[發(fā)明專利]一種蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410376617.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN104134829B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩鳴;李隆基;李維博;李琳;李旭;李松原;郭勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司
• 主分類號(hào): H01M10/44
• 分類號(hào): H01M10/44
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蓄電池儲(chǔ)能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法。

背景技術(shù)

蓄電池是貯存化學(xué)能量并在必要時(shí)放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。其工作原理：充電時(shí)利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出。蓄電池的額定容量用來表征其儲(chǔ)存電能的能力，即蓄電池充滿電時(shí)內(nèi)部的電能，隨著蓄電池的使用，其內(nèi)部電能會(huì)不斷釋放。荷電狀態(tài)(State?of?Charge,Soc)可以用來表征蓄電池電能釋放的程度，荷電狀態(tài)是指蓄電池的剩余容量與額定容量的比值，荷電狀態(tài)為1代表蓄電池電量全滿，荷電狀態(tài)為0代表凈放電量達(dá)到額定容量。

由于受到內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)過程的影響，蓄電池的充放電過程受到一系列約束：對(duì)于充電過程，并不是任何大小的充電電流都能夠被蓄電池接受，存在一個(gè)最大的可接受電流，最大可接受電流大小取決于充電時(shí)刻蓄電池的剩余容量；與此同時(shí)，最大可接受電流的大小在充電過程中的值也并不是恒定的，而將隨著蓄電池剩余容量的增加而減小。對(duì)于放電過程，蓄電池的放電容量受到放電電流的約束，放電電流越大，蓄電池能夠放出的總電量就越少，放電過程的持續(xù)時(shí)間也越短；放電電流越小，其能夠放出的總電量就越大，放電過程的持續(xù)時(shí)間也越長(zhǎng)。

在蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)化效率，需要建立能量管理平臺(tái)，對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行管理和控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理并且能夠充分發(fā)貨能源轉(zhuǎn)化效率的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟：

步驟1、讀取當(dāng)前時(shí)刻蓄電池的荷電狀態(tài)Soc(t)；

步驟2、根據(jù)系統(tǒng)未來一段時(shí)間Δt內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，估算Δt內(nèi)蓄電池與外部的交換功率P_ex；

步驟3、根據(jù)蓄電池系統(tǒng)運(yùn)行電壓，計(jì)算Δt內(nèi)與外部的交換電流I_ex＝P_ex/U；

步驟4、若交換電流I_ex＞0，代表蓄電池放電，執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟6；

步驟5、蓄電池放電控制步驟；

步驟6，蓄電池充電控制步驟。

而且，所述步驟5的具體處理過程為：計(jì)算Δt內(nèi)蓄電池最大可放電電流I_outmax，若I_outmax≥I_ex，標(biāo)記蓄電池能夠供電，計(jì)算放電后蓄電池的荷電狀態(tài)Soc(t+Δt)作為參考；若I_outmax＜I_ex，提示系統(tǒng)缺電告警信息。

而且，所述計(jì)算Δt內(nèi)蓄電池最大可放電電流I_outmax采用如下公式：

T=K×SoC(t-1)Ioutn]]>

其中，SoC(t-1)為放電初始時(shí)刻蓄電池的荷電狀態(tài)，T為蓄電池可持續(xù)放電的時(shí)間T，K和n為取決于不同蓄電池自身放電特性的常數(shù)。

而且，所述計(jì)算放電后蓄電池的荷電狀態(tài)采用如下公式：

其中，t為在電流I_out下的實(shí)際放電時(shí)間，C_N為蓄電池額定容量，SoC(t)為放電完成后蓄電池的荷電狀態(tài)。

而且，所述步驟6的具體處理過程為：計(jì)算蓄電池的可接受電流和蓄電池在充電時(shí)間t內(nèi)的充電容量C_in，充電電流I_in＜I₀，蓄電池以I_in恒電流充電；否則，估算蓄電池在Δt內(nèi)的最大臨界充電電流I_inmax，并控制系統(tǒng)以I_inmax為蓄電池充電，同時(shí)提示系統(tǒng)內(nèi)電能過剩，需要切除部分電源。

而且，所述計(jì)算蓄電池的可接受電流采用如下公式：

I＝I₀e^-at