一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法与流程

本发明涉及电池储能，具体为一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法。

背景技术：

1、随着电力系统中可再生能源比例持续上升、用户对电能质量需求进一步提高，储能系统成为电网“发—输—配—用—储”运行过程中必不可少的重要组成部分，而基于锂离子电池的集装箱储能系统是其中的典型代表。集装箱锂电池储能系统引入电网，可以直接进行需求侧管理，在机组负荷低谷时快速充电，高峰时快速放电，以此降低峰谷之间的负荷差和昼夜峰谷差，有效提高了电力系统运行的稳定性；同时电厂、用户等传统供能、用能主体均可利用峰谷之间的电价差，获得收益，提高运行经济性，在配合分布式发电的前提下，可以有效降低用能成本。因此，集装箱锂电池储能系统在电力系统得到了广泛关注和大力推广。

2、目前，多数集装箱锂电池储能系统的充放电策略，仅根据用户需求功率和储能系统自身的最大充放电功率，实现充放电控制。由于充放电会导致电池温度上升，传统控制方法没有考虑温升的影响，且不便于对单个电池组进行独立充电，一般都是整体设计，因此，本发明提出一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，以解决上述提到的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，解决了目前，多数集装箱锂电池储能系统的充放电策略，仅根据用户需求功率和储能系统自身的最大充放电功率，实现充放电控制。由于充放电会导致电池温度上升，传统控制方法没有考虑温升的影响，且不便于对单个电池组进行独立充电，一般都是整体设计的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电池储能系统的功率优化控制装置，包括控制中心层，所述控制中心层包括计算系统a、第一分析系统b和第二分析系统c，所述计算系统a包括环境温度监测模块、当前充放电功率监测模块、电池升温测量模块、中央处理器、分析计算模块、电池温度显示模块、数据存储模块，所述环境温度监测模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述当前充放电功率监测模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述电池升温测量模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与分析计算模块的输入端连接，所述电池温度显示模块的输入端与分析计算模块的输出端连接，所述数据存储模块的输入端与中央处理器的输出端连接，所述电池温度显示模块包括线型模型生成单元和数表模型生成单元。

3、优选的，所述第一分析系统b包括电池温度最大值输入模块、处理芯片a、对比分析模块、反馈模块、充放电功率确认模块。

4、优选的，所述电池温度最大值输入模块的输出端与处理芯片a的输入端连接，所述对比分析模块的输入端与处理芯片a的输出端连接，所述反馈模块的输入端与对比分析模块的输出端连接，所述反馈模块的输出端与处理芯片a的输入端连接，所述充放电功率确认模块的的输入端与处理芯片a的输出端连接。

5、优选的，所述第二分析系统c包括取值模块、处理芯片b、判定对比模块、数据反馈单元、停止充电模块。

6、优选的，所述取值模块的输出端与处理芯片b的输入端连接，所述判定对比模块的输入端与处理芯片b的输出端连接，所述数据反馈单元的输入端与判定对比模块的输出端连接，所述数据反馈单元的输出端与处理芯片b的输入端连接，所述停止充电模块的输入端与处理芯片b的输出端连接。

7、优选的，所述分析计算模块中可计算储能变流器的复功率：s＝p+jq，其中，s表示储能变流器输出的复功率，p表示储能变流器输出的有功功率，q表示储能变流器输出的无功功率。

8、优选的，所述分析计算模块中按下式计算储能装置中进行充放电切换的电池组总数，其中，n表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数，n表示储能装置中电池组总数；chi表示第i个电池组的充放电切换状态，若第i个电池组进行充放电切换，chi取1，若第i个电池组未进行充放电切换，chi取0；确定如下式的n的取值范围：nmin≤n≤nmax其中，nmin表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数下限，nmax表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数上限。

9、本发明还公开了一种电池储能系统的功率优化控制装置的控制方法，具体包括以下步骤：

10、s1、通过环境温度监测模块实时监测环境温度，当前充放电功率监测模块来监测充放电功率，根据通过电池升温测量模块结合电池的固有温升特性将信息传递至中央处理器，进而通过分析计算模块计算下一时刻电池的温度，通过电池温度显示模块显示电池温度，可通过数据存储模块对数据信息进行存储；

11、s2、电池温度最大值输入模块将信号传递至处理芯片a，再由对比分析模块对最大值温度进行分析对比后传递至反馈模块，再由反馈模块将信息传递至处理芯片a，通过充放电功率确认模块来判断制定充放电功率；

12、s3、取值模块将电池温度值信号传递至处理芯片b，再由判定对比模块对电池温度值进行分析对比后传递至数据反馈单元，再由数据反馈单元将信息传递至处理芯片b，通过停止充电模块来确定是否停止充电。

