[發(fā)明專(zhuān)利]光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池性能評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710041857.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106788254A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林今;王卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02S50/10
• 分類(lèi)號(hào): H02S50/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11129
• 代理人: 謝殿武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池性能評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

隨著化石能源的枯竭以及化石能源對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重影響，人們迫切需要環(huán)保的可再生能源，目前，現(xiàn)有的可再生清潔能源有水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能，由于太陽(yáng)能在使用過(guò)程中更加清潔，分布也更為廣泛，因此，太陽(yáng)能發(fā)電受到越來(lái)越多的重視。

太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能一般通過(guò)光伏電池(又稱(chēng)光伏電池陣列)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后通過(guò)電子變換器(對(duì)光伏電池輸出的電能進(jìn)行整流、逆變)并入到電網(wǎng)中，然而，光伏發(fā)電受環(huán)境、光照強(qiáng)度的影響劇烈，比如：在光伏發(fā)電過(guò)程中，天空飄過(guò)的烏云就會(huì)對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)生極大影響，灰度光伏電池的功率造成大幅跌落，從而需要補(bǔ)充電能，當(dāng)烏云飄過(guò)后，將造成功率急劇增加，此時(shí)從主網(wǎng)補(bǔ)充的電能和光伏電池的電能疊加，造成配電網(wǎng)來(lái)不及消納，容易造成電網(wǎng)阻塞甚至潮流反向，因此，需要在光伏電池中添加儲(chǔ)能裝置進(jìn)行調(diào)配，當(dāng)光伏發(fā)電的功率不足時(shí)，由儲(chǔ)能電池輸出功率進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)光伏發(fā)電的功率超出電網(wǎng)消納水平時(shí)，則由儲(chǔ)能電池進(jìn)行能量吸收，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)輸出穩(wěn)定的電能，因此，儲(chǔ)能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中極為重要的設(shè)備，儲(chǔ)能電池的性能將嚴(yán)重影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于儲(chǔ)能電池的性能評(píng)價(jià)僅僅是針對(duì)于儲(chǔ)能電池的荷載狀態(tài)SOC以及健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，這僅僅是針對(duì)于儲(chǔ)能電池的自身而言，但是，光伏系統(tǒng)中，儲(chǔ)能電池的性能評(píng)價(jià)不僅僅是自身狀態(tài)，還應(yīng)包含光伏系統(tǒng)中的電子變換器對(duì)儲(chǔ)能電池的影響以及儲(chǔ)能電池的自身狀態(tài)的影響，然而目前還沒(méi)有方法能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池性能評(píng)價(jià)方法，能夠?qū)?chǔ)能電池進(jìn)行在光伏發(fā)電系統(tǒng)的電子變換器影響的情況下對(duì)儲(chǔ)能電池的性能狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而確保儲(chǔ)能電池的性能狀態(tài)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，從而利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作以及并網(wǎng)穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池性能評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：

S1.采集光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池的評(píng)估參數(shù)；

S2.構(gòu)建光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池的評(píng)估模型荷載狀態(tài)模型和儲(chǔ)能電池的循環(huán)次數(shù)模型，并根據(jù)所采集的評(píng)估參數(shù)對(duì)儲(chǔ)能電池的性能指標(biāo)；

將儲(chǔ)能電池的循環(huán)次數(shù)與儲(chǔ)能電池的額定循環(huán)次數(shù)進(jìn)行比較，如比值大于0.85而小于0.93，則判斷當(dāng)前儲(chǔ)能電池性能下降，需要更換準(zhǔn)備，如比值大于或者等于0.93，則判斷當(dāng)前儲(chǔ)能電池的性能不能滿(mǎn)足光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求，需立即更換；或者，

當(dāng)前時(shí)刻儲(chǔ)能電池的容量與儲(chǔ)能電池的額定容量的比值小于或者等于0.8，則判斷當(dāng)前儲(chǔ)能電池的性能不能滿(mǎn)足光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求，需要更換。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能電池的評(píng)估參數(shù)包括儲(chǔ)能電池在充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化效率η_ch、儲(chǔ)能電池在放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化效率η_dis、儲(chǔ)能電池的額定容量E_base、儲(chǔ)能電池的充電功率P_in、儲(chǔ)能電池的放電功率P_out、光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的輸出功率P_BES以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的整流器的效率η_inv。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能電池的荷載狀態(tài)包括儲(chǔ)能電池在充放電循環(huán)過(guò)程中的變化量以及儲(chǔ)能電池在t時(shí)刻的電池容量；

儲(chǔ)能電池在充放電循環(huán)過(guò)程中的變化量通過(guò)如下公式計(jì)算：

儲(chǔ)能電池的電池容量通過(guò)如下公式計(jì)算：

其中，k為第k個(gè)時(shí)刻，Δt為儲(chǔ)能電池在循環(huán)過(guò)程中的充放電時(shí)間，E_B(k)為第k個(gè)時(shí)刻的儲(chǔ)能電池的容量。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能電池的循環(huán)次數(shù)根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，DOD為儲(chǔ)能電池的放電深度，儲(chǔ)能電池的放電深度為儲(chǔ)能電池的放電量與額定容量的比值。

進(jìn)一步，儲(chǔ)能電池的放電深度為儲(chǔ)能電池的放電量與額定容量的比值。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)本發(fā)明，能夠?qū)?chǔ)能電池進(jìn)行在光伏發(fā)電系統(tǒng)的電子變換器影響的情況下對(duì)儲(chǔ)能電池的性能狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而確保儲(chǔ)能電池的性能狀態(tài)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，從而利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作以及并網(wǎng)穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式