[发明专利]一种用于储能电站的电池组可用容量修复方法

权利要求书

1.一种用于储能电站的电池组可用容量修复方法，其特征在于，该修复方法包括以下步骤：

(1)设储能电站的电池组由N个电池单体串联形成，电池组的额定充放电功率为P，则每个电池单体的额定充放电功率P/N，在电池单体成组前，从所有的电池单体中随机抽取n个电池单体分别进行充放电，充放电的步骤如下：

(1-1)对n个电池单体分别以恒定功率P/N充电，直至n个电池单体的电压分别达到用户设定的电池单体电压上限值u_cmax；

(1-2)对步骤(1-1)中的n个电池单体以恒定功率P/N放电，直至n个电池单体的电压分别达到用户设定的电池单体电压下限值u_dmin，以5秒为周期，记录放电过程的电池单体电压值，将放电过程的电压记录数据组成一个数组，记为U_dr|k＝{u_dr|k-1,u_dr|k-2,…,u_dr|k-ldk}，其中，dr表示放电过程的记录数据，k表示电池单体的序号，k＝1～n，u_dr|k-1表示放电过程的第k个电池单体的第1个记录数据，u_dr|k-ldk表示放电过程的第k个电池单体的第ldk个记录数据，ldk等于放电过程的第k个电池单体的数组长度，并将放电过程的第k个电池单体的累计放电能量，记为E_dr|k(k＝1～n)；

(1-3)对步骤(1-2)中的n个电池单体以恒定功率P/N充电，直至n个电池单体的电压分别达到步骤(1-1)中的用户设定的电池单体电压上限值u_cmax，以5秒为周期记录充电过程的电池单体电压值，将该电池单体电压值组成一个一维数组，记为U_cr|k＝{u_cr|k-1,u_cr|k-2,…,u_cr|k-lck}，其中，cr表示放电过程的记录数据，k表示电池单体的序号，k＝1～n，u_cr|k-1表示充电过程的第k个电池的第1个记录数据，u_cr|k-lck表示充电过程的第k个电池的第lck个记录数据，lck等于充电过程的第k个电池的数组长度，并将充电过程的第k个电池单体的累计充电能量记为E_cr|k，k＝1～n；

(1-4)对步骤(1-3)中的n个电池单体以恒定功率P/N放电，直至n个电池单体电压分别达到步骤(1-2)中的用户设定的电池单体电压下限值u_dmin；

(2)建立一个长度为步骤(1-2)中的ldk的递减等差数列A_dk＝{100,100-d_dk,…,d_dk,0}，其中，d_dk为公差，d_dk＝100/(ldk-1)，并建立一个长度为101的递增等差数列SOC_l＝101＝{0,1,2,…,100}，以数列A_dk为自变量，以上述步骤(1-2)中的放电过程的电压记录数据数组U_dr|k为因变量，采用线性插值法，分别计算SOC_l＝101中每一个元素对应的值，得到n个长度为101的一维数组U_dr|k’＝{u_dr|k-0’,u_dr|k-1’,…,u_dr|k-100’}，k＝1～n，求n个一维数组U_dr|k’中各对应元素的平均值，得到长度为101的放电过程的平均电压记录数据数组U_dr＝{u_dr0,u_dr1,…,u_dr100}，并计算步骤(1-2)中的E_dr|k的平均值E_dr，k＝1～n；

(3)建立一个长度为步骤(1-3)中的lck的递增等差数列A_ck，A_ck＝{0,d_ck,2d_ck,…,100-d_ck,100}，其中，d_ck为公差，d_ck＝100/(lck-1)，以数列A_ck为自变量，以上述步骤(1-3)中的充电过程的电压记录数据数组U_cr|k为因变量，采用线性插值法，分别计算步骤(2)中的SOC_l＝101中每一个元素对应的值，得到n个长度为101的一维数组U_cr|k’＝{u_cr|k-0’,u_cr|k-1’,…,u_cr|k-100’}，k＝1～n，求n个一维数组U_cr|k’中各对应元素的平均值，得到长度为101的充电过程的平均电压记录数据数组U_cr＝{u_cr0,u_cr1,…,u_cr100}，并计算步骤(1-3)中的E_cr|k的平均值E_cr，k＝1～n；

(4)由步骤(1)中的N个电池单体串联形成的电池组以恒定功率P充电，直至N个电池单体中出现一个电池单体的电压达到步骤(1-1)中用户设定的电池单体电压上限值u_cmax，电池组截止充电，记录充电截止时刻的电池组中N个电池单体的电压值U_c＝{u_c1,u_c2,…,u_cN}；

(5)使步骤(4)的充电后的电池组以恒定功率P放电，直至N个电池单体中出现一个电池单体的电压达到步骤(1-2)用户设定的电池单体电压下限值u_dmin，电池组截止放电，记录放电截止时刻的电池组中N个电池单体的电压值U_d＝{u_d1,u_d2,…,u_dN}，并记录放电过程电池组所放出的电能，记为E；

(6)以步骤(3)中的长度为101的充电过程的平均电压记录数据数组U_cr为自变量，以步骤(2)中的SOC_l＝101为因变量，采用线性插值法，计算步骤(4)中的充电截止时刻电池组中的N个电池单体电压值U_c中每一个元素对应的值，得到充电截止时刻电池组中N个电池单体的SOC值SOC_c，SOC_c＝{SOC_c1,SOC_c2,…,SOC_cN}；

(7)以步骤(2)中的长度为101的放电过程的平均电压记录数据数组U_dr为自变量，以步骤(2)中的SOC_l＝101为因变量，采用线性插值法，计算步骤(5)中的放电截止时刻电池组中N个电池单体电压值U_d中每一个元素对应的值，得到放电截止时刻的电池组中N个电池单体的SOC值SOC_d，SOC_d＝{SOC_d1,SOC_d2,…,SOC_dN}；

(8)将步骤(6)中的充电截止时刻电池组中的N个电池单体的SOC值SOC_c减去步骤(7)中放电截止时刻的电池组中N个电池单体的SOC值SOC_d，将差值记为ΔSOC，计算ΔSOC的最大值ΔSOC_max，以及与该最大值ΔSOC_max相对应的电池单体序号l，1≤l≤N，电池单体l在数组SOC_c中的值为SOC_cl，在数组SOC_d中的值为SOC_dl；

(9)使上述步骤(5)的电池组以恒定功率P充电，电池组充电的电能为步骤(5)中放电过程电池组所放出的电能E的一半，即E/2；

(10)对上述步骤(6)中的充电截止时刻电池组中N个电池单体的SOC值SOC_c中的SOC_ck进行判断，k＝1～N，若SOC_ck大于上述步骤(8)中的SOC_cl，则对电池单体k进行单独放电，放电功率为P/N，放出的电能为(SOC_ck-SOC_cl)/100*E_cr，其中E_cr为步骤(3)中的计算值，若SOC_ck小于或等于上述步骤(8)中的SOC_cl，则停止电池单体k的单独放电；对上述步骤(7)中的放电截止时刻电池组中N个电池单体SOC值SOC_d中的SOC_dk进行判断，若SOC_dk小于步骤(8)中的SOC_dl，则对电池单体k进行单独充电，充电功率为P/N，放出的电能为(SOC_dl-SOC_dk)/100*E_dr，其中E_dr为步骤(2)中的计算值，若SOC_dk小于或等于步骤(8)中的SOC_dl，则停止电池单体k的单独充电。