[发明专利]一种基于复杂网络理论的模块化储能系统扩展分析方法

摘要

本发明提供一种基于复杂网络理论的模块化储能系统扩展分析方法，针对模块化储能系统的拓扑结构，将模块化储能系统中的对象抽象成为复杂网络中的节点，对象间的相互作用抽象为网络节点间的连边，采用二分网络模型建立模块化储能系统网络模型，该网络模型的物理意义清晰，易于工程人员操作和实现；针对在总单体电池节点数量扩增条件下，通过串联模组的串联倍增扩展，扩展模块化储能系统的电压/功率/容量等级；并联模组的并联倍增扩展，扩展模块化储能系统的电流/功率/容量等级两种扩展模式，利用扩展评价指标可以有效发现模块化储能系统结构的扩展规律，揭示影响模块化储能系统结构扩展。

主权项

1.一种基于复杂网络理论的模块化储能系统扩展分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取模块化储能系统单体电池数量和拓扑结构；步骤2：采用二分网络模型构建模块化储能系统网络模型；步骤3：根据扩展评价指标对模块化储能系统进行扩展分析；所述步骤2中，模块化储能系统网络模型中的节点类型包括单体电池节点和单体电池间的连接点节点，单体电池节点的连接关系作为连边，单体电池节点分别接入相邻连接点节点，同类节点间不存在连边；单个电池节点和连接点节点依次相连构成串联模组，连边分别接入相临连接点节点的两个以上单体电池节点构成并联模组，串联模组和并联模组经并/串联构成模块化储能系统网络模型；在总单体电池节点数量扩增条件下，扩展模式包括第一扩展模式和第二扩展模式；所述第一扩展模式是指通过串联模组的串联倍增扩展，扩展模块化储能系统的电压/功率/容量等级；所述第二扩展模式是指通过并联模组的并联倍增扩展，扩展模块化储能系统的电流/功率/容量等级；所述步骤3包括以下步骤：步骤3‐1：计算不同扩展模式下的模块化储能系统的扩展评价指标；步骤3‐2：根据扩展评价指标对模块化储能系统进行扩展分析；所述步骤3‐1中，在第一扩展模式下，模块化储能系统的扩展评价指标为串并联结构耦合系数，串并联结构耦合系数用ηSP表示，有：其中，NSP表示串并联结构中节点度的总和，N表示模块化储能系统相应的全局耦合网络中节点度的总和；对于m个单体电池先串联构成串联模组，之后n个串联模组并联的串并联结构，串并联结构中节点度的总和NSP表示为：NSP＝n(m‑1)+n(n‑1)  (3)模块化储能系统相应的全局耦合网络中节点度的总和N表示为：所述步骤3‐2中，在第二扩展模式下，模块化储能系统的扩展评价指标为并串联结构耦合系数，并串联结构耦合系数用ηPS表示，有：其中，NPS表示并串联结构中节点度的总和；对于n个单体电池先并联构成并联模组，之后m个并联模组串联的并串联结构，并串联结构中节点度的总和NPS表示为：