CN116683501A - 一种电化学储能电站功率分配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电化学储能电站功率分配方法，包括如下步骤：S1：对电化学储能电站的各电池组的内阻Rn进行测量；S2：对电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn进行测量；S3：根据测量得到的内阻Rn和剩余容量Cn，计算模块对电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln进行计算。本发明既可以计算出电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln，并根据性能系数Ln确定电化学储能电站各电池组分配的功率，有效避免电化学储能电站的电池组的功率平均分配时，寿命较优的电池组性能降低的弊端，电池功率分配更加合理，使电化学储能电站的各个电池组的性能达到最优；还可以避免电化学储能电站的电池储量过低时仍继续运行的弊端，保障储能电站的电池组安全运行。

Description

一种电化学储能电站功率分配方法及系统

技术领域

本发明涉及电化学储能电站技术领域，具体为一种电化学储能电站功率分配方法及系统。

背景技术

随着储能技术的不断发展，储能电站的瞬时充放电能力使得其并入电网可以极大地抑制电网波动，从而提高电网系统的动态特性为电网的稳定运行奠定基础；相较于传统的储能技术，电化学储能技术的调节范围广、响应速度快、调节时间短、选址灵活，具有大规模发展的潜质。储能系统接入配电网中，不仅可以作为一个电源，在电网负荷较高的时候放电输送功率满足负荷缓解电网的压力，还可以作为一个负载，在电网负荷处于谷底的时候吸收多余的电量进行存储。

但是还存在如下不足：因为组成电化学储能电站的电池组寿命不一致，使用寿命长的电池组实际容量下降、内阻增大，根据“木桶效应”，该电化学储能电站的功率平均分配时，导致寿命较优的电池组性能降低，且当电化学储能电站的储量过低时仍继续运行，造成电池组过放影响放电完全，继而导致电池组永久损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学储能电站功率分配方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电化学储能电站功率分配方法，包括如下步骤：

S1：对电化学储能电站的各电池组的内阻Rn进行测量；

S2：对电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn进行测量；

S3：根据测量得到的内阻Rn和剩余容量Cn，对电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln进行计算，按下式确定电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln：

S4：根据所述性能系数Ln分配电化学储能电站各电池组分配的功率，分配方法为：电池组的内阻Rn越小，性能系数Ln越大，内阻Rn和性能系数Ln成反比，因此该电池组的内阻Rn越小，该电池组分配的功率越多；

S5：对电化学储能电站的剩余容量C进行测量；

S6：设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M；

S7：判断测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于等于阈值M；

S8：当电化学储能电站的剩余容量小于等于阈值M时，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将电化学储能电站继续放电的指令清除；

S9：当电化学储能电站的剩余容量C大于阈值M时，控制电化学储能电站的各电池组继续放电。

优选的，用于按下式确定电化学储能电站的各电池组的内阻Rn：

式中，Un为各电池组的放电电压，In为各电池组的放电电流，利用直流内阻法测得Un和In。

优选的，用于按下式测量电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn：

式中，其中C₀为各电池组的起始容量、I_C为各电池组的放电电流、η_C为各电池组的放电效率，t为各电池组的放电时间。

优选的，用于按下式测量电化学储能电站的剩余容量C：

式中，其中C₀为储能电站的起始容量、I_z为储能电站的放电电流、η_z为储能电站的放电效率，t为储能电站的放电时间。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

一种电化学储能电站功率分配系统，包括：

控制器模块，用于接收其它模块的数据信号并发出信号控制其它模块执行相应操作；

第一测量模块，用于测量电化学储能电站的各电池组的内阻Rn；

第二测量模块，用于测量电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn；

计算模块，用于根据测量得到的内阻Rn和剩余容量Cn，计算电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln；

