考虑电池健康状态的储能站协调控制方法、设备、存储介质及产品与流程

本发明涉及电池控制技术，尤其涉及一种考虑电池健康状态的储能站协调控制方法、设备、存储介质及产品。

背景技术：

1、储能电池装置如铅酸电池、镍氢电池、锂电池等在使用过程中，存在循环次数有限、随时间推移电池容量衰减等的问题，充放电状态频繁切换或深度放电都会降低储能电池组健康状态。因此大型储能站会在运行一段时间后增加新的储能电池组，以维持储能站容量。但是不同时间并网的储能电池组健康状态存在差异，如果将不同电池健康状态、剩余电量的储能电池组进行同类型控制，会降低储能电池组的寿命和储能电池组剩余容量的均衡程度，降低大型储能站储能电池容量的维持时间。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种考虑电池健康状态的储能站协调控制方法、设备及存储介质，可以对不同电池健康状态、剩余电量的储能电池组进行自适应控制，增加储能电池组使用寿命。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，包括：

3、获取储能站的功率调节指令，以及当前时刻储能站中各储能电池组的剩余电量、健康状态和输出功率；其中，所述功率调节指令用于指示储能站需要达到的目标输出功率；

4、根据各储能电池组的剩余电量，确定各储能电池组的输出功率约束范围；

5、根据所述目标输出功率和当前时刻输出功率，确定储能站下一时刻的理想功率增量；

6、将所述理想功率增量分配到各储能电池组，得到位于所述输出功率约束范围内的各储能电池组下一时刻的输出功率；其中，储能电池组剩余电量越多、健康状态越健康，则分配到的理想功率增量越多；

7、生成用于指示储能电池组下一时刻输出功率的功率协调指令，并下发至对应储能电池组。

8、进一步的，所述根据各储能电池组的剩余电量，确定各储能电池组的输出功率约束范围，具体包括：

9、根据储能电池组剩余电量确定储能电池组放电缩放系数，其中，所述放电缩放系数位于[0,1]范围内，且与储能电池组剩余电量正相关；

10、将放电缩放系数和储能电池组的最大放电功率相乘，乘积作为当前储能电池组的输出功率约束范围的上限；

11、根据储能电池组剩余电量确定储能电池组充电缩放系数，其中，所述充电缩放系数位于[0,1]范围内，且与储能电池组剩余电量反相关；

12、将充电缩放系数和储能电池组的最大充电功率相乘，乘积的负数作为当前储能电池组的输出功率约束范围的下限。

13、进一步的，所述放电缩放系数具体为：

14、

15、所述充电缩放系数具体为：

16、

17、式中，ηi为储能电池组i的放电缩放系数，γi为储能电池组i的充电缩放系数，si为储能电池组i的剩余电量，si为储能电池组i的剩余电量上、下限，λ为调节裕度。

18、进一步的，所述根据所述目标输出功率和当前时刻输出功率，确定储能站下一时刻的理想功率增量，具体包括：

19、获取功率调节指令中储能站需要达到的目标输出功率；

20、将所述目标输出功率减去当前时刻的输出功率，得到功率变化量；

21、根据所述功率变化量确定功率增量补偿量；

22、根据所述功率增量补偿量，确定满足预设单次功率增量约束的理想功率增量。

23、进一步的，所述根据所述功率变化量确定功率增量补偿量具体包括：

24、获取所有储能电池组的最大充电功率的最大值，其负数作为插值范围下限，并获取所有储能电池组的最大放电功率的最大值，作为插值范围上限；

25、将所述插值范围下限和插值范围上限之间的范围插值生成若干个插值点；

26、为每个插值点生成其对应的功率补偿值；

27、获取与所述功率变化量差值最小的两个相邻的插值点，并按照下式计算功率增量补偿量：

28、

29、式中，δβ为功率增量补偿量，δp为功率变化量，m(j)、m(j-1)分别表示与所述功率变化量差值最小的两个相邻的插值点对应的功率值，l(j)、l(j-1)分别表示m(j)、m(j-1)的功率补偿值。

