一种梯次利用储能系统降功率运行方法与流程

本发明涉及梯次利用储能电站调度运行技术领域，具体涉及一种梯次利用储能系统降功率运行方法。

背景技术：

储能系统由于其电能储存的高效性和便利性，已经被广泛应用于电力系统输电、发电、配电和用电等领域。一般对储能系统的调度由调度中心来统一发送指令。储能调度中心将上级电网下达的调度任务分配给各电池组，一个独立电池系统包括储能变流器、电池管理系统及电池组，电池组主要用于储存电能，按照调度任务对组内电池进行充电或放电，且电池系统之间相互独立工作。电网向储能电站下发调度任务后，后者根据各电池系统状态分配调度任务。

对于储能电站而言，尤其是梯次利用电池构成的储能电站，其电池系统存在失效的风险，一旦个别电池组无法继续工作整个系统将无法继续投入运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种梯次利用储能系统降功率运行方法，解决梯次利用储能系统在站内电池组无法继续使用的情况下的降功率运行问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种梯次利用储能系统降功率运行方法，包括以下步骤：

步骤1、读取调度中心的储能电站的总体调度任务；

步骤2、bms读取电池组的soh衰退情况；

步骤3、判断储能电站内电池组健康状态，电池组soh低于40％，则无法继续投入运行；

步骤4、根据储能电站内电池组健康状态，确定当前能够调度的最大功率以及各电池组最大调度功率；

步骤5、各电池组确认最大调度功率后按照调度功率运行，切除无法继续使用的电池组。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)本发明的功率调度是随着电池的健康状态衰退而变化的，即当电池组无法继续承担大功率充放电调度时就根据电池组的实际健康状态调整最大调度功率；随着电池组老化，当电池组无法参与调度时就切除问题电池组，这样就能保证储能电站继续运行，不至于因为某个电池组无法使用而出现整体无法调度的问题；(2)本发明通过电池管理系统bms对电池储能系统中的电池组soh进行检测，根据soh确定每个电池组的可调度最大功率，当电池组老化到一定程度时将不能满足调度要求的电池组从储能系统中切除，使储能系统降功率运行。

附图说明

图1是储能电站结构示意图。

图2不同电池组调度过程中soh变化曲线图。

具体实施方式

为了解决梯次利用储能电站在站内电池组无法继续使用的情况下的降功率运行问题，本发明通过考虑电池组健康状态，判别电池组可承担的最大调度功率，从而反馈给调度中心，确认能参与调度的电池组数量和调度功率，使梯次利用储能电站具有降功率运行功能。

本发明的应用对象为电化学储能电站，其结构示意图如图1所示，该储能电站包含多个电池系统，电池系统包含储能变流器pcs、电池管理系统bms及多个电池组bp。

本发明提供一种考虑电池老化的储能电站经济优化调度方法，该方法的实现过程为：

步骤1、读取调度中心的储能电站的总体调度任务；

步骤2、bms读取电池组的soh衰退情况；

步骤3、判断储能电站内电池组健康状态，电池组soh低于40％，则无法继续投入运行；

步骤4、根据储能电站内电池组健康状态，确定当前能够调度的最大功率以及各电池组最大调度功率；

步骤5、各电池组确认最大调度功率后按照调度功率运行，切除无法继续使用的电池组。

进一步的，步骤1中所述储能电站的调度任务包括固定的调度时间和总体的调度功率。

进一步的，步骤2中，电池组的soh衰退情况根据电池当前容量占额定容量的比值百分比确定，soh＝capnow/cap，其中capnow是电池组当前容量，cap是电池组的额定容量。

进一步的，步骤4中，电池组最大调度功率是根据soh计算得到，电池组的设计最大调度功率p已知，当前soh状态下的最大调度功率为p*soh。

进一步的，步骤4中，当前能够调度的最大功率为所有能够参与调度的电池组的调度功率总和。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

本实施例以四个电池组构成的储能系统为例，四个电池组的初始soh分别是80％,75％,70％，65％，这四个电池组构成储能系统。这四个电池组的soh随着电池的循环使用而衰减。全新电池组的最大调度功率假设是1mw，那么每个电池组的最大使用功率就是0.8wm,0.75wm,0.7wm,0.65wm。储能系统的总体调度功率就是2.9wm。假设储能电站满功率运行，随着储能电站的运行，soh逐渐衰退。实施例中可以认为是以初始值为起点的相同斜率的一条衰减曲线，当电池组soh衰减到40％时认为电池组不再可以使用。

如图2所示，在1500多次满功率调度后，电池组4不再使用，而其他电池组继续运行，仍然能完成调度任务，1800次时电池组3无法继续工作，其他电池组继续工作，直到最后第2组电池组衰减达到40％时整个储能系统停止运行。

技术特征：

1.一种梯次利用储能系统降功率运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、读取调度中心的储能电站的总体调度任务；

步骤2、bms读取电池组的soh衰退情况；

步骤3、判断储能电站内电池组健康状态，电池组soh低于40％，则无法继续投入运行；

步骤4、根据储能电站内电池组健康状态，确定当前能够调度的最大功率以及各电池组最大调度功率；

步骤5、各电池组确认最大调度功率后按照调度功率运行，切除无法继续使用的电池组。

2.根据权利要求1所述的梯次利用储能系统降功率运行方法，其特征在于，步骤1中所述储能电站的调度任务包括固定的调度时间和总体的调度功率。

3.根据权利要求1所述的梯次利用储能系统降功率运行方法，其特征在于，步骤2中，电池组的soh衰退情况根据电池当前容量占额定容量的比值百分比确定，soh＝capnow/cap，其中capnow是电池组当前容量，cap是电池组的额定容量。

4.根据权利要求1所述的梯次利用储能系统降功率运行方法，其特征在于，步骤4中，电池组最大调度功率是根据soh计算得到，电池组的设计最大调度功率p已知，当前soh状态下的最大调度功率为p*soh。

5.根据权利要求1所述的梯次利用储能系统降功率运行方法，其特征在于，步骤4中，当前能够调度的最大功率为所有能够参与调度的电池组的调度功率总和。

技术总结
本发明公开了一种梯次利用储能系统降功率运行方法，包括：读取调度中心的储能电站的总体调度任务；BMS读取电池组的SOH衰退情况；根据储能电站内电池组健康状态确定各电池组最大调度功率；各电池组确认最大调度功率后按照调度功率运行，当有电池组无法完成调度时切除这部分电池组继续保证其余电池组可以继续运行。本发明针对梯次利用电池构成的储能电站降功率运行问题，提出了降功率运行方法，考虑电池使用寿命达到终结时无法继续使用的情况下，将该组电池切除并在降低功率条件下继续运行。

技术研发人员：彭富明;方斌;马乾;孙金磊
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2019.07.29
技术公布日：2019.11.15