專利名稱：可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真研究領(lǐng)域，尤其涉及一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法。
背景技術(shù)：
近年來新能源發(fā)電、微電網(wǎng)及電動(dòng)汽車發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)以上領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究工作。新能源發(fā)電可以減小對(duì)化石燃料的依賴，減小環(huán)境污染，受到廣泛關(guān)注，但是由于分布式電源(如風(fēng)電和光伏發(fā)電)的不可控性。使得分布式電源接入會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來諸多不利影響。對(duì)為解決分布式電源對(duì)電力系統(tǒng)的不利影響，微電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生，微電網(wǎng)有聯(lián)網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行方式。由于風(fēng)能、太陽(yáng)能的波動(dòng)和負(fù)荷的擾動(dòng)，特別是在孤島運(yùn)行且分布式電源(DG)滲透率較高(或風(fēng)機(jī)停機(jī))時(shí)，微電網(wǎng)需要大型儲(chǔ)能系統(tǒng)來保證系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定性。在各種儲(chǔ)能技術(shù)中，儲(chǔ)能電池由于其動(dòng)態(tài)性能優(yōu)異，能量密度高具有廣闊的前景。建立適當(dāng)?shù)碾姵貎?chǔ)能模型對(duì)微電網(wǎng)的研究有重要意義。另外，電動(dòng)汽車的普及也可以減緩能源問題和環(huán)境污染，備受關(guān)注，目前電動(dòng)汽車研究的技術(shù)瓶頸就在于動(dòng)力電池的研究，在電動(dòng)汽車的研究中建立正確的動(dòng)力電池模型十分重要。所建立的電池模型要能正確反映電池的充放電特性，并且盡量做到參數(shù)分離容易，應(yīng)用靈活。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種電池模型，但是有的電池模型過于簡(jiǎn)單，不能正確反映電池的動(dòng)態(tài)特性，有的電池模型階次較高，參數(shù)分離困難，不易實(shí)現(xiàn)，而且所提出的電池模型都無法自由設(shè)置電池的初始荷電狀態(tài)S0C，應(yīng)用不夠靈活，這些都給微電網(wǎng)的研究工作帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)中提到的目前電力系統(tǒng)儲(chǔ)能建模中電池模型難以建立及靈活性不足的問題，本發(fā)明提出一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法。一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，具體包括以下步驟步驟1:確定實(shí)測(cè)的電池典型放電曲線；步驟2 :根據(jù)實(shí)測(cè)的電池典型放電曲線，分離提取電池模型的參數(shù)；步驟3 :根據(jù)步驟2中提取的電池參數(shù)，建立電池模型；步驟4 :對(duì)建立的電池模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證,具體包括I)恒流放電曲線驗(yàn)證；2)恒流轉(zhuǎn)恒壓充電曲線；3)對(duì)參數(shù)D進(jìn)行驗(yàn)證，其中，D表示在仿真開始時(shí)電池已經(jīng)放出的電量數(shù)值。所述電池模型的參數(shù)包括控制部分模型參數(shù)和內(nèi)阻參數(shù)。所述分離提取控制部分模型參數(shù)的公式為A=Efull-Eexp
權(quán)利要求
1.一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟1:確定實(shí)測(cè)的電池典型放電曲線； 步驟2:根據(jù)實(shí)測(cè)的電池典型放電曲線，分離提取電池模型的參數(shù)； 步驟3:根據(jù)步驟2中提取的電池參數(shù)，建立電池模型； 步驟4:對(duì)建立的電池模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證，具體包括: 1)恒流放電曲線驗(yàn)證； 2)恒流轉(zhuǎn)恒壓充電曲線驗(yàn)證； 3)對(duì)參數(shù)D進(jìn)行驗(yàn)證；其中，D表示在仿真開始時(shí)電池已經(jīng)放出的電量數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，所述電池模型的參數(shù)包括控制部分模型參數(shù)和內(nèi)阻參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，所述分離提取控制部分模型參數(shù)的公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，所述分離提取內(nèi)阻參數(shù)的公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，所述電池模型為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法，其特征在于，所述恒流轉(zhuǎn)恒壓充電曲線包括電壓曲線、電流曲線和功率曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)仿真研究領(lǐng)域的一種可設(shè)置初始荷電狀態(tài)的電池充放電過程數(shù)字仿真方法。其技術(shù)方案是，根據(jù)典型的電池放電曲線，按照所提出的方法分離出電池模型的參數(shù)，然后建立電池模型，分別采用恒流放電和恒流轉(zhuǎn)恒壓充電的方式進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并按照不同的充放電倍率及不同的電池初始荷電狀態(tài)SOC進(jìn)行仿真驗(yàn)證，將仿真驗(yàn)證曲線與實(shí)際的電池充放電曲線進(jìn)行對(duì)比，證明其正確性及靈活性。本發(fā)明提出的儲(chǔ)能電池模型參數(shù)提取簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，物理概念明確，而且可以根據(jù)研究?jī)?nèi)容的實(shí)際需要自由設(shè)置電池初始荷電狀態(tài)SOC，應(yīng)用靈活方便，有效解決了微電網(wǎng)研究中儲(chǔ)能模型難以建立及靈活性不足的問題。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103077291SQ20131003108
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者劉念, 董仲星, 張建華, 劉宗歧 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)