一種混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，W超級電容的荷電狀 態(tài)(S0C)和蓄電池組的荷電狀態(tài)為反饋量，對蓄電池組進(jìn)行選擇投切，屬于混合儲能和風(fēng)力 發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在風(fēng)電場中，通過風(fēng)能與儲能系統(tǒng)的相互配合，能有效平衡風(fēng)電功率波動(dòng)，單一的 儲能系統(tǒng)難W滿足風(fēng)電場對儲能系統(tǒng)的能量密度和功率密度的要求。另外，多種儲能技術(shù) 的配合使用，能夠最大限度發(fā)揮儲能系統(tǒng)性能的同時(shí)還能夠使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，降低設(shè) 備的冗余度。所W利用超級電容功率密度大、充放電速度快的特點(diǎn)，平滑風(fēng)電中變化速度較 快的高頻分量和蓄電池能量密度大、響應(yīng)速度慢的特點(diǎn)，平滑風(fēng)電中變化速度較慢的低頻 分量，組成混合儲能系統(tǒng)。
[0003] 目前，混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的一個(gè)重要問題是應(yīng)用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命。在 影響電池壽命的因素中，除了電池本身的物理性能和不正確的充放電規(guī)則外，充電電壓和 放電深度也是重要的原因。具體地，就蓄電池組的投切方法而言，目前研究較少。研究較多 的是用于無功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鹘M的投切，且集中于循環(huán)投切法的研究，該方法使得先投 入的電容組先退出，后投的后切除，從而使各組電容W及投切開關(guān)使用幾率均等。但是，若 將此方法直接應(yīng)用到蓄電池組的投切控制上，還存在如下缺陷：盡管循環(huán)投切法能夠保證 各蓄電池組運(yùn)行時(shí)間上的均衡，但并不能保證各蓄電池組荷電狀態(tài)的均衡。準(zhǔn)確地說，循環(huán) 投切法會(huì)使得各蓄電池組的放電深度(D0D)有較大差別，長期處于放電深度超過30%~ 50%，其循環(huán)壽命將受到不利影響，因此，上述方法不適用于風(fēng)電場混合儲能系統(tǒng)中蓄電池 組的投切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方 法，根據(jù)超級電容和蓄電池組荷電狀態(tài)的不同進(jìn)行選擇性的投切，能夠均衡各蓄電池組在 充放電過程中的荷電狀態(tài)，減小蓄電池組的放電深度，從而延長蓄電池組循環(huán)壽命。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用W下技術(shù)方案：
[0006] -種混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，所述混合儲能系統(tǒng)包括超級電容 和四個(gè)蓄電池組，所述均衡投切方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1，根據(jù)超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值W及最優(yōu)狀態(tài)值，選擇蓄電池組的投切個(gè) 數(shù)，該選擇方法為:若當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[0.3,0.4)叫0.6,0.7)中，則蓄電池組的投切 個(gè)數(shù)為1;若當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[0.2,0.3)叫0.7,0.8)中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為2; 若當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[0.1,0.2)叫0.8,0.9)中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為3;若當(dāng)前荷 電狀態(tài)值在區(qū)間[0.0,0. 1)U[0.9,1.0]中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為4;
[000引步驟2,監(jiān)測各蓄電池組的當(dāng)前荷電狀態(tài)，并計(jì)算出各蓄電池組的荷電狀態(tài)值；
[0009] 步驟3,若步驟1的超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值小于最優(yōu)狀態(tài)值，則對步驟2各蓄電 池組的荷電狀態(tài)值進(jìn)行降序排列，從荷電狀態(tài)值最大的開始投切，直至達(dá)到步驟1中的投切 個(gè)數(shù)為止;若步驟1的超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值大于最優(yōu)狀態(tài)值，則對步驟2各蓄電池組 的荷電狀態(tài)值進(jìn)行升序排列，從荷電狀態(tài)值最小的開始投切，直至達(dá)到步驟1中的投切個(gè)數(shù) 為止；