30、进一步的，根据所述功率增量补偿量，确定满足预设单次功率增量约束的理想功率增量，具体包括：

31、根据所述功率增量补偿量，按照下式计算初步功率增量；

32、δp0＝(pg+δβ)-pmea

33、式中，δp0为初步功率增量，pg为目标输出功率，pmea为当前时刻输出功率；

34、根据所述初步功率增量，按照下式确定预设单次功率增量约束的理想功率增量：

35、

36、式中，δp*为理想功率增量，step为预设单次功率增量约束。

37、进一步的，所述将所述理想功率增量分配到各储能电池组，得到位于所述输出功率约束范围内的各储能电池组下一时刻的输出功率，具体包括：

38、基于各储能电池组的剩余电量、健康状态和理想功率增量，按照下式计算各储能电池组下一时刻的初步输出功率：

39、

40、式中，为储能电池组i下一时刻的初步输出功率，si为储能电池组i剩余电量，hi为储能电池组i健康状态，δp*为理想功率增量，pmea为当前时刻的输出功率；

41、根据所述初步输出功率，确定位于所述输出功率约束范围内的各储能电池组下一时刻的输出功率：

42、

43、式中，为下一时刻的输出功率，ui分别为储能电池组i输出功率约束范围的上、下限。

44、本发明还提供了一种考虑电池健康状态的储能站协调控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述方法。

45、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令在由处理器执行时实现上述方法。

46、本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法。

47、本发明与现有技术相比，其有益效果是：

48、1、本发明充分考虑了储能电池组剩余电量和储能电池组健康状态，可以对不同电池健康状态、剩余电量的储能电池组进行自适应控制，均衡分配各储能电池组功率，避免储能电池组频繁切换充放电状态，提高了储能电池组使用寿命，提高储能电池组剩余容量的均衡程度；

49、2、本发明的控制方法可适用于大型储能站，满足大型储能站后期新增储能电池组与原有储能电池组同时协调控制的需求，具有强大的适用性；

50、3、本发明的控制方法充分考虑了储能电池组的剩余电量和单次功率增量约束，可平滑调节储能电池组输出功率。

技术特征：

1.一种考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，所述根据各储能电池组的剩余电量，确定各储能电池组的输出功率约束范围，具体包括：

3.根据权利要求2所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，所述放电缩放系数具体为：

4.根据权利要求1所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，所述根据所述目标输出功率和当前时刻输出功率，确定储能站下一时刻的理想功率增量，具体包括：

5.根据权利要求4所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，所述根据所述功率变化量确定功率增量补偿量具体包括：

6.根据权利要求4所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，根据所述功率增量补偿量，确定满足预设单次功率增量约束的理想功率增量，具体包括：

7.根据权利要求1所述的考虑电池健康状态的储能站协调控制方法，其特征在于，所述将所述理想功率增量分配到各储能电池组，得到位于所述输出功率约束范围内的各储能电池组下一时刻的输出功率，具体包括：

8.一种考虑电池健康状态的储能站协调控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令在由处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种考虑电池健康状态的储能站协调控制方法设备、存储介质及产品，方法包括：获取储能站的功率调节指令，以及当前时刻储能站中各储能电池组的剩余电量、健康状态和输出功率；根据各储能电池组的剩余电量，确定各储能电池组的输出功率约束范围；根据所述目标输出功率和当前时刻输出功率，确定储能站下一时刻的理想功率增量；将所述理想功率增量分配到各储能电池组，得到位于所述输出功率约束范围内的各储能电池组下一时刻的输出功率；其中，储能电池组剩余电量越多、健康状态越健康，则分配到的理想功率增量越多；生成用于指示储能电池组下一时刻输出功率的功率协调指令，并下发至对应储能电池组。本发明提高了储能电池组使用寿命。

技术研发人员：郭梦旭,刘双,王传秀,王伟,成月良,董雪,徐溶峰,毛培烨
受保护的技术使用者：国电南瑞南京控制系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/19