[发明专利]一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，以超级电容的荷电状态(SOC)和蓄电池组的荷电状态为反馈量，对蓄电池组进行选择投切，属于混合储能和风力发电技术领域。

背景技术

在风电场中，通过风能与储能系统的相互配合，能有效平衡风电功率波动，单一的储能系统难以满足风电场对储能系统的能量密度和功率密度的要求。另外，多种储能技术的配合使用，能够最大限度发挥储能系统性能的同时还能够使系统结构得到优化，降低设备的冗余度。所以利用超级电容功率密度大、充放电速度快的特点，平滑风电中变化速度较快的高频分量和蓄电池能量密度大、响应速度慢的特点，平滑风电中变化速度较慢的低频分量，组成混合储能系统。

目前，混合储能系统中蓄电池组的一个重要问题是应用寿命达不到设计寿命。在影响电池寿命的因素中，除了电池本身的物理性能和不正确的充放电规则外，充电电压和放电深度也是重要的原因。具体地，就蓄电池组的投切方法而言，目前研究较少。研究较多的是用于无功补偿的电力电容器组的投切，且集中于循环投切法的研究，该方法使得先投入的电容组先退出，后投的后切除，从而使各组电容以及投切开关使用几率均等。但是，若将此方法直接应用到蓄电池组的投切控制上，还存在如下缺陷：尽管循环投切法能够保证各蓄电池组运行时间上的均衡，但并不能保证各蓄电池组荷电状态的均衡。准确地说，循环投切法会使得各蓄电池组的放电深度(DOD)有较大差别，长期处于放电深度超过30％～50％，其循环寿命将受到不利影响，因此，上述方法不适用于风电场混合储能系统中蓄电池组的投切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，根据超级电容和蓄电池组荷电状态的不同进行选择性的投切，能够均衡各蓄电池组在充放电过程中的荷电状态，减小蓄电池组的放电深度，从而延长蓄电池组循环寿命。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，所述混合储能系统包括超级电容和四个蓄电池组，所述均衡投切方法包括如下步骤：

步骤1，根据超级电容的当前荷电状态值以及最优状态值，选择蓄电池组的投切个数，该选择方法为：若当前荷电状态值在区间[0.3,0.4)U[0.6,0.7)中，则蓄电池组的投切个数为1；若当前荷电状态值在区间[0.2,0.3)U[0.7,0.8)中，则蓄电池组的投切个数为2；若当前荷电状态值在区间[0.1,0.2)U[0.8,0.9)中，则蓄电池组的投切个数为3；若当前荷电状态值在区间[0.0,0.1)U[0.9,1.0]中，则蓄电池组的投切个数为4；

步骤2，监测各蓄电池组的当前荷电状态，并计算出各蓄电池组的荷电状态值；

步骤3，若步骤1的超级电容的当前荷电状态值小于最优状态值，则对步骤2各蓄电池组的荷电状态值进行降序排列，从荷电状态值最大的开始投切，直至达到步骤1中的投切个数为止；若步骤1的超级电容的当前荷电状态值大于最优状态值，则对步骤2各蓄电池组的荷电状态值进行升序排列，从荷电状态值最小的开始投切，直至达到步骤1中的投切个数为止；

步骤4，在蓄电池组被投切到混合储能系统后，再对超级电容的荷电状态值进行监测，并重复步骤1-步骤3。

作为本发明的进一步方案，在步骤1之前，实时监测超级电容的当前荷电状态值，并判断当前荷电状态值是否为最优状态值，若是则该均衡投切方法结束，否则，继续进行。

作为本发明的优选方案，所述最优状态值为0.5。

作为本发明的进一步方案，在步骤2与步骤3之间，当在设定时间内，计算出的蓄电池组的荷电状态值始终小于0.5，则需缩短该蓄电池组的调节周期，将它的放电深度调节为60％-90％；当在设定时间内，计算出的蓄电池组的荷电状态值始终大于0.5，则需增加该蓄电池组的调节周期，将它的放电深度调节为10％-40％。

作为本发明的优选方案，所述设定时间为一个月或者半年。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，以蓄电池作为超级电容的储能备用，使超级电容在混合储能系统中保持在最佳状态，增强了混合储能系统的调节能力。

2、本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，能够均衡各蓄电池组在充放电过程中的荷电状态，减小蓄电池组的放电深度，从而延长蓄电池组的循环寿命，节约成本。

附图说明