CN116470623B - 大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 - Google Patents
大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116470623B CN116470623B CN202310639285.2A CN202310639285A CN116470623B CN 116470623 B CN116470623 B CN 116470623B CN 202310639285 A CN202310639285 A CN 202310639285A CN 116470623 B CN116470623 B CN 116470623B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- storage system
- sop
- value
- battery cluster
- 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 159
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 33
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/448—End of discharge regulating measures
-
- 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
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
-
- 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
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
-
- 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
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
-
- 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
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质，该方法包括步骤：获取电池簇的当前工作状态；计算电池簇的SOP初值；获取电池簇SOP调节信息；判断电池簇SOP调节信息是否满足单体截止条件；是则通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对功率进行PID调节；否则输出电池簇SOP预测值；计算储能系统的SOP初值；获取储能系统SOP调节信息；判断储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件；是则通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节；否则输出储能系统的SOP预测值。本发明在储能系统全生命周期使用范围内，能够快速、精确地预测系统的充放电功率限制值。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质。
背景技术
风、光等清洁能源的季节性和时段性导致发电具有波动性和间歇性等特点。在风、光资源丰富，但外送电力有限的地区，大规模的集中接入造成“弃光弃电”问题。储能系统能够帮助新能源电站进行消纳、调峰调频和平稳输出,减少能量损失,提高电站功率预测性准确度，增加经济效益。
在工商业负荷需求大的厂区、园区，储能系统能够帮助用户进行“削峰填谷”，增加经济效益;同时调节各分布式电源和充电桩等灵活充放电,平滑负荷曲线,减少对大电网调峰和容量备用需求,应急保电,构建多层次的电力安全风险防御体系。
现阶段，在多个电池簇并联使用的大型储能系统应用中，电池系统的充放电功率限制尤为重要，限制值使用不合理，会造成电池系统性能下降，甚至影响电池系统的循环寿命，并且随着电池系统的循环使用，电池容量衰减，充放电功率限制也需要调整。
现有的储能系统SOP预测方案大多是实时采集电池包内各单体电芯的数据，计算各单体电芯的SOP值。如：申请日为2022年02月16日，公开号为CN114629905A，名称为一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置的中国发明专利公开了一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置，包括：电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据，并上传至云平台，实时数据包括单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值；电池管理系统根据实时数据计算单体电芯的SOP值；云平台基于电池管理系统历史上传的单体电芯的历史数据，判断是否需要对单体电芯的SOP值进行优化计算。但是，由于上述发明专利是根据单体电池的数据进行单体电芯的SOP计算，并且计算方法还是采用出厂SOP MAP表的方式，对于多级架构的储能系统来说，电池簇和电池包数量众多，上述仅从电芯级的管理粒度出发，无法在储能系统全生命周期使用范围内，快速、精确地预测储能系统的充放电功率限制值，使储能系统工作在最佳功率范围内，延长系统使用寿命；由于MAP表会随寿命变化，上述方法在电芯老化后可能有安全风险；并且若升级软件更新MAP表，还会增加后期系统维护成本。
发明内容
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，包括以下步骤：
在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元获取电池簇的当前工作状态；
通过电池簇控制单元计算电池簇的SOP初值；
通过电池簇控制单元获取当前工作状态对应的电池簇SOP调节信息；
通过电池簇控制单元判断所述电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件；
是则通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节，使得所述电池簇SOP调节信息不超过单体截止条件；
否则输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值，并跳转至所述计算电池簇的SOP初值步骤；
通过储能系统控制单元计算储能系统的SOP初值；
通过储能系统控制单元获取储能系统内的储能系统SOP调节信息；
通过储能系统控制单元判断所述储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件；
是则通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节，使得所述储能系统SOP调节信息不超过单体充放电截止条件；
否则输出储能系统的SOP预测值，并跳转至所述计算储能系统的SOP初值步骤。
进一步地，所述工作状态包括充电状态和放电状态；
所述通过电池簇控制单元计算电池簇的SOP初值为通过查询储能系统出厂时预设的功率-电量-温度表，获得SOP初值。
进一步地，所述通过电池簇控制单元获取当前工作状态对应的电池簇SOP调节信息包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则获取电池簇中单体最高电压值、单体最高温度值；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则获取电池簇中单体最低电压值、单体最高温度值。
进一步地，所述通过电池簇控制单元判断所述电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则判断电池簇中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于充电截止温度值；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则跳转至所述输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值步骤；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则判断电池簇中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于放电截止温度值；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤。
进一步地，所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最高电压值、单体最高温度值对充电功率进行PID调节；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最低电压值、单体最高温度值对放电功率进行PID调节。
进一步地，所述通过储能系统控制单元计算储能系统的SOP初值包括以下步骤：
通过储能系统控制单元获取储能系统内有效运行的电池簇个数；所述有效运行的电池簇为高压接入，并参与充放电运行的电池簇；
通过储能系统控制单元获取有效运行的电池簇对应的电池簇控制单元上报的充放电SOP预测值，并获取电池簇最小SOP预测值；
通过储能系统控制单元计算储能系统内有效运行的电池簇个数与电池簇最小SOP预测值的乘积，得到储能系统的SOP初值。
进一步地，所述通过储能系统控制单元获取储能系统内的储能系统SOP调节信息为获取储能系统中单体最高电压值、单体最低电压值和单体最高温度值。
进一步地，所述通过储能系统控制单元判断所述储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件包括以下步骤：
判断储能系统中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最高温度值是否大于充放电截止温度；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则跳转至所述输出储能系统的SOP预测值步骤；
所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节为通过当前的PID调节值以及储能系统中的单体最高电压值、单体最低电压值和单体最高温度值对充放电功率进行PID调节。
本发明的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现上述方法。
本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现上述方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，从电池簇级的管理粒度和储能系统级的管理粒度进行充放电功率的预测，在储能系统全生命周期使用范围内，能够快速、精确地预测系统的充放电功率限制值，使储能系统工作在最佳功率范围内，有益于延长系统使用寿命，且通过将储能系统、电池簇的过压、欠压、过温等限值条件融入SOP预测的PID算法中，既提高了计算精度，又对储能系统起到了保护作用，并能最大限度输出储能系统可用SOP值，提高了储能系统的使用效率。
本发明只需在出厂时预设电池簇的功率-电量-温度表P(SOC,T)，后续使用无需再更新，降低了后期系统维护成本，并且不受电池容量衰减的影响，即无需关联电池健康度参数SOH，进一步降低了后期系统维护成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1的大型储能系统CAN网络拓扑结构图；
图2为实施例1的充电模式下电池簇SOP预测方法流程图；
图3为实施例1的放电模式下电池簇SOP预测方法流程图；
图4为实施例1的储能系统SOP预测方法流程图；
图5为实施例1的电池包结构图；
图6为实施例1的集成模块结构图；
图7为实施例2的电子设备示意图；
图8为实施例3的存储介质示意图。
图中：1、集成模块；11、PCB板；12、串联铝排；13、镍片；2、电芯；3、支架；4、前面板；5、水冷管。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
本发明提供的大型储能系统充放电功率状态预测方法是基于如图1所示的大型储能系统。该大型储能系统包括储能系统控制单元、若干电池簇控制单元、若干电芯控制单元，储能系统控制单元与若干电池簇控制单元进行数据交互，电池簇控制单元与若干电芯控制单元进行数据交互；储能系统控制单元为图1中的MBMU，电池簇控制单元为图1中的SBMU1、SBMU2、…、SBMUx，电芯控制单元为图1中的MMU1、MMU2、…、MMUx。其中，MBMU为储能系统顶级主控，负责与若干电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx进行数据交互及控制，SBMUx为储能系统次级主控，负责电池簇数据采集及控制，与MBMU进行数据交互，MMUx为储能系统从控，负责单体电芯数据采集，与SBMUx进行数据交互。
电芯控制单元用于电芯的数据采集；
电池簇控制单元用于采集电池簇的数据；在储能系统运行过程中，获取电池簇的当前工作状态；计算电池簇的SOP初值；获取当前工作状态对应的电池簇SOP调节信息；判断电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件；是则通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节，使得电池簇SOP调节信息不超过单体截止条件；否则输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值，并跳转至计算电池簇的SOP初值步骤；
储能系统控制单元用于计算储能系统的SOP计算，并进行储能系统的充放电管理；获取储能系统内的储能系统SOP调节信息；判断储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件；是则通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节，使得储能系统SOP调节信息不超过单体充放电截止条件；否则输出储能系统的SOP预测值，并跳转至计算储能系统的SOP初值步骤。
实施例1
一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，包括以下步骤：
在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元获取电池簇的当前工作状态；若干电池簇控制单元与储能系统控制单元、以及若干电芯控制单元进行数据交互，电池簇控制单元用于各自电池簇的SOP计算，并采集电池簇的数据；如图1所示，电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx用于各自电池簇的SOP计算，电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx与储能系统控制单元MBMU进行数据交互，电池簇控制单元SBMU1、SBMU2、…、SBMUx分别与对应的电芯控制单元MMU1、MMU2、…、MMUx进行数据交互。其中，工作状态包括充电状态和放电状态。
通过电池簇控制单元计算电池簇的SOP初值；具体地，通过查询储能系统出厂时预设的功率-电量-温度表P(SOC,T)，获得SOP初值。
SOP反应的是当前可放出的最大功率，在微观机理上由电化学反应速度，离子传输速度以及传输阻抗带来的损耗决定，当然受到集流体最大功率的限制。宏观上跟温度、荷电状态以及寿命相关。因此，SOP要考虑充放电能力边界。本实施例，通过单体电芯的最高电压、最低电压和最高温度来判断是否到达电池簇以及储能系统中单体芯片的充放电能力的边界，以此来精确预测系统充放电功率限制值，使电池系统工作在最佳功率范围内，有益于延长系统使用寿命。
通过电池簇控制单元获取当前工作状态对应的电池簇SOP调节信息；具体包括以下步骤：
如图2所示，若电池簇的当前工作状态为充电状态，则获取电池簇中单体最高电压值cv_max、单体最高温度值ct_max。单体电芯的数据通过电芯控制单元进行采集。
本实施例中的电池包结构如图5所示，电池包包括两个集成模块1、若干电芯2、支架3、两个前面板4和水冷管5。其中，电池包内的电芯2为圆柱电芯，电芯2的正负电极位于电芯的两端，即正负电极不同侧，电芯的正负极分别对应一个集成模块进行电连接和数据采集。如图6所示，集成模块1上集成有PCB板11、若干串联铝排12、镍片13、电压传感器、温度传感器，串联铝排用于串联电池包中的若干电芯，PCB板11通过镍片13与串联铝排电连接，PCB板11上布设有电芯控制单元，电芯控制单元通过镍片13与电压传感器、温度传感器电连接，电芯控制单元通过电压传感器采集电芯电压、电池包总电压，电芯控制单元通过温度传感器采集电芯温度，电芯控制单元还用于采集熔断器辅助触点状态，同时具备继电器驱动功能。
电芯控制单元设置在电池包的集成模块的PCB板上，集成模块上集成有若干串联铝排、镍片、电压传感器、温度传感器、PCB板，串联铝排用于串联电池包中的若干电芯，PCB板通过所示镍片与串联铝排电连接，PCB板上布设有电芯控制单元，电芯控制单元通过镍片与电压传感器、温度传感器电连接，电芯控制单元通过电压传感器采集电芯电压，电芯控制单元通过温度传感器采集电芯温度。
如图3所示，若电池簇的当前工作状态为放电状态，则获取电池簇中单体最低电压值cv_min、单体最高温度值ct_max。
通过电池簇控制单元判断电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件；具体包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则判断电池簇中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于充电截止温度值；
是则跳转至通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则跳转至输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值步骤；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则判断电池簇中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于放电截止温度值；
是则跳转至通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤。
是则通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节，使得电池簇SOP调节信息不超过单体截止条件；
否则输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值，并跳转至计算电池簇的SOP初值步骤；
本实施例中，通过当前的PID调节值和电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最高电压值、单体最高温度值对充电功率进行PID调节，P(t+1)=PID(P(t), cv_max, ct_max)，使cv_max不超过单体充电截止电压，且ct_max不超过充电截止温度；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最低电压值、单体最高温度值对放电功率进行PID调节，P(t+1)=PID(P(t), cv_min, ct_max)，使cv_min不超过单体放电截止电压，且ct_max不超过放电截止温度。
MBMU通过CAN通信获取SBMUx上报的SOP值，再做进一步的系统层面SOP计算。
如图4所示，通过储能系统控制单元计算储能系统的SOP初值；储能系统控制单元用于储能系统的充放电管理；具体包括以下步骤：
若储能系统正常运行，即在充电或放电状态，则通过储能系统控制单元获取储能系统内有效运行的电池簇个数N；有效运行的电池簇为高压接入，并参与充放电运行的电池簇；
通过储能系统控制单元获取有效运行的电池簇对应的电池簇控制单元上报的充放电SOP预测值，并获取电池簇最小SOP预测值Pmin；
通过储能系统控制单元计算储能系统内有效运行的电池簇个数与电池簇最小SOP预测值的乘积，得到储能系统的SOP初值P0, 即P0=Pmin * N。
通过储能系统控制单元获取储能系统内的储能系统SOP调节信息；具体为获取储能系统中单体最高电压值cv_max、单体最低电压值cv_min和单体最高温度值ct_max。
通过储能系统控制单元判断储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件；
是则通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节，使得储能系统SOP调节信息不超过单体充放电截止条件；
否则输出储能系统的SOP预测值，并跳转至计算储能系统的SOP初值步骤。
本实施例中，通过储能系统控制单元判断储能系统SOP调节信息是否满足单体充放电截止条件包括以下步骤：
判断储能系统中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最高温度值是否大于充放电截止温度；
是则跳转至通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则跳转至输出储能系统的SOP预测值步骤。
具体地，通过当前的PID调节值和储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节为通过当前的PID调节值以及储能系统中的单体最高电压值、单体最低电压值和单体最高温度值对充放电功率进行PID调节，P(t+1)=PID(P(t), cv_max, cv_min, ct_max)，使cv_max不超过单体充电截止电压，且cv_min不超过单体放电截止电压，且ct_max不超过放电截止温度。
由于电池在全生命周期内正常使用，经过一定次数的充电、放电过程，其综合性能会衰减。电池在循环过程中，嵌、脱锂造成阳极膨胀、收缩，阳极表面裂痕会扩大，新暴露出来的裂痕生成新的SEI膜，加速不可逆容量损失。一般以容量衰减至初始值的75%~80%视作寿命终止，即一次使用终止，但实际上，还可以去其他场景下梯次利用。本实施例提供的方法，能够实现在电池系统全生命周期使用范围内（包括一次利用和梯次利用），精确预测系统充放电功率限制值，不受电池容量衰减的影响，使电池系统工作在最佳功率范围内。
实施例2
一种电子设备，如图7所示，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与存储器联接，并且当程序代码被处理器执行时，实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
实施例3
一种计算机可读存储介质，如图8所示，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在储能系统运行过程中，通过电池簇控制单元获取电池簇的当前工作状态；其中，所述工作状态包括充电状态和放电状态；
步骤2、通过电池簇控制单元计算电池簇的SOP初值；
步骤3、通过电池簇控制单元获取当前工作状态对应的电池簇SOP调节信息；
步骤4、通过电池簇控制单元判断所述电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件；
步骤5、是则通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节，使得所述电池簇SOP调节信息不超过单体截止条件；
步骤6、否则输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值，执行步骤7，并返回步骤2继续执行；
步骤7、通过储能系统控制单元计算储能系统的SOP初值；
步骤8、通过储能系统控制单元获取储能系统内的储能系统SOP调节信息；
步骤9、通过储能系统控制单元判断所述储能系统SOP调节信息是否满足的单体充放电截止条件；
步骤10、是则通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节，使得所述储能系统SOP调节信息不超过单体充放电截止条件；
步骤11、否则输出储能系统的SOP预测值，并返回步骤7继续执行；
所述步骤2为通过查询储能系统出厂时预设的功率-电量-温度表，获得SOP初值；
所述步骤3包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则获取电池簇中单体最高电压值、单体最高温度值；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则获取电池簇中单体最低电压值、单体最高温度值；
所述步骤7包括以下步骤：
通过储能系统控制单元获取储能系统内有效运行的电池簇个数；所述有效运行的电池簇为高压接入，并参与充放电运行的电池簇；
通过储能系统控制单元获取有效运行的电池簇对应的电池簇控制单元上报的充放电SOP预测值，并获取电池簇最小SOP预测值；
通过储能系统控制单元计算储能系统内有效运行的电池簇个数与电池簇最小SOP预测值的乘积，得到储能系统的SOP初值；
所述步骤8为获取储能系统中单体最高电压值、单体最低电压值和单体最高温度值。
2.如权利要求1所述的一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，其特征在于，所述通过电池簇控制单元判断所述电池簇SOP调节信息是否满足当前工作状态的单体截止条件包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则判断电池簇中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于充电截止温度值；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则跳转至所述输出电池簇当前工作状态下的SOP预测值步骤；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则判断电池簇中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤；
否则判断电池簇中单体最高温度值是否大于放电截止温度值；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节步骤。
3.如权利要求2所述的一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，其特征在于，所述通过当前的PID调节值和所述电池簇SOP调节信息对当前工作状态对应的功率进行PID调节包括以下步骤：
若电池簇的当前工作状态为充电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最高电压值、单体最高温度值对充电功率进行PID调节；
若电池簇的当前工作状态为放电状态，则通过当前的PID调节值和电池簇内单体最低电压值、单体最高温度值对放电功率进行PID调节。
4.如权利要求1所述的一种大型储能系统充放电功率状态预测方法，其特征在于，所述通过储能系统控制单元判断所述储能系统SOP调节信息是否满足的单体充放电截止条件包括以下步骤：
判断储能系统中单体最高电压值是否大于单体充电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最低电压值是否小于单体放电截止电压；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则判断储能系统中单体最高温度值是否大于充放电截止温度；
是则跳转至所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节步骤；
否则跳转至所述输出储能系统的SOP预测值步骤；
所述通过当前的PID调节值和所述储能系统SOP调节信息对充放电功率进行PID调节为通过当前的PID调节值以及储能系统中的单体最高电压值、单体最低电压值和单体最高温度值对充放电功率进行PID调节。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如权利要求1所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310639285.2A CN116470623B (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310639285.2A CN116470623B (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116470623A CN116470623A (zh) | 2023-07-21 |
| CN116470623B true CN116470623B (zh) | 2023-08-29 |
Family
ID=87175642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310639285.2A Active CN116470623B (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116470623B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9817074B1 (en) * | 2017-02-22 | 2017-11-14 | Bordrin Motor Corporation, Inc. | Method and apparatus for automatically computing work accuracy of a battery management system offline |
| CN111060820A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-24 | 上海理工大学 | 一种基于二阶rc模型的锂电池soc、sop估计方法 |
| CN112305432A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-02-02 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 一种大型储能系统电池的soc校准方法 |
| CN113807039A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 盐城工学院 | 一种串联型电池系统的功率状态预测方法 |
| CN114629905A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-14 | 福建时代星云科技有限公司 | 一种基于云端数据的储能系统sop优化方法及装置 |
| CN114865747A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-05 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种储能电池簇荷电状态功率调度在线均衡方法 |
| CN115800555A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-03-14 | 苏州精控能源科技有限公司 | 一种储能系统 |
| CN115983134A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-04-18 | 淮阴工学院 | 一种基于神经网络的电池功率状态预测方法和系统 |
-
2023
- 2023-06-01 CN CN202310639285.2A patent/CN116470623B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9817074B1 (en) * | 2017-02-22 | 2017-11-14 | Bordrin Motor Corporation, Inc. | Method and apparatus for automatically computing work accuracy of a battery management system offline |
