一種儲能系統的功率控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池儲能技術領域，具體涉及一種針對為電動車提供動力來源的動力電池二次利用的儲能系統的功率控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著新能源汽車的快速發展，預計到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛，累計產銷量超過500萬輛。由于新能源汽車的核心部件是動力電池，其在新能源汽車成本中占有較高比重，而目前動力電池正常的使用壽命可能只有三到五年。在巨大的增量空間下，隨著動力電池使用壽命的結束，從電動汽車上報廢下來的動力電池將大量存在，這些電池如果被直接淘汰，會造成很大的浪費。如果如何處理成為業界面臨的一大難題。
[0003]公開資料顯示，當電池只能充滿原有電容量80%的時候，就不再適合繼續在電動汽車上使用。但報廢的動力電池制造工藝先進，即使報廢以后仍然保持很高的安全性和電性能。作為固定設施的儲能系統不需要超高密度蓄電，電池充電更加自由靈活。同時對于儲能市場而言，成本同樣是制約產業商業化發展的關鍵因素，因此對于低成本的儲能方案的需求也非常迫切。如果能通過二次利用動力電池得到低成本的儲能系統解決方案，對儲能行業發展也是非常有利的。此外，二次利用方式延長了動力電池的壽命，可達到降低系統成本的目的，不僅減緩了廢舊電池污染問題，還形成了良好的循環利用模式。
[0004]二次利用的動力電池組在實際運行中，受自身材料老化、溫度等因素影響導致不同電池組的工作性能和充放電狀態差異明顯，如果不采取優化措施將會使部分并聯的電池組更為頻繁地進行充放電運行，造成電池壽命快速衰減，影響系統運行穩定性和安全性，同時也降低了儲能系統的工作效率，因此需要針對不同電池組充放電特性進行功率優化分配控制。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種儲能系統的功率控制方法，通過對各并聯電池組實時荷電狀態的分級控制，實現并聯運行的多個電池組功率平衡，避免出現部分電池組頻繁充放電運行，延長儲能系統整體壽命，提高系統運行穩定性和安全性。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種儲能系統的功率控制方法，其特點是，該方法用于動力電池的二次利用，該方法包含:
儲能系統根據二次利用的動力電池組的荷電狀態值由大到小將并聯的動力電池組依次歸類為優先放電電池組、有效工作電池組和優先充電電池組；
電網向動力電池組充電時，儲能系統先控制優先充電電池組進行充電，再控制有效工作電池組進行充電，優先放電電池組不充電；
動力電池組向電網放電時，儲能系統先控制優先放電電池組進行放電，再控制有效工作電池組進行放電，優先充電電池組不放電。
[0007]上述荷電狀態值< 0.2的動力電池組歸類為優先充電電池組；0.2〈荷電狀態值^ 0.8的動力電池組歸類為有效工作電池組；荷電狀態值> 0.8的動力電池組歸類為優先放電電池組。
[0008]電網向動力電池組充電時，上述儲能系統判斷總功率給定值大于優先充電電池組的最大充電功率，則優先充電電池組以其最大充電功率充電。
[0009]電網向動力電池組充電時，上述儲能系統判斷總功率給定值小于等于優先充電電池組的最大充電功率，則優先充電電池組平均分配總功率給定值進行充電，有效工作電池組不充電。
[0010]上述儲能系統判斷總功率給定值在優先充電電池組充電后的剩余功率給定值大于有效工作電池組的最大充電功率，則有效工作電池組以其最大充電功率進行充電，并上報功率受限信號。
[0011]上述儲能系統判斷總功率給定值在優先充電電池組充電后的剩余功率給定值小于等于有效工作電池組的最大充電功率，則有效工作電池組平均分配剩余功率給定值。
[0012]動力電池組向電網放電時，上述儲能系統判斷總功率給定值大于優先放電電池組的最大放電功率，則優先放電電池組以其最大放電功率放電。
