一種儲能系統(tǒng)的功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對為電動車提供動力來源的動力電池二次利用的儲能系統(tǒng)的功率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車的快速發(fā)展，預(yù)計到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達200萬輛，累計產(chǎn)銷量超過500萬輛。由于新能源汽車的核心部件是動力電池，其在新能源汽車成本中占有較高比重，而目前動力電池正常的使用壽命可能只有三到五年。在巨大的增量空間下，隨著動力電池使用壽命的結(jié)束，從電動汽車上報廢下來的動力電池將大量存在，這些電池如果被直接淘汰，會造成很大的浪費。如果如何處理成為業(yè)界面臨的一大難題。
[0003]公開資料顯示，當電池只能充滿原有電容量80%的時候，就不再適合繼續(xù)在電動汽車上使用。但報廢的動力電池制造工藝先進，即使報廢以后仍然保持很高的安全性和電性能。作為固定設(shè)施的儲能系統(tǒng)不需要超高密度蓄電，電池充電更加自由靈活。同時對于儲能市場而言，成本同樣是制約產(chǎn)業(yè)商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素，因此對于低成本的儲能方案的需求也非常迫切。如果能通過二次利用動力電池得到低成本的儲能系統(tǒng)解決方案，對儲能行業(yè)發(fā)展也是非常有利的。此外，二次利用方式延長了動力電池的壽命，可達到降低系統(tǒng)成本的目的，不僅減緩了廢舊電池污染問題，還形成了良好的循環(huán)利用模式。
[0004]二次利用的動力電池組在實際運行中，受自身材料老化、溫度等因素影響導(dǎo)致不同電池組的工作性能和充放電狀態(tài)差異明顯，如果不采取優(yōu)化措施將會使部分并聯(lián)的電池組更為頻繁地進行充放電運行，造成電池壽命快速衰減，影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性，同時也降低了儲能系統(tǒng)的工作效率，因此需要針對不同電池組充放電特性進行功率優(yōu)化分配控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種儲能系統(tǒng)的功率控制方法，通過對各并聯(lián)電池組實時荷電狀態(tài)的分級控制，實現(xiàn)并聯(lián)運行的多個電池組功率平衡，避免出現(xiàn)部分電池組頻繁充放電運行，延長儲能系統(tǒng)整體壽命，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種儲能系統(tǒng)的功率控制方法，其特點是，該方法用于動力電池的二次利用，該方法包含:
儲能系統(tǒng)根據(jù)二次利用的動力電池組的荷電狀態(tài)值由大到小將并聯(lián)的動力電池組依次歸類為優(yōu)先放電電池組、有效工作電池組和優(yōu)先充電電池組；
電網(wǎng)向動力電池組充電時，儲能系統(tǒng)先控制優(yōu)先充電電池組進行充電，再控制有效工作電池組進行充電，優(yōu)先放電電池組不充電；
動力電池組向電網(wǎng)放電時，儲能系統(tǒng)先控制優(yōu)先放電電池組進行放電，再控制有效工作電池組進行放電，優(yōu)先充電電池組不放電。
[0007]上述荷電狀態(tài)值< 0.2的動力電池組歸類為優(yōu)先充電電池組；0.2〈荷電狀態(tài)值^ 0.8的動力電池組歸類為有效工作電池組；荷電狀態(tài)值> 0.8的動力電池組歸類為優(yōu)先放電電池組。
[0008]電網(wǎng)向動力電池組充電時，上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值大于優(yōu)先充電電池組的最大充電功率，則優(yōu)先充電電池組以其最大充電功率充電。
[0009]電網(wǎng)向動力電池組充電時，上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值小于等于優(yōu)先充電電池組的最大充電功率，則優(yōu)先充電電池組平均分配總功率給定值進行充電，有效工作電池組不充電。
[0010]上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值在優(yōu)先充電電池組充電后的剩余功率給定值大于有效工作電池組的最大充電功率，則有效工作電池組以其最大充電功率進行充電，并上報功率受限信號。
[0011]上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值在優(yōu)先充電電池組充電后的剩余功率給定值小于等于有效工作電池組的最大充電功率，則有效工作電池組平均分配剩余功率給定值。
[0012]動力電池組向電網(wǎng)放電時，上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值大于優(yōu)先放電電池組的最大放電功率，則優(yōu)先放電電池組以其最大放電功率放電。
