储能系统的均衡控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及储能系统，尤其涉及一种储能系统的均衡控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、储能系统一般由多个小的储能子系统构成，每个储能子系统都有自己的充/放电控制逻辑。而各个储能子系统间的荷电状态soc如果差异过大，会导致一系列的问题：1、降低储能系统的可利用储能容量：当部分储能子系统soc过度充电或过度放电时，会导致它们的有效储能容量减少，从而降低整个系统的储能能力；2、缩短储能系统的寿命：如果某些子系统soc频繁地处于极端状态(过度充电或过度放电)，会导致电池的寿命缩短，降低储能系统的可靠性和经济性。因此，在储能系统中，需要采取一定的策略来实现储能子系统间的soc均衡，但是现有的策略调整储能子系统的soc均衡的效率较低。因此，如何实现储能子系统的高效均衡，成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种储能系统的均衡控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何实现储能子系统的高效均衡的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种储能系统的均衡控制方法，所述储能系统的均衡控制方法包括以下步骤：

3、根据储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和/或环流约束变量构建所述储能系统对应的评价函数；

4、将所述评价函数作为预设优化算法的目标函数，以确定所述储能系统在不同的功率组合下的目标函数值集合；

5、根据所述目标函数值集合中的最小目标函数值确定最优功率组合，并通过所述最优功率组合中的各功率对所述各储能子系统进行均衡控制。

6、可选地，所述根据储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和/或环流约束变量构建所述储能系统对应的评价函数的步骤，具体包括：

7、根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和环流约束变量；

8、确定所述均衡时间变量对应的第一权重系数、所述总效率损失变量对应的第二权重系数和所述环流约束变量对应的第三权重系数；

9、根据所述第一权重系数、所述均衡时间变量、所述第二权重系数、所述总效率损失变量、所述第三权重系数以及所述环流约束变量构建所述储能系统对应的评价函数。

10、可选地，所述根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量的步骤，具体包括：

11、获取储能系统中的各储能子系统的荷电状态和额定容量；

12、确定所述各储能子系统的工作场景；

13、根据所述工作场景、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量。

14、可选地，所述根据所述工作场景、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量的步骤，具体包括：

15、在所述工作场景为充电场景时，获取所述各储能子系统的荷电状态上限，并根据所述荷电状态上限、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量；

16、在所述工作场景为放电场景时，获取所述各储能子系统的荷电状态下限，并根据所述荷电状态下限、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量。

17、可选地，所述根据所述工作场景、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量的步骤，具体包括：

18、确定所述荷电状态的平均值，获得所述储能系统的平均荷电状态；

19、根据所述工作场景、所述平均荷电状态、所述荷电状态、所述额定容量以及所述各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的均衡时间变量。

20、可选地，所述根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定所述储能系统的总效率损失变量的步骤，具体包括：

21、根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定所述各储能子系统对应的储能变流器效率变量和充/放电效率变量；

22、根据所述储能变流器效率变量、所述充/放电效率变量、所述功率变量以及所述均衡时间变量确定所述储能系统的总效率损失变量。

23、可选地，所述根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定所述各储能子系统对应的储能变流器效率变量和充/放电效率变量的步骤，具体包括：

24、根据储能系统中的各储能子系统的功率变量和预设储能变流器效率曲线确定所述各储能子系统对应的储能变流器效率变量；

25、获取所述各储能子系统中的储能电池的电池温度和额定容量；

26、根据所述功率变量、所述电池温度、所述额定容量以及预设充/放电效率曲线确定所述各储能子系统对应的充/放电效率变量。

27、可选地，所述根据所述储能变流器效率变量、所述充/放电效率变量、所述功率变量以及所述均衡时间变量确定所述储能系统的总效率损失变量的步骤，具体包括：

28、通过预设公式根据所述储能变流器效率变量、所述充/放电效率变量、所述功率变量以及所述均衡时间变量确定总效率损失，其中，所述预设公式为：

29、

30、式中，csm表示总效率损失变量，n表示储能子系统的总数量，p_lookup(p_i)表示功率变量为p_i的储能子系统的储能变流器效率变量，ess_loopup(p_i,c_i,temp_i)表示功率变量为p_i、额定容量为c_i、电池温度为temp_i的储能子系统的充/放电效率变量，t_i表示第i个储能子系统的均衡时间变量。

31、可选地，所述根据储能系统中的各储能子系统的功率变量确定环流约束变量的步骤，具体包括：

32、基于储能系统中的各储能子系统的功率变量对应的约束条件确定系统总功率变量；

33、确定所述功率变量和所述系统总功率变量之间的比值对应的符号函数值变量；

34、根据各符号函数值变量确定环流约束变量，所述环流约束变量表征储能子系统的功率与系统总功率的充/放电方向相反的数量。

35、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种储能系统的均衡控制装置，所述储能系统的均衡控制装置包括：

36、函数构建模块，用于根据储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和/或环流约束变量构建所述储能系统对应的评价函数；

37、函数值确定模块，用于将所述评价函数作为预设优化算法的目标函数，以确定所述储能系统在不同的功率组合下的目标函数值集合；

38、均衡控制模块，用于根据所述目标函数值集合中的最小目标函数值确定最优功率组合，并通过所述最优功率组合中的各功率对所述各储能子系统进行均衡控制。

39、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种储能系统的均衡控制设备，所述储能系统的均衡控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的储能系统的均衡控制程序，所述储能系统的均衡控制程序配置为实现如上文所述的储能系统的均衡控制方法的步骤。

40、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有储能系统的均衡控制程序，所述储能系统的均衡控制程序被处理器执行时实现如上文所述的储能系统的均衡控制方法的步骤。

41、本发明通过根据储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和/或环流约束变量构建储能系统对应的评价函数，然后将评价函数作为预设优化算法的目标函数，以确定储能系统在不同的功率组合下的目标函数值集合，再根据目标函数值集合中的最小目标函数值确定最优功率组合，并通过最优功率组合中的各功率对各储能子系统进行均衡控制。本发明根据储能系统的均衡时间变量、总效率损失变量和/或环流约束变量构建储能系统对应的评价函数，能够考虑到各储能子系统的均衡时间、储能系统的总效率损失和/或储能子系统的充/放电方向构建评价函数，并以评价函数为目标函数，对各储能子系统的功率进行优化，从而对各储能子系统的功率进行控制，实现储能子系统的高效均衡。