[發明專利]一種微電網分布式電池儲能系統SOH均衡方法

有效

• 申請號: 202110470080.7
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113193245B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 吳青峰;褚曉林;劉立群;于少娟;李巖
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44;H02J3/32;H02J7/00;H02J15/00
• 代理公司: 太原達引擎專利代理事務所(特殊普通合伙) 14120
• 代理人: 郭棟梁

一種微電網分布式電池儲能系統SOH均衡方法，屬于微電網分布式儲能系統逆變器控制技術領域，解決電池儲能系統SOH均衡方案無法實現分布式電池儲能系統組間SOH均衡且需要中央控制器和全局通訊的問題，本發明將每臺分布式電池儲能系統視作一個代理，通過代理之間的DOD信息交互，對分布式電池儲能系統逆變器輸出的有功功率進行調節，實現分布式電池儲能系統在不同負荷下的SOH均衡，延長分布式電池儲能系統的使用壽命，減少微電網內分布式電池儲能系統的維護費用和更換成本。此外，本發明還具備可調節SOH均衡速度，在通訊延遲工況下和可再生能源輸出功率發生波動時控制效果好的優點。

技術領域

本發明屬于微電網分布式儲能系統逆變器控制技術領域，具體涉及一種微電網分布式電池儲能系統SOH均衡方法。

背景技術

隨著各國政府對經濟可持續性發展的重視，由光伏、風電等具有清潔、可再生性分布式發電(Distributed Generation,DG)裝置組成的交流微電網得到了快速發展和廣泛研究。由于光伏、風電等DG發電具有間歇性和波動性，微電網內一般安裝分布式儲能系統來保證負荷供電的穩定性和可靠性。

孤島交流微電網內分布式電池儲能系統逆變器一般采用下垂控制實現功率均分和電壓頻率調節。由于分布式電池儲能系統制造工藝、老化程度和環境溫度的不同，造成分布式電池儲能系統的初始健康狀態(State of Health,SOH)值不一致。當分布式電池儲能系統逆變器采用傳統的下垂控制時并不能消除初始SOH的不一致，所以SOH無法實現均衡。SOH不均衡會導致分布式電池儲能系統報廢的時間不一致，增加微電網的維護費用，同時會嚴重縮短分布式電池儲能系統使用壽命。因此，有必要對分布式電池儲能系統的SOH均衡問題展開研究。

已存的電池儲能系統SOH均衡方案只考慮了單個電池組內各個電池系統之間的SOH均衡，無法實現分布式電池儲能系統組間SOH均衡。同時，已存方案需要中央控制器和全局通訊，通訊量大，成本較高，算法復雜。

發明內容

本發明的目的是：針對已存的電池儲能系統SOH均衡方案無法實現分布式電池儲能系統組間SOH均衡且需要中央控制器和全局通訊的問題，提供一種微電網分布式電池儲能系統SOH均衡方法，在無需中央控制器，減少通訊，降低成本的前提下實現分布式電池儲能系統組間SOH均衡。

本發明的設計構思是：將每臺分布式電池儲能系統視作一個代理，通過代理之間的DOD信息交互，對分布式電池儲能系統逆變器輸出的有功功率進行調節，實現分布式電池儲能系統在不同負荷下的SOH均衡，延長分布式電池儲能系統的使用壽命，減少微電網內分布式電池儲能系統的維護費用和更換成本。此外，本發明還具備可調節SOH均衡速度，在通訊延遲工況下和可再生能源輸出功率發生波動時控制效果好的優點。

本發明通過以下技術方案予以實現。

一種微電網分布式電池儲能系統SOH均衡方法，包括以下步驟：

S1：對電池儲能系統的SOH進行估算，分析影響SOH均衡的因素：SOH為表征分布式電池儲能系統老化和劣化程度的指標，所以通常用百分比來表示。由于分布式電池儲能系統為非線性系統且SOH受眾多參數的影響，難以直接測量，因此，需要對SOH進行估算；

采用基于生命周期的SOH估算方法對分布式電池儲能系統的SOH進行估算，其表達式如下：

式(1)中：C_left表示分布式電池儲能系統的剩余生命周期，C_total表示分布式電池儲能系統總的生命周期，C_alc表示累積生命周期，SOH₀表示SOH的初始值；

式(1)中C_total與DOD的關系為：

C_total＝a·DOD^-b； (2)