5447282B2 (ja) | 自然エネルギー利用システム用鉛蓄電池および鉛蓄電池システム | |
CN102124354B (zh) | 使用电池电压行为估计电池电阻特性的装置及方法 | |
US7415623B2 (en) | System for managing the power source life between multiple individually powered devices in a wired system and method of using same | |
CN110365052B (zh) | 基于功率优化调度的微网储能系统状态一致性控制方法 | |
CN109670661B (zh) | 用于确定换电站内的欠电电池的充电策略的方法和装置 | |
CN110247411B (zh) | 一种用户侧物联化智能光储设备能量动态分配方法 | |
CN114301093B (zh) | 光伏微电网电能供给控制方法、装置、设备及存储介质 | |
JPWO2012002429A1 (ja) | 充放電制御装置 | |
CN113131584B (zh) | 一种数据中心电池充放电优化控制方法及装置 | |
JPWO2019016998A1 (ja) | 蓄電池システム充電制御装置、蓄電池システム及び蓄電池充電制御方法 | |
EP2506387A2 (en) | Charge control device, charge control method, program, and system | |
JP2013506398A (ja) | ニッケル系電池の充電方法及びその充電終期基準を決定する方法 | |
CN111987719B (zh) | 一种电动汽车聚合商参与调频的投标方法及装置 | |
CN105896580B (zh) | 一种微电网多目标优化控制方法及装置 | |
CN114865752A (zh) | 一种储能设备的充放电控制方法及控制装置 | |
CN111049170B (zh) | 考虑温度损耗的调峰储能系统、运行优化方法和装置 | |
CN115833087A (zh) | 储能设备控制方法、装置、存储介质及储能设备 | |
CN118232380A (zh) | 储能设备充放电策略生成方法、装置、设备和存储介质 | |
CN115663870B (zh) | 一种用户侧电池储能系统及其控制方法 | |
CN117200299A (zh) | 储能电池的功率控制方法、装置及电子设备 | |
CN117713151A (zh) | 一种基于运行模拟的多元储能充放电优化方法 | |
CN111509716A (zh) | 电网柔性负荷控制方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN116111678A (zh) | 基于最大寿命的储能电池动态分级充放电控制方法 | |
CN113910962A (zh) | 一种充电桩充电方法、设备及介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213000 No. 1, Jiangdong Avenue, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: China Innovation Aviation Technology Group Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 213000 No. 1, Jiangdong Avenue, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Zhongchuangxin Aviation Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |