一种锂电池储能系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及充电储能技术领域，尤其是一种锂电池储能系统及其控制方法。


背景技术：

2.锂电池是近些年广泛应用的一类电池，具有寿命长、安全性高等优点。锂电池在使用过程中的充放电过程直接影响其使用寿命，所以在使用锂电池的储能系统中，如何优化锂电池的充放电过程，成为了本领域的研究热点之一。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池储能系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，优化了锂电池的充放电过程，提高了锂电池的使用寿命。
4.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
5.一种锂电池储能系统，包括：
6.若干个锂电池模组，用于存储电能；
7.电池连接器，用于控制每个锂电池模组的连接状态；
8.电池电压检测模块，用于检测每个锂电池模组的端电压；
9.电池电流检测模块，用于检测每个锂电池模组的充电电流或放电电流；
10.储能控制模块，用于根据储能需求和锂电池模组的实时状态做出锂电池模组的储能状态决策。
11.一种上述的锂电池储能系统的控制方法，包括以下步骤：
12.a、将储能需求输入储能控制模块，储能控制模块根据储能需求得出锂电池模组的理想储能曲线；
13.b、电池连接器、电池电压检测模块和电池电流检测模块将每个锂电池模组的实时状态参数发送至储能控制模块；
14.c、储能控制模块根据步骤a得到的理想储能状态和步骤b得到的实时状态参数做出锂电池模组的储能状态决策；
15.d、电池连接器根据步骤c做出的储能状态决策对锂电池模组的连接状态进行调整，电池电压检测模块和电池电流检测模块对锂电池模组的状态参数进行实时监控，并将监控结果同步发送至储能控制模块。
16.作为优选，步骤a中，将储能需求的离散数据点拟合为储能需求曲线，然后根据锂电池模组的理论性能参数对储能需求曲线进行修正，得到锂电池模组的理想储能曲线。
17.作为优选，步骤a中，对储能需求曲线进行修正包括以下步骤，
18.标出储能需求曲线中电池模组的理论性能参数可以实现的曲线段，删除其余曲线段，然后将剩余可以实现的曲线段按照电池模组的最优运行状态进行修正，最后将经过修正的相邻曲线段使用符合电池模组的理论性能参数的平滑曲线进行连接。
19.作为优选，步骤c中，首先计算现有锂电池模组达到步骤a得到的理想储能状态所
需进行充放电操作过程，使用遗传算法对全部锂电池模组的充放电操作过程进行优化，得到锂电池模组的储能状态决策。
20.作为优选，步骤c中，使用遗传算法对全部锂电池模组的充放电操作过程进行优化包括以下步骤，
21.c1、设定优化目标，优化目标包括充放电总次数最小、充放电总时间最短，然后根据优化目标设定优化目标函数；
22.c2、设定约束条件，约束条件为锂电池模组的实时储能状态与理想储能状态的相似度高于设定阈值；
23.c3、随机生成若干个满足约束条件的锂电池模组的充放电操作过程作为个体种群；
24.c4、计算每个个体的适应度，将适应度大于设定阈值的个体进行选择、交叉、变异操作，生成新种群，计算新种群中个体的化目标函数值，然后重复执行步骤c4，直至优化目标函数收敛至最优值，优化目标函数最优值对应的个体种群为优化后的充放电操作过程。
25.采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过对锂电池模组实时状态的检测，在锂电池模组的理想储能曲线和锂电池模组的理想使用过程中求得最优配合，从而优化了锂电池的充放电过程，提高了锂电池的使用寿命。
附图说明
26.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
27.参照图1，本发明一个具体实施方式包括，
28.若干个锂电池模组1，用于存储电能；
29.电池连接器2，用于控制每个锂电池模组1的连接状态；
30.电池电压检测模块3，用于检测每个锂电池模组1的端电压；
31.电池电流检测模块4，用于检测每个锂电池模组1的充电电流或放电电流；
32.储能控制模块5，用于根据储能需求和锂电池模组1的实时状态做出锂电池模组1的储能状态决策。
33.一种上述的锂电池储能系统的控制方法，包括以下步骤：
34.a、将储能需求输入储能控制模块5，储能控制模块5根据储能需求得出锂电池模组的理想储能曲线；
35.b、电池连接器2、电池电压检测模块3和电池电流检测模块4将每个锂电池模组1的实时状态参数发送至储能控制模块5；
36.c、储能控制模块5根据步骤a得到的理想储能状态和步骤b得到的实时状态参数做出锂电池模组1的储能状态决策；
37.d、电池连接器2根据步骤c做出的储能状态决策对锂电池模组1的连接状态进行调整，电池电压检测模块3和电池电流检测模块4对锂电池模组1的状态参数进行实时监控，并将监控结果同步发送至储能控制模块5。
38.步骤a中，将储能需求的离散数据点拟合为储能需求曲线，然后根据锂电池模组的
