CN117614078A - 一种电池储能系统的能量管控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池储能系统的能量管控方法及系统，该方法包括：分别获取子储能系统中各个储能电池的运行数据；根据运行数据确定对应储能电池的剩余电量和额定功率；基于储能电池的剩余电量情况和额定功率，设定各个储能电池的运行状态；根据获取的总功率指令值，对储能电池进行功率任务分配；基于储能电池的剩余电量，对分配的功率任务进行修正；分别选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。本发明采用上述的一种电池储能系统的能量管控方法及系统，可以充分分析各个储能电池的特性差异，有效提高能量转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池储能技术领域，尤其是涉及一种电池储能系统的能量管控方法及系统。
背景技术
近年来随着储能行业的发展，越来越多储能项目投入使用，特别是储能的可控制性，使储能可以在多场景下被应用，同时对新能源发电并网以及电网运行控制也起到积极的作用。
由于在能量密度、输出和能量转换效率等方面存在综合优势，蓄电池是当下电力系统最为可行的储能方案之一。多电池储能系统由多个蓄电池串并联，再由DC/AC换流器并网，解决了单一蓄电池容量小的问题，在协助电网调频、可再生能源集成和微电网等许多电力工业都有应用。对于多电池储能系统，如何在考虑系统输出响应、充放电效率和使用寿命等因素的前提下，开发高效可行的能量管理方法对提高整个系统效率及经济效益至关重要。
已有研究根据电池的充放电效率考察储能系统的特性并评估其运行成本，甚少考虑电池SOC的多电池系统效率最大化的能量管理，且缺少对储能系统中不同类型蓄电池特性差异的考虑。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池储能系统的能量管控方法及系统，可以充分分析各个储能电池的特性差异，有效提高能量转换效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种电池储能系统的能量管控方法，分别获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据；根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率；
基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态；
根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值；
基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值；
分别选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
优选的，根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值。
优选的，根据设置的各个保证储能电池正常工作的阈值，对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
优选的，在监测到储能电池的实际运行功率超出对应的功率指令后，向调度系统发送针对该储能电池的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能电池进行紧急处理。
优选的，获取的储能电池的运行数据包括实际运行电压、实际运行电流、实际温度和实际功率。
优选的，根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
一种电池储能系统的能量管控系统，包括：
数据采集模块，用于获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据；
电池分析模块，用于根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率；
运行状态设定模块，基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态；
任务分配模块，用于根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值；
功率修正模块，用于基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值；
功率指令确定模块，用于选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
监测保护模块，用于应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
优选的，阈值保护模块，用于根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值，并对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
优选的，信息发送模块，用于在监测到储能电池的实际运行功率超出对应的功率指令后，向调度系统发送针对该储能电池的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能电池进行紧急处理。
优选的，异常电池标记模块，用于根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
因此，本发明采用上述一种电池储能系统的能量管控方法及系统，可以充分分析各个储能电池的特性差异，有效提高能量转换效率。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明一种电池储能系统的能量管控方法的流程图；
图2是本发明针对各个储能电池正常工作的监测方法的流程图；
图3是本发明一种电池储能系统的能量管控系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的主旨或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作为详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
本发明说明书中引用的现有技术文献所公开的内容整体均通过引用并入本发明中，并且因此是本发明公开内容的一部分。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种电池储能系统的能量管控方法，包括以下步骤：
步骤100、分别获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据。
其中，获取的储能电池的运行数据具体包实际运行电压、实际运行电流、实际温度和实际功率。
步骤200、根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率。
步骤300、基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态。
步骤400、根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值。
步骤500、基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值。
步骤600、分别选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