分配模块，用于根据所述性能系数Ln分配电化学储能电站各电池组分配的功率；

第三测量模块，用于测量电化学储能电站的剩余容量C；

设定模块，用于设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M；

判断模块，用于判断测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于阈值M；

保护清除模块，用于当所述电化学储能电站的剩余容量小于等于阈值M，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将该电化学储能电站继续放电的指令清除；

执行模块，用于当所述电化学储能电站的剩余容量大于等于阈值M，电化学储能电站继续执行放电的指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过控制器模块和第一测量模块、第二测量模块、计算模块以及确定模块的电性连接，可以计算出电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln，并根据性能系数Ln确定电化学储能电站各电池组分配的功率，有效避免电化学储能电站的电池组的功率平均分配时，寿命较优的电池组性能降低的弊端，电池功率分配更加合理，使电化学储能电站的各个电池组的性能达到最优。

通过第三测量模块和判断模块、设定模块、保护模块、清除模块以及执行模块的电性连接，可以对电化学储能电站的剩余容量C测量，并判断是否小于等于该阈值M，若电化学储能电站的剩余容量C小于等于该阈值M时，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护；若电化学储能电站的剩余容量C大于该阈值M时，则电化学储能电站继续执行放电，由此可以避免电化学储能电站的容量过低时仍继续运行的弊端，保障储能电站的电池组安全运行。

附图说明

图1为本发明步骤流程图；

图2为本发明组成模块结构框图。

图中：1控制器模块、2第一测量模块、3第二测量模块、4计算模块、5分配模块、6第三测量模块、7设定模块、8判断模块、9保护清除模块、10执行模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

实施例：

请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：

一种电化学储能电站功率分配方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：利用第一测量模块2对电化学储能电站的各电池组的内阻Rn进行测量；

S2：利用第二测量模块3对电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn进行测量；

S3：利用计算模块4对电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln进行计算，按下式确定电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln：

S4：根据性能系数Ln分配电化学储能电站各电池组分配的功率，分配方法为：电池组的内阻Rn越小，性能系数Ln越大，内阻Rn和性能系数Ln成反比，因此该电池组的内阻Rn越小，该电池组分配的功率越多；通过该种功率分配方法，有效避免电化学储能电站的电池组的功率平均分配时，寿命较优的电池组性能降低的弊端，使电化学储能电站的各个电池组的性能达到最优。

S5：利用第三测量模块6对电化学储能电站的剩余容量C进行测量；

S6：利用设定模块7设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M，

S7：判断测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于等于阈值M；

S8：当判断模块8判断电化学储能电站的剩余容量C小于等于阈值M时，利用保护清除模块9对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将电化学储能电站继续放电的指令清除；

S9：当判断模块8判断电化学储能电站的剩余容量C大于阈值M时，利用执行模块10控制电化学储能电站继续放电。

作为一种优选，第一测量模块2，按下式确定电化学储能电站的各电池组的内阻Rn：

式中Un为各电池组的放电电压，In为各电池组的放电电流，利用直流内阻法测得Un和In，n为电化学储能电站的各电池组的编号，n可以为(1，2，3……)，通过上式，可以得出该电化学储能电站各电池组的内阻Rn。

作为一种优选，第二测量模块，按下式测量电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn：

式中C₀为各电池组的起始容量、I_C为各电池组的放电电流、η_C为各电池组的放电效率，t为各电池组的放电时间，均为已知数。

作为一种优选，所述第三测量模块，按下式测量电化学储能电站的剩余容量C：

式中C₀为储能电站的起始容量、I_z为储能电站的放电电流、η_z为储能电站的放电效率，t为储能电站的放电时间，均为已知数。

一种电化学储能电站功率分配系统，如图2所示，包括：控制器模块1，用于接收其它模块的数据信号并发出信号控制其它模块执行相应操作；第一测量模块2，用于测量电化学储能电站的各电池组的内阻Rn；第二测量模块3，用于测量电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn；计算模块4，用于计算出电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln；确定模块5，用于根据性能系数Ln确定电化学储能电站各电池组分配的功率；第三测量模块6，用于测量电化学储能电站的剩余容量C；设定模块7，用于设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M；判断模块8，用于判断第三测量模块6测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于阈值M，该阈值M可以假设为10％C；保护清除模块9，用于判断模块8判断电化学储能电站的剩余容量C小于等于该阈值M时，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将该电化学储能电站继续放电的指令清除；执行模块10，用于当电化学储能电站的剩余容量C大于该阈值M时，电化学储能电站继续执行放电。

