[發(fā)明專利]退役電動汽車電池作為大規(guī)模儲能的發(fā)輸電系統(tǒng)運行可靠性評估方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010017824.5 | 申請日： | 2020-01-08 |
| 公開（公告）號： | CN111260185A | 公開（公告）日： | 2020-06-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 唐俊杰;陳曉琳;周昕宇;林星宇 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶大學(xué) |
| 主分類號： | G06Q10/06 | 分類號： | G06Q10/06;G06Q50/06 |
| 代理公司： | 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237 | 代理人： | 王翔 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 退役 電動汽車 電池 作為 大規(guī)模 輸電 系統(tǒng) 運行 可靠性 評估 方法 | ||
本發(fā)明公開了退役電動汽車電池作為大規(guī)模儲能的發(fā)輸電系統(tǒng)運行可靠性評估方法，主要步驟為：1)建立退役電池容量退化模型；2)獲取若干退役電池，并利用退役電池容量退化模型評估所述退役電池的健康狀態(tài)；3)建立電池模組容量概率模型和電池模組運行可靠性模型。4)基于電池模組容量概率模型和電池模組運行可靠性模型，設(shè)計電池模組，并將所述退役電池連接到發(fā)輸電系統(tǒng)中；5)建立含退役電池的發(fā)輸電系統(tǒng)運行可靠性評估模型；6)建立含退役電池的發(fā)輸電系統(tǒng)回報/成本分析模型，并確定退役電池的二次退役時間表。本發(fā)明驗證了在發(fā)輸電系統(tǒng)中使用退役電池的可行性和有效性，確定了第二次退役電池的退役時間表。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及系統(tǒng)運行可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域，具體是退役電動汽車電池作為大規(guī)模儲能的發(fā)輸電系統(tǒng)運行可靠性評估方法。
背景技術(shù)
電動汽車技術(shù)正在不斷發(fā)展，從電動汽車淘汰的電池的回收和應(yīng)用面臨新的挑戰(zhàn)。電動汽車電池一旦降至80％的健康狀態(tài)(SOH)，通常被認(rèn)為退役。
退役電池的容量退化率很大，其影響在電力系統(tǒng)分析中不可忽略。與全新電池相比，退役電池的故障概率更高且更不可預(yù)測。對退役電池的容量退化率和故障概率進行建模，并將其納入發(fā)輸電系統(tǒng)的運行
可靠性評估成為新的挑戰(zhàn)。
鋰電池容量衰減的現(xiàn)有研究基本上是基于加速老化實驗的所得數(shù)據(jù)，按照模型可以分為兩類：經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃碗娀瘜W(xué)機理模型。經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛯ρh(huán)過程中導(dǎo)致容量衰減的本質(zhì)過程涉及很少甚至沒有，而使用電化學(xué)機理建立的模型通常是使用嚴(yán)格控制的實驗條件下收集的數(shù)據(jù)開發(fā)的，在實際應(yīng)用中不存在，因此容易出錯。量化退化過程的另一種方法是使用可用的制造商數(shù)據(jù)，但是，這些數(shù)據(jù)無法用于確定在其他類型充放電循環(huán)或應(yīng)用中的單個電池的容量損失。
通常，將電池壽命終止(EoL)定義為容量降至其初始容量的80％時的狀態(tài)，低于此容量將認(rèn)為電池壽命會急劇縮短。盡管有二次使用電池在三種固定應(yīng)用(能源套利、自主使用和孤島安裝)中的壽命分析，該方法只是對現(xiàn)有模型的直接外推，因此實際上不適合退役電池的二次使用。電池制造商未公開在電池壽命終止之后的數(shù)據(jù)，目前還沒有關(guān)于容量低于80％的健康狀態(tài)退化模型的研究。也就是說，到目前為止，還沒有關(guān)于退役電池容量退化模型的研究。
眾所周知，電力系統(tǒng)中的能量存儲有利于消除可再生能源整合帶來的波動并改善供應(yīng)連續(xù)性。電池儲能系統(tǒng)(BESS)可以快速構(gòu)建，并且容量可以逐漸增加，這適合于電力系統(tǒng)的規(guī)劃與擴建。
目前已有關(guān)于帶儲能電力系統(tǒng)運行可靠性評估的若干研究。然而，當(dāng)前研究中的存儲系統(tǒng)模型是不針對退役電池的通用存儲系統(tǒng)模型。而且，所有研究都只考慮了發(fā)電負(fù)荷系統(tǒng)，但忽略了電池儲能系統(tǒng)的安裝位置和輸電系統(tǒng)的影響，這些影響可能會對評估結(jié)果產(chǎn)生重大影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，退役電動汽車電池作為大規(guī)模儲能的發(fā)輸電系統(tǒng)運行可靠性評估方法，主要包括以下步驟：
1)建立退役電池容量退化模型。
進一步，建立退役電池容量退化模型的主要步驟如下：
1.1)計算電池的健康狀態(tài)SOH，即：
式中，Qini是未使用電池的初始容量。Q是當(dāng)前退役電池的最大放電容量。
1.2)計算電池容量的日歷退化因子αcap和循環(huán)退化因子βcap，即：
αcap＝(7.543×V-23.75)×106×e-6976/T (2)
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