[0013]動力電池組向電網放電時，上述儲能系統判斷總功率給定值小于等于優先放電電池組的最大放電功率，則優先放電電池組平均分配總功率給定值進行放電，有效工作電池組不放電。
[0014]上述儲能系統判斷總功率給定值在優先放電電池組放電后的剩余功率給定值大于有效工作電池組的最大放電功率，則有效工作電池組以其最大放電功率進行放電，并上報功率受限信號。
[0015]上述儲能系統判斷總功率給定值在優先放電電池組放電后的剩余功率給定值小于等于有效工作電池組的最大放電功率，則有效工作電池組平均分配剩余功率給定值。
[0016]本發明公開的一種針對動力電池二次利用的儲能系統的功率控制方法和現有技術的儲能系統的功率控制方法相比，其優點在于，本發明實時根據各動力電池組的荷電狀態對多個并聯的電池組進行排序和優先級分組，結合功率給定值優先給充放電等級高的電池組分配功率，從而減少了各電池組的充放電次數，實現并聯運行的多個電池組功率平衡，避免出現部分電池組頻繁充放電運行，延長儲能系統整體壽命，提高系統運行穩定性和安全性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一種針對動力電池二次利用的儲能系統功率控制方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。
[0019]如圖1所示，為一種針對為電動車提供動力來源的動力電池組進行二次利用的儲能系統的功率控制方法的實施例一，該方法通過對各并聯的動力電池組實時荷電狀態的分級控制，實現并聯運行的多個動力電池組功率平衡，該控制方法具體包含以下步驟: 步驟1、針對所采用的動力電池組的特性，計算并制定不同荷電狀態(State ofCharge, SOC)階段所對應的最大放電功率_和最大充電功率P dls-_—_。
[0020]上述不同荷電狀態(SOC)階段所對應的最大充電功率和最大放電功率
Pdischarge_max 的計算方式如下:
不同SOC階段對應的最大充電功率_為式(I)所示:
Pcharge—max Us X Icc X ^c SOC X ^c temp( I )
不同SOC階段對應的最大放電功率Pdls-^niax為式(2)所示:
Pdischarge max Us ^ I dc ^ ^d SOC 父 ^d temp( 2 )
式(I)和(2)中，1為電池實測電壓；1。。和I d。分別為可用持續充電電流和持續放電電流；D。—I和D d—I分別為充電SOC衰減系數和放電SOC衰減系數，即不同SOC階段對應的充電電流和放電電流的衰減率；D。—tOTp和D d—tOTp分別為充電溫度衰減系數和放電溫度衰減系數，即不同溫度情況下對應的充電電流和放電電流的衰減率。以上最大充電功率_和最大放電功率Pdls-^niax的計算方法為現有技術，除電池電壓外的其它計算系數可結合廠商提供的數據以及實測數據確定。
[0021 ] 步驟2、儲能系統接收調度系統下發的儲能系統總輸出功率給定值Praf，定義Praf>0為動力電池組向電網放電，Praf〈0為電網向動力電池組充電。該調度系統為動力電池的電力調度系統。
[0022]步驟3、儲能系統對二次利用的動力電池組進行分級歸類。
[0023]儲能系統檢測η組并聯的動力電池組的實時荷電狀態值(S0C值)，并按照SOC值從小到大的順序對各組動力電池組進行排序和歸類，其中，定義SOC1S 0.2的動力電池組為優先充電電池組，電池組個數實時統計為a ;定義0.2<S0C1^ 0.8的動力電池組為有效工作電池組，電池組個數實時統計為b ;定義SOC1S 0.8的動力電池組為優先放電電池組，電池組個數實時統計為C。上述SOC1S SOC值。
[0024]步驟4、儲能系統通過計算獲取:優先放電電池組內的最大放電功率Ptot—p?—dls-_、有效工作電池組內的最大放電功率PtOmkw優先充電電池組內的最大充電功率Ptot—以及有效工作電池組內的最大充電功率Ptot—。一。
[0025]步驟5、儲能系統在控制動力電池組向電網放電或充電時，根據儲能系統總輸出功率給定值Praf與優先放電電池組內的最大放電功率P tot—ρ?—有效工作電池組內的最大放電功率Ptot—dls。一、優先充電電池組內的最大充電功率