[发明专利]一种用于提高储能电池寿命的充放电控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能电池的充放电控制技术领域。更具体地，涉及一种用于提高储能电池寿命的充放电控制系统及其方法。

背景技术

在分布式发电系统的规划和运行中，储能电池的成本在整个系统成本中占较大比重。储能电池装置的循环寿命是有限的，其寿命长短与储能电池的荷电状态(SOC-state of charge)以及放电深度(DOD-depth of discharge)都有关系。储能电池装置的循环寿命与放电深度的关系为非线性关系，放电深度越大，循环寿命越短，放电深度越小，循环寿命越长。储能电池寿命与其SOC也存在一定关系，如果储能电池的SOC长期处于高位或低位，储能电池寿命都会降低，如果储能电池的SOC长期处于中间区域，则储能电池寿命会得到延长。如何通过控制手段延长储能电池寿命，降低储能电池成本是分布式发电系统研究的重要内容。现有技术主要是将储能电池的SOC维持在中间区域，定性的分析储能电池寿命得到了延长，没有结合储能电池的SOC、放电深度与循环寿命的关系，定量的分析储能电池寿命能够提高多少，对系统收益有多大提高。另外，现有的研究储能电池充放电控制的技术中，控制方法不够灵活，不能根据储能电池的SOC灵活选择合适的控制方法。

模糊控制理论适用于解决人对概念外延的主观理解不确定的问题，它可以将控制中较为模糊的概念或界定用科学的数学语言进行描述，并用事先设定好的知识库模拟人的大脑进行模糊推理，最终将推理的模糊结果按照一定的数学规则清晰化，给出控制的输出。这种控制的优点就在于可以根据具体的情况，智能、平稳的选择与之相适应的控制策略，在可能的范围内做出科学的决策。

根据负荷对供电可靠性的要求，配电负荷可以划分为重要负荷和非重要负荷。重要负荷要求很高的供电可靠性，而非重要负荷对供电可靠性的要求要低一些。现有技术中，用于储能电池的充放电控制方法都没有考虑储能电池的SOC和放电深度与循环寿命的关系，因而无法同时保证系统的供电可靠性和年收益最大化。

因此，需要提供一种用于提高储能电池寿命的充放电控制系统及其方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于提高储能电池寿命的充放电控制系统。

本发明的另一个目的在于提供一种用于提高储能电池寿命的充放电控制方法。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于提高储能电池寿命的充放电控制系统，该充放电控制系统包括：

分区模块，用于依据储能电池的荷电状态的上限、下限、过充警戒线和过放警戒线将储能电池的荷电状态划分为过充禁区、过充警戒区、正常区、过放警戒区和过放禁区，并将储能电池的荷电状态的分区信息发送至模糊控制器；

功率测量模块，用于实时测量储能电池的功率并将储能电池当前时刻实际需要的充电或放电功率分别实时发送至出力强度计算模块和功率修正模块；

出力强度计算模块，用于由储能电池的额定功率和当前时刻实际需要的充电或放电功率计算得到储能电池当前时刻的出力强度并将其发送至模糊控制器；

模糊控制器，用于根据储能电池的荷电状态的分区信息和储能电池当前时刻的出力强度获得模糊控制规则表；还用于收到来自判断模块的启动指令后根据上述模糊控制规则表由储能电池当前时刻的出力强度和荷电状态偏离度得到储能电池的充放电功率修正系数并将其发送至功率修正模块；

荷电状态测量模块，用于实时测量储能电池的荷电状态并将其实时发送至荷电状态偏离度计算模块；

荷电状态偏离度计算模块，用于由储能电池的初始时刻和前一时刻的荷电状态计算得到储能电池当前时刻的荷电状态偏离度并将其实时发送至判断模块；

判断模块，用于根据储能电池的荷电状态偏离度判断储能电池的荷电状态是否接近过充警戒区或过放警戒区；当储能电池的荷电状态接近过充警戒区或过放警戒区时，判断模块向模糊控制器发送启动指令；否则，判断模块不向模糊控制器发送启动指令；

功率修正模块，用于由储能电池当前时刻实际需要的充电或放电功率、储能电池的额定功率、以及储能电池的充放电功率修正系数计算得到储能电池当前时刻的目标充电或放电功率并将其发送至限幅模块；以及

限幅模块，用于对储能电池当前时刻的目标充电或放电功率进行限幅处理并将限幅处理后的目标充电或放电功率发送至储能电池；

负荷分类模块，用于将配电负荷分为重要负荷和非重要负荷并将负荷分类信息发送至供电不足惩罚成本计算模块；

供电不足惩罚成本计算模块，用于根据负荷分类信息分别计算重要负荷和非重要负荷的供电不足惩罚成本并将其发送至成本比较模块；