[0013]動力電池組向電網(wǎng)放電時，上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值小于等于優(yōu)先放電電池組的最大放電功率，則優(yōu)先放電電池組平均分配總功率給定值進行放電，有效工作電池組不放電。
[0014]上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值在優(yōu)先放電電池組放電后的剩余功率給定值大于有效工作電池組的最大放電功率，則有效工作電池組以其最大放電功率進行放電，并上報功率受限信號。
[0015]上述儲能系統(tǒng)判斷總功率給定值在優(yōu)先放電電池組放電后的剩余功率給定值小于等于有效工作電池組的最大放電功率，則有效工作電池組平均分配剩余功率給定值。
[0016]本發(fā)明公開的一種針對動力電池二次利用的儲能系統(tǒng)的功率控制方法和現(xiàn)有技術(shù)的儲能系統(tǒng)的功率控制方法相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明實時根據(jù)各動力電池組的荷電狀態(tài)對多個并聯(lián)的電池組進行排序和優(yōu)先級分組，結(jié)合功率給定值優(yōu)先給充放電等級高的電池組分配功率，從而減少了各電池組的充放電次數(shù)，實現(xiàn)并聯(lián)運行的多個電池組功率平衡，避免出現(xiàn)部分電池組頻繁充放電運行，延長儲能系統(tǒng)整體壽命，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種針對動力電池二次利用的儲能系統(tǒng)功率控制方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。
[0019]如圖1所示，為一種針對為電動車提供動力來源的動力電池組進行二次利用的儲能系統(tǒng)的功率控制方法的實施例一，該方法通過對各并聯(lián)的動力電池組實時荷電狀態(tài)的分級控制，實現(xiàn)并聯(lián)運行的多個動力電池組功率平衡，該控制方法具體包含以下步驟: 步驟1、針對所采用的動力電池組的特性，計算并制定不同荷電狀態(tài)(State ofCharge, SOC)階段所對應(yīng)的最大放電功率_和最大充電功率P dls-_—_。
[0020]上述不同荷電狀態(tài)(SOC)階段所對應(yīng)的最大充電功率和最大放電功率
Pdischarge_max 的計算方式如下:
不同SOC階段對應(yīng)的最大充電功率_為式(I)所示:
Pcharge—max Us X Icc X ^c SOC X ^c temp( I )
不同SOC階段對應(yīng)的最大放電功率Pdls-^niax為式(2)所示:
Pdischarge max Us ^ I dc ^ ^d SOC 父 ^d temp( 2 )
式(I)和(2)中，1為電池實測電壓；1。。和I d。分別為可用持續(xù)充電電流和持續(xù)放電電流；D?！狪和D d—I分別為充電SOC衰減系數(shù)和放電SOC衰減系數(shù)，即不同SOC階段對應(yīng)的充電電流和放電電流的衰減率；D?！猼OTp和D d—tOTp分別為充電溫度衰減系數(shù)和放電溫度衰減系數(shù)，即不同溫度情況下對應(yīng)的充電電流和放電電流的衰減率。以上最大充電功率_和最大放電功率Pdls-^niax的計算方法為現(xiàn)有技術(shù)，除電池電壓外的其它計算系數(shù)可結(jié)合廠商提供的數(shù)據(jù)以及實測數(shù)據(jù)確定。
[0021 ] 步驟2、儲能系統(tǒng)接收調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的儲能系統(tǒng)總輸出功率給定值Praf，定義Praf>0為動力電池組向電網(wǎng)放電，Praf〈0為電網(wǎng)向動力電池組充電。該調(diào)度系統(tǒng)為動力電池的電力調(diào)度系統(tǒng)。
[0022]步驟3、儲能系統(tǒng)對二次利用的動力電池組進行分級歸類。
[0023]儲能系統(tǒng)檢測η組并聯(lián)的動力電池組的實時荷電狀態(tài)值(S0C值)，并按照SOC值從小到大的順序?qū)Ω鹘M動力電池組進行排序和歸類，其中，定義SOC1S 0.2的動力電池組為優(yōu)先充電電池組，電池組個數(shù)實時統(tǒng)計為a ;定義0.2<S0C1^ 0.8的動力電池組為有效工作電池組，電池組個數(shù)實時統(tǒng)計為b ;定義SOC1S 0.8的動力電池組為優(yōu)先放電電池組，電池組個數(shù)實時統(tǒng)計為C。上述SOC1S SOC值。
[0024]步驟4、儲能系統(tǒng)通過計算獲取:優(yōu)先放電電池組內(nèi)的最大放電功率Ptot—p?—dls-_、有效工作電池組內(nèi)的最大放電功率PtOmkw優(yōu)先充電電池組內(nèi)的最大充電功率Ptot—以及有效工作電池組內(nèi)的最大充電功率Ptot—。一。
[0025]步驟5、儲能系統(tǒng)在控制動力電池組向電網(wǎng)放電或充電時，根據(jù)儲能系統(tǒng)總輸出功率給定值Praf與優(yōu)先放電電池組內(nèi)的最大放電功率P tot—ρ?—有效工作電池組內(nèi)的最大放電功率Ptot—dls。一、優(yōu)先充電電池組內(nèi)的最大充電功率