一种电化学储能电池充放电损失确定方法及系统与流程

本发明属于发电厂储能电池系统设计和运维，尤其涉及一种电化学储能电池充放电损失确定方法及系统。

背景技术：

1、近年来以磷酸铁锂为代表的电化学储能电池广泛用于电源、电网、电力消费等各个领域，电池在使用过程中，充电和放电过程由于电池输出端电压变化、环境温度的影响，产生充放电损失，这部分损失的准确计算对储能电池的设计、技术经济评价、储能电池的运行控制具有重要影响。

2、目前，发电厂配备储能在进行储能电池的设计、技术经济评价、制定储能电池运行控制策略时只能根据经验给出固定的充放电损失，无法对上述损失进行准确估计。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种发电厂电化学储能电池充放电损失确定方法及系统，通过建立电压和储能电池基本参数、电流、当前充电状态等之间的函数关系，通过对充放电过程的时序仿真实现对充放电损失的准确计算。

2、本发明一方面提供了一种发电厂电化学储能电池充放电损失确定方法，包括：

3、s1，基于电池基本参数、电池电流、当前的充电状态建立电化学储能电池端部电压计算模型；其中所述电化学储能电池端部电压计算模型包括多个系数，所述电池基本参数包括电池恒定电压、电池内阻、电池极化电压以及电池容量；所述当前的充电状态包括电池当前电量；

4、s2，分别获取所述电化学储能电池在满充状态点a、电压降指数区结束位置b以及标称电压位置c的电压va，vb，vc；以及所述电化学储能电池在电压降指数区结束位置b和标称电压位置c的电量qb，qc；

5、s3，基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数；

6、s4，基于所述电化学储能电池端部电压计算模型、电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数获得充放电过程中电池端部电压的瞬时值，并通过对所述电池端部电压的瞬时值的积分获得所述电化学储能电池的充放电电量，确定充放电损失。

7、优选的，所述s1的所述电化学储能电池端部电压计算模型如式(1)所示：

8、

9、其中：v为电池端部电压，单位为v；vconst为电池恒定电压，单位为v；r为电池内阻，单位为欧姆；i为电池电流，单位为a；vp为电池极化电压，单位为v；qmax为电池容量，单位为ah；q为电池当前电量，单位为ah；c1和c2为电池性能系数。

10、优选的，所述s3基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数包括：

11、c1＝va-vb  (2)

12、

13、

14、vconst＝va+vp+ri-c1  (5)。

15、本发明的第二方面提供一种电化学储能电池充放电损失确定系统，包括：

16、电化学储能电池端部电压计算模型建立单元，用于基于电池基本参数、电池电流、当前的充电状态建立电化学储能电池端部电压计算模型；其中所述电化学储能电池端部电压计算模型包括多个系数，所述电池基本参数包括电池恒定电压、电池内阻、电池极化电压以及电池容量；所述当前的充电状态包括电池当前电量；

17、变量获取单元，用于分别获取所述电化学储能电池在满充状态点a、电压降指数区结束位置b以及标称电压位置c的电压va，vb，vc；以及所述电化学储能电池在电压降指数区结束位置b和标称电压位置c的电量qb，qc；

18、第一计算单元，用于基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数；

19、第二计算单元，包括电压瞬时值计算模块和充放电损失模块，所述电压瞬时值计算模块用于基于所述电化学储能电池端部电压计算模型、电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数获得充放电过程中电池端部电压的瞬时值；所述充放电损失模块用于通过对所述电池端部电压的瞬时值的积分获得所述电化学储能电池的充放电电量，确定充放电损失。

20、优选的，所述电化学储能电池端部电压计算模型如式(1)所示：

21、

22、其中：v为电池端部电压，单位为v；vconst为电池恒定电压，单位为v；r为电池内阻，单位为欧姆；i为电池电流，单位为a；vp为电池极化电压，单位为v；qmax为电池容量，单位为ah；q为电池当前电量，单位为ah；c1和c2为电池性能系数。

23、优选的，所述基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数包括：

24、c1＝va-vb  (2)

25、

26、

27、vconst＝va+vp+ri-c1  (5)。

28、本发明的第三方面用于提供一种电化学储能电池，包括第二方面所述的系统。

29、本发明的第四方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如第一方面所述的方法。

30、本发明的第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如第一方面所述的方法。

31、本发明提供的方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，具有如下有益的技术效果：

32、通过建立电压和储能电池基本参数、电流、当前充电状态等的函数关系，以及通过对充放电过程的时序仿真实现对充放电损失的准确计算；克服了经验法带来的误差甚至损失计算方向的错误。

技术特征：

1.一种电化学储能电池充放电损失确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电化学储能电池充放电损失确定方法，其特征在于，所述s1的所述电化学储能电池端部电压计算模型如式(1)所示：

3.根据权利要求2所述的一种电化学储能电池充放电损失确定方法，其特征在于，所述s3基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数包括：

4.一种电化学储能电池充放电损失确定系统，用于实施权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种电化学储能电池充放电损失确定系统，其特征在于，所述电压瞬时值计算模块用于基于所述电化学储能电池端部电压计算模型、电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数获得充放电过程中电池端部电压的瞬时值；所述充放电损失模块用于通过对所述电池端部电压的瞬时值的积分获得所述电化学储能电池的充放电电量，确定充放电损失。

6.根据权利要求5所述的一种电化学储能电池充放电损失确定系统，其特征在于，所述电化学储能电池端部电压计算模型如式(1)所示：

7.根据权利要求6所述的一种电化学储能电池充放电损失确定系统，其特征在于，所述基于电压va，vb，vc以及电量qb，qc获得电池恒定电压、电池极化电压和所述多个系数包括：

8.一种电化学储能电池，包括权利要求4-7任一所述的系统。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如权利要求1-3任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如权利要求1-3任一所述的方法。

技术总结
本发明公开一种电化学储能电池充放电损失确定方法，包括：基于电池基本参数、电池电流、当前的充电状态建立电化学储能电池端部电压计算模型；以及电化学储能电池在电压降指数区结束位置b和标称电压位置c的电量q<subgt;b</subgt;，q<subgt;c</subgt;；基于电压V<subgt;a</subgt;，V<subgt;b</subgt;，V<subgt;c</subgt;以及电量q<subgt;b</subgt;，q<subgt;c</subgt;获得电池恒定电压、电池极化电压和多个系数；基于电化学储能电池端部电压计算模型、电池恒定电压、电池极化电压和多个系数获得充放电过程中电池端部电压的瞬时值，并通过对瞬时值的积分获得电化学储能电池的充放电电量，确定充放电损失。还公开了对应系统、电子设备及计算机可读存储介质。

技术研发人员：宋寅,郭婷婷,曹蕃,李同辉,吕训邦,焦洋,马康
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12