13、有益效果

14、本发明提供了一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

15、(1)、该电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，通过在计算系统a包括环境温度监测模块、当前充放电功率监测模块、电池升温测量模块、中央处理器、分析计算模块、电池温度显示模块、数据存储模块，环境温度监测模块的输出端与中央处理器的输入端连接，当前充放电功率监测模块的输出端与中央处理器的输入端连接，电池升温测量模块的输出端与中央处理器的输入端连接，通过计算系统a的设置，可通过计算控制电池组独立进行充电，不需要整体进行充电，可自由进行切换，使用局限性小。

16、(2)、该电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，通过在第一分析系统b包括电池温度最大值输入模块、处理芯片a、对比分析模块、反馈模块、充放电功率确认模块，电池温度最大值输入模块的输出端与处理芯片a的输入端连接，对比分析模块的输入端与处理芯片a的输出端连接，反馈模块的输入端与对比分析模块的输出端连接，反馈模块的输出端与处理芯片a的输入端连接，充放电功率确认模块的的输入端与处理芯片a的输出端连接，通过第一分析系统b的设置，便于根据温度自由调节充电功率，充电功率可自由控制，有效保护电池组，通过第二分析系统c的设置，便于自由控制是否停止充电。

技术特征：

1.一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：包括控制中心层，所述控制中心层包括计算系统a、第一分析系统b和第二分析系统c，所述计算系统a包括环境温度监测模块(1)、当前充放电功率监测模块(2)、电池升温测量模块(3)、中央处理器(4)、分析计算模块(5)、电池温度显示模块(6)、数据存储模块(7)，所述环境温度监测模块(1)的输出端与中央处理器(4)的输入端连接，所述当前充放电功率监测模块(2)的输出端与中央处理器(4)的输入端连接，所述电池升温测量模块(3)的输出端与中央处理器(4)的输入端连接，所述中央处理器(4)的输出端与分析计算模块(5)的输入端连接，所述电池温度显示模块(6)的输入端与分析计算模块(5)的输出端连接，所述数据存储模块(7)的输入端与中央处理器(4)的输出端连接，所述电池温度显示模块(6)包括线型模型生成单元(61)和数表模型生成单元(62)。

2.根据权利要求1所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述第一分析系统b包括电池温度最大值输入模块(8)、处理芯片a(9)、对比分析模块(10)、反馈模块(11)、充放电功率确认模块(12)。

3.根据权利要求2所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述电池温度最大值输入模块(8)的输出端与处理芯片a(9)的输入端连接，所述对比分析模块(10)的输入端与处理芯片a(9)的输出端连接，所述反馈模块(11)的输入端与对比分析模块(10)的输出端连接，所述反馈模块(11)的输出端与处理芯片a(9)的输入端连接，所述充放电功率确认模块(12)的的输入端与处理芯片a(9)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述第二分析系统c包括取值模块(13)、处理芯片b(14)、判定对比模块(15)、数据反馈单元(16)、停止充电模块(17)。

5.根据权利要求4所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述取值模块(13)的输出端与处理芯片b(14)的输入端连接，所述判定对比模块(15)的输入端与处理芯片b(14)的输出端连接，所述数据反馈单元(16)的输入端与判定对比模块(15)的输出端连接，所述数据反馈单元(16)的输出端与处理芯片b(14)的输入端连接，所述停止充电模块(17)的输入端与处理芯片b(14)的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述分析计算模块(5)中可计算储能变流器的复功率：s＝p+jq，其中，s表示储能变流器输出的复功率，p表示储能变流器输出的有功功率，q表示储能变流器输出的无功功率。

7.根据权利要求6所述的一种电池储能系统的功率优化控制装置，其特征在于：所述分析计算模块(5)中按下式计算储能装置中进行充放电切换的电池组总数，其中，n表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数，n表示储能装置中电池组总数；chi表示第i个电池组的充放电切换状态，若第i个电池组进行充放电切换，chi取1，若第i个电池组未进行充放电切换，chi取0；确定如下式的n的取值范围：nmin≤n≤nmax其中，nmin表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数下限，nmax表示储能装置中进行充放电切换的电池组总数上限。

8.一种实施权利要求7所述电池储能系统的功率优化控制装置的控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，包括控制中心层，控制中心层包括计算系统A、第一分析系统B和第二分析系统C，计算系统A包括环境温度监测模块、当前充放电功率监测模块、电池升温测量模块、中央处理器、分析计算模块、电池温度显示模块、数据存储模块，环境温度监测模块的输出端与中央处理器的输入端连接，本发明涉及电池储能技术领域。该电池储能系统的功率优化控制装置及控制方法，通过计算系统A的设置，可通过计算控制电池组独立进行充电，不需要整体进行充电，可自由进行切换，使用局限性小，通过第一分析系统B的设置，便于根据温度自由调节充电功率，充电功率可自由控制，有效保护电池组。

技术研发人员：刘承灯,李飞,徐真
受保护的技术使用者：湖北德普电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12