理论性能参数对储能需求曲线进行修正，得到锂电池模组的理想储能曲线；
39.对储能需求曲线进行修正包括以下步骤，
40.标出储能需求曲线中电池模组的理论性能参数可以实现的曲线段，删除其余曲线段，然后将剩余可以实现的曲线段按照电池模组的最优运行状态进行修正，最后将经过修正的相邻曲线段使用符合电池模组的理论性能参数的平滑曲线进行连接。
41.步骤c中，首先计算现有锂电池模组1达到步骤a得到的理想储能状态所需进行充放电操作过程，使用遗传算法对全部锂电池模组1的充放电操作过程进行优化，得到锂电池模组1的储能状态决策；
42.使用遗传算法对全部锂电池模组1的充放电操作过程进行优化包括以下步骤，
43.c1、设定优化目标，优化目标包括充放电总次数最小、充放电总时间最短，然后根据优化目标设定优化目标函数；
44.c2、设定约束条件，约束条件为锂电池模组1的实时储能状态与理想储能状态的相似度高于设定阈值；
45.c3、随机生成若干个满足约束条件的锂电池模组1的充放电操作过程作为个体种群；
46.c4、计算每个个体的适应度，将适应度大于设定阈值的个体进行选择、交叉、变异操作，生成新种群，计算新种群中个体的化目标函数值，然后重复执行步骤c4，直至优化目标函数收敛至最优值，优化目标函数最优值对应的个体种群为优化后的充放电操作过程。
47.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种锂电池储能系统，其特征在于包括：若干个锂电池模组(1)，用于存储电能；电池连接器(2)，用于控制每个锂电池模组(1)的连接状态；电池电压检测模块(3)，用于检测每个锂电池模组(1)的端电压；电池电流检测模块(4)，用于检测每个锂电池模组(1)的充电电流或放电电流；储能控制模块(5)，用于根据储能需求和锂电池模组(1)的实时状态做出锂电池模组(1)的储能状态决策。2.一种权利要求1所述的锂电池储能系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：a、将储能需求输入储能控制模块(5)，储能控制模块(5)根据储能需求得出锂电池模组的理想储能曲线；b、电池连接器(2)、电池电压检测模块(3)和电池电流检测模块(4)将每个锂电池模组(1)的实时状态参数发送至储能控制模块(5)；c、储能控制模块(5)根据步骤a得到的理想储能状态和步骤b得到的实时状态参数做出锂电池模组(1)的储能状态决策；d、电池连接器(2)根据步骤c做出的储能状态决策对锂电池模组(1)的连接状态进行调整，电池电压检测模块(3)和电池电流检测模块(4)对锂电池模组(1)的状态参数进行实时监控，并将监控结果同步发送至储能控制模块(5)。3.根据权利要求2所述的锂电池储能系统的控制方法，其特征在于：步骤a中，将储能需求的离散数据点拟合为储能需求曲线，然后根据锂电池模组的理论性能参数对储能需求曲线进行修正，得到锂电池模组的理想储能曲线。4.根据权利要求3所述的锂电池储能系统的控制方法，其特征在于：步骤a中，对储能需求曲线进行修正包括以下步骤，标出储能需求曲线中电池模组的理论性能参数可以实现的曲线段，删除其余曲线段，然后将剩余可以实现的曲线段按照电池模组的最优运行状态进行修正，最后将经过修正的相邻曲线段使用符合电池模组的理论性能参数的平滑曲线进行连接。5.根据权利要求3所述的锂电池储能系统的控制方法，其特征在于：步骤c中，首先计算现有锂电池模组(1)达到步骤a得到的理想储能状态所需进行充放电操作过程，使用遗传算法对全部锂电池模组(1)的充放电操作过程进行优化，得到锂电池模组(1)的储能状态决策。6.根据权利要求5所述的锂电池储能系统的控制方法，其特征在于：步骤c中，使用遗传算法对全部锂电池模组(1)的充放电操作过程进行优化包括以下步骤，c1、设定优化目标，优化目标包括充放电总次数最小、充放电总时间最短，然后根据优化目标设定优化目标函数；c2、设定约束条件，约束条件为锂电池模组(1)的实时储能状态与理想储能状态的相似度高于设定阈值；c3、随机生成若干个满足约束条件的锂电池模组(1)的充放电操作过程作为个体种群；c4、计算每个个体的适应度，将适应度大于设定阈值的个体进行选择、交叉、变异操作，生成新种群，计算新种群中个体的化目标函数值，然后重复执行步骤c4，直至优化目标函数收敛至最优值，优化目标函数最优值对应的个体种群为优化后的充放电操作过程。

技术总结
本发明公开了一种锂电池储能系统，包括：若干个锂电池模组，用于存储电能；电池连接器，用于控制每个锂电池模组的连接状态；电池电压检测模块，用于检测每个锂电池模组的端电压；电池电流检测模块，用于检测每个锂电池模组的充电电流或放电电流；储能控制模块，用于根据储能需求和锂电池模组的实时状态做出锂电池模组的储能状态决策。本发明能够解决现有技术的不足，优化了锂电池的充放电过程，提高了锂电池的使用寿命。电池的使用寿命。电池的使用寿命。


技术研发人员：张小强 马宏建
受保护的技术使用者：河北众智创联电子科技有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/2/13