本实施例中，通过第三测量模块6和设定模块7、判断模块8、保护清除模块9以及执行模块10的电性连接，可以对电化学储能电站的剩余容量C测量，并判断是否小于等于该阈值M，若电化学储能电站的剩余容量C小于等于该阈值M时，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护；若电化学储能电站的剩余容量C大于该阈值M时，则电化学储能电站继续执行放电，由此可以避免电化学储能电站的电池储量过低时仍继续运行的弊端，保障储能电站的电池组安全运行。

本实施例中，控制器模块1基于STM32嵌入式开发板，数字式多功能表采用广州跃祥仪器设备有限公司生产的VC890D的数字万用表。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电化学储能电站功率分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对电化学储能电站的各电池组的内阻Rn进行测量；

S2：对电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn进行测量；

S3：根据测量得到的内阻Rn和剩余容量Cn，对电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln进行计算，按下式确定电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln：

S4：根据所述性能系数Ln分配电化学储能电站各电池组分配的功率，分配方法为：电池组的内阻Rn越小，性能系数Ln越大，内阻Rn和性能系数Ln成反比，因此该电池组的内阻Rn越小，该电池组分配的功率越多；

S5：对电化学储能电站的剩余容量C进行测量；

S6：设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M；

S7：判断测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于等于阈值M；

S8：当电化学储能电站的剩余容量小于等于阈值M时，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将电化学储能电站继续放电的指令清除；以及

S9：当电化学储能电站的剩余容量C大于阈值M时，控制电化学储能电站的各电池组继续放电。

2.根据权利要求1所述的一种电化学储能电站功率分配方法，其特征在于，用于按下式确定电化学储能电站的各电池组的内阻Rn：

式中，Un为各电池组的放电电压，In为各电池组的放电电流，利用直流内阻法测得Un和In。

3.根据权利要求1所述的一种电化学储能电站功率分配方法，其特征在于，用于按下式测量电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn：

式中，其中C₀为各电池组的起始容量、I_C为各电池组的放电电流、η_C为各电池组的放电效率，t为各电池组的放电时间。

4.根据权利要求1所述的一种电化学储能电站功率分配方法，其特征在于，用于按下式测量电化学储能电站的剩余容量C：

式中，其中C₀为储能电站的起始容量、I_z为储能电站的放电电流、η_z为储能电站的放电效率，t为储能电站的放电时间。

5.一种电化学储能电站功率分配系统，其特征在于，包括：

第一测量模块，用于对电化学储能电站的各电池组的内阻Rn进行测量；

第二测量模块，用于对电化学储能电站的各电池组的剩余容量Cn进行测量；

计算模块，用于根据测量得到的内阻Rn和剩余容量Cn，对电化学储能电站的各电池组的性能系数Ln进行计算；

分配模块，用于根据所述性能系数Ln分配电化学储能电站各电池组分配的功率；

第三测量模块，用于对电化学储能电站的剩余容量C进行测量；

设定模块，用于设定电化学储能电站的剩余容量的阈值M；

判断模块，用于判断测量的电化学储能电站的剩余容量C是否小于阈值M；

保护清除模块，用于当所述电化学储能电站的剩余容量小于等于阈值M，对电化学储能电站的各电池组进行越限保护，并将该电化学储能电站继续放电的指令清除；以及

执行模块，用于当所述电化学储能电站的剩余容量大于等于阈值M，电化学储能电站继续执行放电的指令。