[发明专利]新能源船舶直流组网系统及电池功率控制方法

说明书

新能源船舶直流组网系统及电池功率控制方法，基于所有锂电池组的剩余使用寿命一致的原则来进行，也就是各锂电池组的剩余能量一致。通过实时统计直流组网系统中供能端的各组锂电池组的健康指数，分析当前各锂电池组的剩余寿命，并按照其多少来分配各个锂电池组在单位时间内所应承担的负载，然后调整各个锂电池组的输出功率，使得各个锂电池组最终的输出功率趋于一致，从而使各锂电池组的剩余使用寿命达到一致。

技术领域

本发明涉及新能源船舶电力控制领域，具体涉及一种新能源船舶直流组网系统及电池功率控制方法。

背景技术

在电池直流组网系统中，各锂电池组即使名义上参数完全一致，但是其在使用过程中，由于种种因素会导致每组锂电池的实际使用寿命发生变化，这便使得即使每组锂电池分担的负载功率完全一致时，各个锂电池组的实际剩余寿命情况也会不一样，总会有锂电池先耗尽电量或达到设定阈值，导致其余锂电池组分担的功率突然增加，极大的影响了电网的稳定性。

在新能源船舶领域，由于船舶结构特性和负载分布特征，在电池直流系统在船舷左右两侧都有分布，两者母线连接，两舷各自接有不同的负载，而对与此种分布情况的电池寿命控制是全新的课题。

中国专利文献CN 105548901 A记载了一种轨道交通用钛酸锂电池功率状态预测方法，文献CN 102866360 A记载了一种动力电池组允许放电功率预估方法，两者均提出了基于电池电量SOC值的方法，来计算电池的放电功率，该类方法分析所依据的参数过于单一；专利文献CN 108287317 A记载了电池功率预测模型生成方法及系统、功率预测方法及系统，提出了基于卷积神经网络算法预测电池功率，参考了锂电池的多种参数，但是没能解决多组锂电池之间的功率分配以及个参数之间的定量关联；专利文献CN 112332483 A记载了一种串联型锂电池组的能量管理控制方法，提出了一种串联锂电池组基于SOC差值的功率调整方法，使得各锂电池的使用寿命情况基本一致，但是无法解决直流组网系统中多组锂电池组并联的应用场景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新能源船舶直流组网系统及电池功率控制方法，通过对锂电池组中各项参数的分析，定量衡量各组锂电池组的剩余寿命情况，提高了锂电池组使用的安全性，各锂电池组的剩余寿命趋于一致。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

如图1和2中所示，新能源船舶直流组网系统，包括配置相同的左舷和右舷两个电力单元，左舷电力单元和右舷电力单元内设有直流母线，母线断路器将两舷的直流母线连接，电力单元包括动力组件和负载组件，动力组件包括并列设置的多组配置相同的电池支路，电池支路包括与直流母线依次连接的斩波器、锂电池组，锂电池组上还连接有绝缘测试装置，负载组件包括推进负载和日用电源负载，负载组件与直流母线电连接。

上述的推进负载包括与直流母线连接且依次布置的推进逆变器、推进电机和桨叶，日用电源负载包括与直流母线连接且依次布置的日用逆变器和日用变压器，日用变压器与船上各个日用负载连接。

使用上述的新能源船舶直流组网系统的电池功率控制方法，控制方法包括以下步骤：

Step1、健康指数的设定：设定各锂电池组的健康指数初始值S＝1，根据锂电池组的实际使用状况，影响健康指数的因素包括锂电池组的剩余电量、锂电温度、电压和绝缘状态，对影响健康指数各个因素的占比进行分析；

Step2、初始功率分配，在本直流组网系统中，各个锂电池组的初状态均一致，即具有名义上相同的健康指数S，根据负载反馈的当前稳定功率需求，将总功率P平均分配给各个锂电池组，每个锂电池组初始输出的功率均为

Step3、健康指数加权分析，根据各个锂电池组动态变化的实际健康指数S_j对各个锂电池组的初始输出功率进行加权调整；