[发明专利]一种电力系统储能站中锂离子电池的剩余电量校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统储能站中锂离子电池的剩余电量校正方法，属于电网电池储能管理技术领域。

背景技术

大规模储能技术能够快速有效地储存或释放电能，发挥缓冲作用，改变了电网传统的“发-输-配-用”运行模式。储能系统既可作为发电设备，也可作为用电设备，在电力系统中具备削峰填谷、调峰调频、阻尼控制、电能质量治理、新能源配合并网等功能。锂离子电池储能是近年来迅速发展的一项储能技术，已经在国内外实现工程应用。电池储能站具有选址不受限、建设周期短、规模灵活可调等优点，但电池的成本仍然居高不下，成为制约电池储能技术发展的关键因素。为了提高电池储能的性价比，一方面可通过优化降低电池储能站的建设成本，尤其是电池的成本，另一方面应当提高电池储能站的运行效率，即在电池的寿命周期内最大限度地提高其价值。充分利用电池、延长电池的使用寿命、降低电池的维护成本是提高电池储能站运行效率的重要手段。为此，在电池运行过程中，必须实时监测电池的运行状态，并根据电池的运行状态调整其工作方式。反映电池运行状态的主要指标包括电池的电压、电流、温度、剩余电量(SOC)和健康状态(SOH)等。电池的电压、电流、温度能够通过传感器直接实时采集测量，而SOC和SOH只能根据电池的其它状态指标及历史数据进行估算。在电池充放电过程中，电池的SOC随着时间推移而快速变化，并且SOC需要控制在安全范围内，而电池的SOH在短时间内基本不变。因此，SOC的准确估计十分重要，SOC估计算法是国内外相关科研机构的重点研究对象。

目前，SOC估计算法的理论研究已经取得了显著成果，并在实验室或部分工程应用中得到验证。但是，在大规模电池储能应用中，电池数量成千上万，电池的性能并不完全一致，甚至可能存在较大差异，SOC估计结果会出现较大误差。通常对SOC进行定期标定或校正，由此引出了如何制定电池SOC校正方法的问题。校正电池SOC主要包括确定电池SOC的上下限所在位置以及电池的可用容量。

发明内容

本发明的目的是提出一种电力系统储能站中锂离子电池的剩余电量校正方法，对已有技术进行改进、修正及完善，克服因电池异常老化或极度不均衡造成的剩余电量减小的问题，并完成电池的可用容量、剩余电量上下限的标定，能够提高电池剩余电量估计结果的准确度和可信度。

本发明提出的电力系统储能站中锂离子电池的剩余电量校正方法，包括以下步骤：

(1)对电力系统储能站中的由n个电池单体串联形成的电池组进行充电或放电，充电功率或放电功率为储能站规定的电池组额定功率，使得电池组达到剩余电量SOC为50％，利用电池厂家提供的电池充放电电压变化曲线和电池组的平均单体电压按照负载电压法，估计得到电池组剩余电量SOC：

SOC0.5=f(u‾0.5,i),]]>

其中，SOC_0.5表示电池组的剩余电量SOC为50％，函数f为电池厂家提供的电池充放电电压变化曲线的函数表达式，i为与电池组额定功率相对应的电流；

(2)使上述步骤(1)中的电池组在SOC_0.5下静置，静置30分钟后对组成电池组的n个电池单体进行电压均衡，使得所有电池单体的电压趋于一致，令均衡后电池单体的最大电压为u_max|0.5,按照负载电压法，计算得到具有最大电压的电池单体的剩余电量，记为SOC_max|0.5，并计算SOC_max|0.5与电池组的剩余电量SOC_0.5的差值ΔSOC_max|0.5：