[发明专利]储能电站双层协同均衡控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种储能电站双层协同均衡控制方法及系统。本发明在第一层建立SOH与DOD的关系模型，为了使储能电站储能单元的剩余寿命均衡一致，通过采集获得储能电站的所有储能单元的SOH值，计算得到不同储能单元的DOD，然后第二层建立储能电站的均衡控制优化模型，将计算得到的各储能单元DOD以及采集获得的SOH值导入均衡控制优化模型中，利用二次凸优化方法得到各储能单元的最优充放电功率。本发明从已投入运行的BMS中采集一定运行数据后即可使用，可用于储能电站的储能单元SOH和SOC均衡控制，可写入储能电站能量管理系统中作为站级储能单元均衡控制模块，提升整个储能电站的一致性，减少储能电站的非正常停运时间，提高运行效率。

技术领域

本发明涉及储能电站均衡控制领域，特别是一种考虑SOH和SOC一致性的储能电站双层协同均衡控制方法及系统。

背景技术

由于储能电站由多个储能单元组成，随着运行时间的延长，不同储能单元的一致性越发显现出来，对整个储能电站的利用率和安全稳定影响较大。储能单元之间的SOC(State of Charge，荷电状态)不一致性会导致不同单元的最大利用时间存在差异，影响整个储能电站的效能，储能单元之间的SOH(State of Health，健康状态)不一致性会导致不同单元的报废退役时间粗在差异，影响整个储能电站的运维效率。

目前的BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)有关于一个储能单元内部电池单体的SOC主动/被动均衡方法，提升内部电池单体的一致性，然而在储能电站级别，并没有相关的站内各储能单元的SOH和SOC协调均衡控制方法，无法从站级能量管理的角度实现储能电站各储能单元的安全稳定一致运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种考虑SOH和SOC一致性的储能电站双层协同均衡控制方法及系统，其利用采集储能单元的运行数据计算得到不同储能单元的SOC限制值，通过建立储能电站均衡优化模型，优化得到最优的储能单元充放电功率，用于储能电站的均衡运行，提升储能电站的运行效能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：储能电站双层协同均衡控制方法，其包括如下步骤：

S1、通过BMS采集储能电站中各储能单元的SOH值，计算各储能单元之间SOH的方差值；

S2、得到各储能单元的DOD值：如果SOH的方差值大于最大限制值，计算每个储能单元的DOD值；如果SOH的方差值不大于最大限制值，则将每个储能单元的DOD值设置为最大SOH的储能单元的DOD值；

S3、对步骤S2中得到的各储能单元DOD值，利用其计算获得各储能单元的SOC上、下限，并建立储能电站的均衡控制优化模型；

S4、利用步骤S3中建立的均衡控制优化模型，优化计算得到各储能单元的最优充放电功率，用于储能电站的均衡运行。

进一步地，在步骤S1中，所述各储能单元之间SOH的方差值，其计算方法如下：在t时刻，采集BMS中的各储能单元SOH值，利用下式计算得到各储能单元之间SOH方差值δ：

其中，N为总的储能单元数量，SOH_i代表第i个储能单元的SOH值，SOH_avg为所有储能单元的平均值。

进一步地，在步骤S2中，所述各储能单元的DOD值，其计算步骤为：

1)如果SOH方差值δδ_m，其中δ_m为最大限制值，则利用如下计算方法计算得到每个储能单元的DOD值，否则进入2)中；

储能循环寿命与DOD值之间的关系用下式表示：

C_totaDOD^-b,a0,b0