[發明專利]一種超大規模儲能電站電池健康狀態的評估方法及系統

在審

• 申請號: 202110379846.0
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113030761A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王凱豐;李相俊;徐少華;賈學翠;靳文濤;史松杰;全慧;段方維
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/367
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張曉凱

一種超大規模儲能電站電池健康狀態的評估方法及系統，該方法包括：對預設的評估指標與儲能電池健康狀態的關聯關系模型進行標準差分析，得到總體標準差和樣本相對標準差；將總體標準差與電池外特性狀態數據平均數做商，得到變異系數；將評估指標基于最大隸屬度原則進行衡量，得到評估指標的權重；根據各評估指標的樣本相對標準差、變異系數和權重設定的綜合比例，得到各評估指標的離散度大小；根據所述離散度大小，確定電池健康狀態。該系統包括：標準差分析單元、變異系數單元、權重單元、離散度單元以及評估單元。本發明對儲能電池健康狀態進行深化評估，對電池外特性狀態數據進行融合分析，得到電池健康狀態的全面綜合評估結果。

技術領域

本發明屬于電力儲能領域，尤其涉及一種超大規模儲能電站電池健康狀態的評估方法及系統。

背景技術

針對超大規模電池儲能系統的規模化工程應用，由于超大規模儲能電站的電池組中的單體電池之間存在不一致性，因此儲能電池的健康狀態(SOH)評估成為了儲能規模化應用的關鍵問題。這其中，最值得考慮的問題就是儲能電池在運行中后期還能提供多少使用價值，這就需要對超大規模電池儲能電站的儲能電池健康狀態進行分析與評估，其目的在于最大效率的延長儲能電池的使用壽命，最大程度降低超大規模儲能電站中的電池安全風險。現有的評估電池健康狀態的方法中，需要大量實驗數據，對設備要求苛刻，或者對電池壽命影響較大，不適合持續進行。亟需一種對電池實際使用不產生影響，成本低廉的評估方法。

尤其是隨著動力電池退役量的不斷增加，據統計，2020年動力電池出貨量達到94.5GW，預計到2025年，我國動力電池梯次利用市場規模將達到282億元。超大規模儲能電站中也將包括梯次利用動力電池。在儲能電站中如何最大化的發揮退役動力電池的剩余使用價值也是當前面臨的主要問題之一。針對超大規模儲能電站中，針對退役動力電池性能差異大、離散度高等特點，專門分析超大規模儲能電站中退役電池離散度的方法，還鮮有提出。在目前常用的評估電池健康狀態的方法中，測量分析結果針對性強，但是成本較高，數據處理相對復雜。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術對超大規模儲能電站中儲能電池的健康狀態評估的不足，提供了一種超大規模儲能電站儲能電池健康狀態的評估方法及系統。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種超大規模儲能電站電池健康狀態的評估方法，包括：

對預設的評估指標與儲能電池健康狀態的關聯關系模型進行標準差分析，得到影響各評估指標離散度的總體標準差和樣本相對標準差；

將總體標準差與電池外特性狀態數據平均數做商，得到影響各評估指標離散度的變異系數；

將評估指標基于最大隸屬度原則進行衡量，得到評估指標的權重；

根據各評估指標的樣本相對標準差、變異系數和權重設定的綜合比例，得到各評估指標的離散度大小；

根據所述離散度大小，確定電池健康狀態。

本發明進一步的改進在于，所述預設的電池外特性狀態數據與儲能電池健康狀態的關聯關系模型為：

f(x)＝f(q·T·R·Uocv·SOC·t)

其中，t為時間，q為電池容量，T為電池溫度，R為電池內阻，Uocv為電池電壓，SOC為電池荷電狀態。

本發明進一步的改進在于，所述電池外特性狀態數據是通過分析電池運行狀態特性得到的。

本發明進一步的改進在于，所述電池外特性狀態數據包括電池內阻、電池電壓、電池荷電狀態、電池溫度和電池容量。

本發明進一步的改進在于，影響各評估指標離散度的總體標準差和樣本相對標準差的計算方法如下：