[发明专利]一种电池下垂控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种电池下垂控制方法及装置，包括：获取空载时的直流参考电压；确定电池组的边际损耗和下垂系数；根据空载时的直流参考电压、电池组的边际损耗和下垂系数，确定变流器输出电压。本发明提供的技术方案，计算变流器输出电压时考虑电池组的边际损耗和下垂系数，仅利用本地信息即可实现自治控制，无需通信网络，考虑电池的衰减损耗特性，实现了电池储能系统衰减损耗最低，延长了储能系统的使用寿命。

技术领域

本发明涉及储能系统控制与优化技术，具体涉及一种电池下垂控制方法及装置。

背景技术

孤岛运行的微电网作为智能配电网的重要组成部分，已经在海岛、农村、边防、船舰等远离供电中心的地区系统中成功应用。锂电池作为典型的储能装置，是孤立微电网中的核心控制单元，可以为电网提供稳定电压参考。为了充分发挥电池储能的效能，在储能运行控制中需要综合考虑其剩余容量、充放电功率及充放电次数对其寿命的影响。因此，锂电池的寿命模型对于微电网优化运行至关重要，影响单体锂电池寿命衰减的因素为输出有功功率、锂电池端电压等。

传统下垂控制的功率分配方法，并未考虑锂电池的寿命因素，易导致锂电池储能系统衰减损耗大，寿命短。因此，为克服上述缺陷需要提供一种电池下垂控制方法及装置。

发明内容

本发明提供一种电池下垂控制方法，包括：

获取空载时的直流参考电压；

确定电池组的边际损耗和下垂系数；

根据空载时的直流参考电压、电池组的边际损耗和下垂系数，确定变流器输出电压。

所述变流器输出电压U_i如下式所示：

式中，U_ref为空载时的直流参考电压，L_i(P_i)为电池组i的边际损耗，P_i为电池组i的输出有功功率，P_i＝U_0i×I_0i，U_0i、I_0i分别为电池组逆变器输出端的电压、电流，λ为下垂系数。

所述电池组的边际损耗L_i(P_i)如下式所示：

式中，h_i(P_i)为电池组i的单位时间衰减损耗。

电池组的衰减损耗h(p)计算公式为：

h(P)＝γ₁P²+γ₂|P|+γ₃ (5)

其中，

式中，P_B为单体电池的输出有功功率，U为单体电池输出的直流电压，β₁到β₇为电池的常数，P为电池组输出功率，h(P)单位为Wh/s，表示电池组每秒消耗的容量，γ₁、γ₂、γ₃为电池组的常数，N为电池组中单体电池的个数。

电池组同时充电或放电时，以放电为正；

电池组i的边际损耗如下式所示：

所述下垂系数λ的取值满足下式：