[0010] 步驟4,在蓄電池組被投切到混合儲能系統(tǒng)后，再對超級電容的荷電狀態(tài)值進(jìn)行監(jiān) 測，并重復(fù)步驟1-步驟3。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在步驟1之前，實(shí)時(shí)監(jiān)測超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值， 并判斷當(dāng)前荷電狀態(tài)值是否為最優(yōu)狀態(tài)值，若是則該均衡投切方法結(jié)束，否則，繼續(xù)進(jìn)行。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述最優(yōu)狀態(tài)值為0.5。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在步驟2與步驟3之間，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算出的蓄電 池組的荷電狀態(tài)值始終小于0.5,則需縮短該蓄電池組的調(diào)節(jié)周期，將它的放電深度調(diào)節(jié)為 60%-90%;當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算出的蓄電池組的荷電狀態(tài)值始終大于0.5,則需增加該蓄 電池組的調(diào)節(jié)周期，將它的放電深度調(diào)節(jié)為10%-40%。
[0014] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述設(shè)定時(shí)間為一個(gè)月或者半年。
[0015] 本發(fā)明采用W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下技術(shù)效果：
[0016] 1、本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，W蓄電池作為超級電容的儲 能備用，使超級電容在混合儲能系統(tǒng)中保持在最佳狀態(tài)，增強(qiáng)了混合儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。
[0017] 2、本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，能夠均衡各蓄電池組在充放 電過程中的荷電狀態(tài)，減小蓄電池組的放電深度，從而延長蓄電池組的循環(huán)壽命，節(jié)約成 本。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法的工作流程圖。
[0019] 圖2是應(yīng)用在蓄電池組均衡投切方法的混合儲能系統(tǒng)及外圍硬件電路圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)在風(fēng)電場中的配置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出。下面通過 參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0022] 本發(fā)明一種混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，綜合考慮超級電容的荷電 狀態(tài)與各蓄電池組的荷電狀態(tài)，W此為依據(jù)決定蓄電池組的投切。
[0023] 如圖1所示，為本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法的工作流程圖，具 體步驟如下：
[0024] 步驟1，實(shí)時(shí)檢測估算出當(dāng)前超級電容的荷電狀態(tài)值，若超級電容保持在最優(yōu)狀態(tài) (即超級電容的荷電狀態(tài)S0C = 0.5 )，則結(jié)束此過程，直接輸出；若偏離最優(yōu)狀態(tài)，貝峭b至步 驟2;
[0025] 步驟2,根據(jù)步驟1估算出的S0C值來選擇蓄電池組的投切組數(shù)；
[00%] 步驟3,對蓄電池系統(tǒng)各蓄電池組進(jìn)行S0C監(jiān)測評估，估算出每個(gè)蓄電池組的荷電 狀態(tài)值；
[0027] 步驟4，根據(jù)步驟2中確定的投切組數(shù)和步驟3中各蓄電池組的S0C值，對蓄電池組 進(jìn)行確切選擇。若超級電容S0C<0.5，則對蓄電池組的S0C進(jìn)行降序排列，找出S0C最大的S 組蓄電池組;若超級電容S0C>0.5，則對蓄電池組的S0C進(jìn)行升序排列，找出S0C最小的S組 蓄電池組，S值如表1所示；
[0028] 表1蓄電池組投切組數(shù)
[00 巧]_
'[0030]~~步驟5,將選定的蓄電池組投入混合儲I能系統(tǒng)中，再對超級電容S0C進(jìn)行監(jiān)測評估，I 重復(fù)上述過程。
[0031] 如圖2所示，本發(fā)明混合儲能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法可通過在混合儲能 系統(tǒng)外圍增加硬件電路實(shí)現(xiàn)，混合儲能系統(tǒng)包括蓄電池系統(tǒng)和超級電容（即圖中C)，其中蓄 電池系統(tǒng)由4個(gè)蓄電池組組成（即圖中B1、B2、B3、B4);外圍硬件電路包括超級電容S0C監(jiān)測 電路、蓄電池組S0C監(jiān)測電路、雙向