| CN111060820A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-24 | 上海理工大学 | 一种基于二阶rc模型的锂电池soc、sop估计方法 |
| CN112305432A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-02-02 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 一种大型储能系统电池的soc校准方法 |
| CN113807039A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 盐城工学院 | 一种串联型电池系统的功率状态预测方法 |
| CN114629905A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-14 | 福建时代星云科技有限公司 | 一种基于云端数据的储能系统sop优化方法及装置 |
| CN114865747A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-05 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种储能电池簇荷电状态功率调度在线均衡方法 |
| CN115800555A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-03-14 | 苏州精控能源科技有限公司 | 一种储能系统 |
| CN115983134A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-04-18 | 淮阴工学院 | 一种基于神经网络的电池功率状态预测方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116470623A (zh) | 2023-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Modeling and multi-objective optimization of a stand-alone PV-hydrogen-retired EV battery hybrid energy system | |
| CN102104257B (zh) | 公寓楼的储能系统、集成电力管理系统及系统控制方法 | |
| KR101553451B1 (ko) | 에너지 저장 시스템에서 전력 분배 방법 및 장치 | |
| CN112531232A (zh) | 一种储能系统及其热管理方法 | |
| WO2016134658A1 (zh) | 智能电池、电能分配总线系统、电池充放电方法以及电能分配方法 | |
| CN111276960B (zh) | 一种光-储直流微电网系统中储能模块预测控制方法 | |
| KR20110096119A (ko) | 하이브리드 전기화학물질로 이루어진 전지, 모듈 및 팩의 제어 | |
| CN103187750A (zh) | 兆瓦级电池储能电站实时功率控制方法及其系统 | |
| CN103368192B (zh) | 基于贪心策略的电池储能电站功率控制方法及其系统 | |
| CN116345648B (zh) | 大型储能系统电池簇soc平衡方法、设备和存储介质 | |
| CN116388334B (zh) | 一种可重构电池储能系统 | |
| CN114050621A (zh) | 一种分布式储能功率分配系统及方法 | |
| CN116826915A (zh) | 分布式电池储能系统SoC平衡控制方法及系统 | |
| CN103532143A (zh) | 弥补功率预测精度的新能源发电系统 | |
| CN116345014B (zh) | 一种大型储能系统热管理方法、电子设备及存储介质 | |
| CN114977275A (zh) | 一种智能化的储能功率变换器 | |
| CN117477623B (zh) | 一种光伏储能充电站能量管理系统及控制方法 | |
| KR20150005040A (ko) | 전기저장장치 운전모드 제어 장치 및 방법 | |
| CN116470623B (zh) | 大型储能系统充放电功率状态预测方法、电子设备及介质 | |
| CN112531761A (zh) | 一种直流削峰填谷系统、装置和方法 | |
| CN112036735A (zh) | 一种用于光伏电站的储能系统的储能容量规划方法及系统 | |
| CN108512262B (zh) | 储能电池管理系统的均衡方法、装置、储能电池管理系统 | |
| CN114123430A (zh) | 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法 | |
| Abdallah et al. | Battery lifetime optimization in a solar microgrid | |
| JP2016061516A (ja) | 空調管理装置、充放電制御システム、空調制御計画生成方法およびプログラム |
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 | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: West of Building 28, No. 2, Mount Taishan Road, High tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee after: Suzhou Jingkong Energy Technology Co.,Ltd. Address before: West of Building 28, No. 2, Mount Taishan Road, High tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee before: SUZHOU JK ENERGY Ltd. |