步骤700、应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
应用各个储能电池的功率指令对对应的各个储能电池进行实时的运行数据监测，并在监测到储能电池的运行功率超出对应的功率指令后，即使开启针对该储能电池的保护机制，以避免该储能系统出现过电压及过电流的情况，进而能够避免设备的损坏。同时，还可以在监测到储能系统的运行功率超出对应的储能功率后，向调度系统发送针对该储能系统的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能系统进行紧急处理，进而进一步保证储能系统运行的可靠性
本实施例中为了保证可以多方面各个储能电池进行正常工作，在获取了各个储能电池的运行数据后还设置了针对各个储能电池正常工作的监测方法，包括以下步骤：
步骤210、在系统内增设有阈值保护模块，根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值。
步骤220、根据设置的各个保证储能电池正常工作的阈值，对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
本实施例中为了保证储能系统能够长期稳定的运行，还设置有针对目前可以正常运行的储能电池中可能存在异常的电池进行标记，具体方式为：通过在能量管控系统中添加异常电池标记模块，可以根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
一种电池储能系统的能量管控系统，包括：
数据采集模块，用于获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据；
电池分析模块，用于根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率；
运行状态设定模块，基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态；
任务分配模块，用于根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值；
功率修正模块，用于基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值；
功率指令确定模块，用于选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
监测保护模块，用于应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
阈值保护模块，用于根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值，并对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
信息发送模块，用于在监测到储能电池的实际运行功率超出对应的功率指令后，向调度系统发送针对该储能电池的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能电池进行紧急处理。
异常电池标记模块，用于根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
因此，本发明采用上述一种电池储能系统的能量管控方法及系统，可以充分分析各个储能电池的特性差异，有效提高能量转换效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：分别获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据；根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率；
基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态；
根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值；
基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值；
分别选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
2.根据权利要求1所述的一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值。
3.根据权利要求2所述的一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：根据设置的各个保证储能电池正常工作的阈值，对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
4.根据权利要求1所述的一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：在监测到储能电池的实际运行功率超出对应的功率指令后，向调度系统发送针对该储能电池的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能电池进行紧急处理。
5.根据权利要求1所述的一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：获取的储能电池的运行数据包括实际运行电压、实际运行电流、实际温度和实际功率。
6.根据权利要求1所述的一种电池储能系统的能量管控方法，其特征在于：根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
7.一种电池储能系统的能量管控系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取所有子储能系统中各个储能电池的运行数据；
电池分析模块，用于根据储能电池的运行数据确定对应的储能电池的剩余电量和额定功率；
运行状态设定模块，基于各个储能电池的剩余电量情况和各个储能电池的额定功率，设定各个储能电池的运行状态；
任务分配模块，用于根据获取的总功率指令值，对投入运行的储能电池进行功率任务分配，得到储能电池的功率优化值；
功率修正模块，用于基于储能电池的剩余电量情况，对分配的功率任务进行修正，得到储能电池的功率调整值；
功率指令确定模块，用于选取各个储能电池的功率优化值、功率调整值和额定功率值中的最小绝对值作为储能电池的功率指令；
监测保护模块，用于应用各个储能电池的功率指令对各个储能电池分别进行能量监测及保护控制。
8.根据权利要求7所述的一种电池储能系统的能量管控系统，其特征在于，还包括：阈值保护模块，用于根据储能电池的运行数据，预先设定有各个储能电池的直流电压阈值、额定功率阈值以及各个储能电池对应的剩余电量阈值，并对各个储能电池进行过充电和/或过放电的实时监测，并在监测到存在发生超过任一阈值时，则启动针对该储能电池的保护动作。
9.根据权利要求7所述的一种电池储能系统的能量管控系统，其特征在于，还包括：信息发送模块，用于在监测到储能电池的实际运行功率超出对应的功率指令后，向调度系统发送针对该储能电池的保护报警信息，以使调度系统能够及时获知该情形，并通知维护人员对该储能电池进行紧急处理。
10.根据权利要求7所述的一种电池储能系统的能量管控系统，其特征在于，还包括：异常电池标记模块，用于根据各个储能电池的功率值来计算子储能系统的平均功率值，设定平均功率值与各个储能电池功率差值的阈值，将差值超过阈值的储能电池进行标记。
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