光伏发电系统的储能电池性能评价方法与流程

文档序号:12489346阅读:462来源:国知局

本发明涉及电力领域,尤其涉及一种光伏发电系统的储能电池性能评价方法。



背景技术:

随着化石能源的枯竭以及化石能源对环境的严重影响,人们迫切需要环保的可再生能源,目前,现有的可再生清洁能源有水能、风能和太阳能,由于太阳能在使用过程中更加清洁,分布也更为广泛,因此,太阳能发电受到越来越多的重视。

太阳能转换为电能一般通过光伏电池(又称光伏电池阵列)进行转化,然后通过电子变换器(对光伏电池输出的电能进行整流、逆变)并入到电网中,然而,光伏发电受环境、光照强度的影响剧烈,比如:在光伏发电过程中,天空飘过的乌云就会对光伏发电产生极大影响,灰度光伏电池的功率造成大幅跌落,从而需要补充电能,当乌云飘过后,将造成功率急剧增加,此时从主网补充的电能和光伏电池的电能叠加,造成配电网来不及消纳,容易造成电网阻塞甚至潮流反向,因此,需要在光伏电池中添加储能装置进行调配,当光伏发电的功率不足时,由储能电池输出功率进行补充,当光伏发电的功率超出电网消纳水平时,则由储能电池进行能量吸收,从而保证光伏发电系统向电网输出稳定的电能,因此,储能电池是光伏发电系统中极为重要的设备,储能电池的性能将严重影响到光伏发电系统的稳定性,现有技术中,对于储能电池的性能评价仅仅是针对于储能电池的荷载状态SOC以及健康状态进行评估,这仅仅是针对于储能电池的自身而言,但是,光伏系统中,储能电池的性能评价不仅仅是自身状态,还应包含光伏系统中的电子变换器对储能电池的影响以及储能电池的自身状态的影响,然而目前还没有方法能够实现上述目标。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的是提供一种光伏发电系统的储能电池性能评价方法,能够对储能电池进行在光伏发电系统的电子变换器影响的情况下对储能电池的性能状态进行综合评价,从而确保储能电池的性能状态评价的准确性,从而利于光伏发电系统的稳定工作以及并网稳定性。

本发明提供的一种光伏发电系统的储能电池性能评价方法,包括如下步骤:

S1.采集光伏发电系统的储能电池的评估参数;

S2.构建光伏发电系统的储能电池的评估模型荷载状态模型和储能电池的循环次数模型,并根据所采集的评估参数对储能电池的性能指标;

将储能电池的循环次数与储能电池的额定循环次数进行比较,如比值大于0.85而小于0.93,则判断当前储能电池性能下降,需要更换准备,如比值大于或者等于0.93,则判断当前储能电池的性能不能满足光伏发电系统的需求,需立即更换;或者,

当前时刻储能电池的容量与储能电池的额定容量的比值小于或者等于0.8,则判断当前储能电池的性能不能满足光伏发电系统的需求,需要更换。

进一步,所述储能电池的评估参数包括储能电池在充电时的能量转化效率ηch、储能电池在放电时的能量转化效率ηdis、储能电池的额定容量Ebase、储能电池的充电功率Pin、储能电池的放电功率Pout、光伏发电系统的逆变器的输出功率PBES以及光伏发电系统的整流器的效率ηinv

进一步,所述储能电池的荷载状态包括储能电池在充放电循环过程中的变化量以及储能电池在t时刻的电池容量;

储能电池在充放电循环过程中的变化量通过如下公式计算:

储能电池的电池容量通过如下公式计算:

其中,k为第k个时刻,Δt为储能电池在循环过程中的充放电时间,EB(k)为第k个时刻的储能电池的容量。

进一步,所述储能电池的循环次数根据如下公式进行计算:

其中,DOD为储能电池的放电深度,储能电池的放电深度为储能电池的放电量与额定容量的比值。

进一步,储能电池的放电深度为储能电池的放电量与额定容量的比值。

本发明的有益效果:通过本发明,能够对储能电池进行在光伏发电系统的电子变换器影响的情况下对储能电池的性能状态进行综合评价,从而确保储能电池的性能状态评价的准确性,从而利于光伏发电系统的稳定工作以及并网稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

图1为本发明的流程图,如图所示,本申请中,储能电池为锂电池,一般来说,磷酸铁锂电池的使用成本在锂电池中为最低;本发明提供的一种光伏发电系统的储能电池性能评价方法,包括如下步骤:

S1.采集光伏发电系统的储能电池的评估参数;

S2.构建光伏发电系统的储能电池的评估模型荷载状态模型和储能电池的循环次数模型,并根据所采集的评估参数对储能电池的性能指标;通过上述方法,能够对储能电池进行在光伏发电系统的电子变换器影响的情况下对储能电池的性能状态进行综合评价,从而确保储能电池的性能状态评价的准确性,从而利于光伏发电系统的稳定工作以及并网稳定性。

本实施例中,所述储能电池的评估参数包括储能电池在充电时的能量转化效率ηch、储能电池在放电时的能量转化效率ηdis、储能电池的额定容量Ebase、储能电池的充电功率Pin、储能电池的放电功率Pout、光伏发电系统的逆变器的输出功率PBES以及光伏发电系统的整流器的效率ηinv,上述各参数通过现有的方法采集即可。

本实施例中,所述储能电池的荷载状态包括储能电池在充放电循环过程中的变化量以及储能电池在t时刻的电池容量;

储能电池在充放电循环过程中的变化量通过如下公式计算:

储能电池的电池容量通过如下公式计算:

其中,k为第k个时刻,Δt为储能电池在循环过程中的充放电时间,EB(k)为第k个时刻的储能电池的容量,当每次都充满电的情况下,储能电池的当前时刻的容量和剩余电量SOC时相等的,其中,为了避免电池出现同时充放电情况,在进行充放电循环的变化量以及储能电池的电池容量应在如下约束条件下进行:

0≤Pin≤Pinmax×(1-state),0≤Pin≤Pinmax×(1-state);

其中,state为零一变量,可以有用户自行设定,比如当state=1时表示电池放电,state=0是表示电池充电;

为了避免储能电池过冲或者过放,那么,储能电池的荷电状态赢具有如下约束条件:SOCmin≤SOC≤SOCmax;其中,SOC为储能电池的剩余电量状态。

本实施例中,所述储能电池的循环次数根据如下公式进行计算:

其中,DOD为储能电池的放电深度,储能电池的放电深度为储能电池的放电量与额定容量的比值,由上可知,储能电池的循环次数与电池的总的容量变化量、电池的额定容量以及电池放电深度相关;在储能电池的充放电循环次数的计算当中,纵容量的。

具体地,本发明由如下方式进行储能电池的综合判断:

将储能电池的循环次数与储能电池的额定循环次数进行比较,如比值大于0.85而小于0.93,则判断当前储能电池性能下降,需要更换准备,如比值大于或者等于0.93,则判断当前储能电池的性能不能满足光伏发电系统的需求,需立即更换;

当前时刻储能电池的容量与储能电池的额定容量的比值小于或者等于0.8,则判断当前储能电池的性能不能满足光伏发电系统的需求,需要更换;其中。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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