CN111916871A - 储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用*** - Google Patents

储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用*** Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用***，该方法首先根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型，进而得到电芯温度与储能收益之间的关系；然后，根据该储能计算模型，确定储能全生命周期特性参数满足要求时电芯温度的可取范围，使电芯温度被控制在该可取范围内时，储能收益能够维持在较高水平；最后根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节，进而将电芯温度调节至该可取范围内，确保储能***的整体收益处于满足要求的较高水平，使储能收益相比现有技术得到提高。

Description

储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用***
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用***。
背景技术
在储能***中，为了保障储能电池舱中储能电池的电芯及配套电器设备在安全的温度范围内运行，一般配置了空调、风扇等温控设备。
现有储能***的温度控制方案，通常是将空调设置成单一的自动运行模式，然后根据环境温度、电芯温度，通过控制模块控制控温设备进行制冷、制热，实现对储能***温度的控制。但是，这种控制方案仅是针对温度的单一控制，未能兼顾储能***的整体收益。
发明内容
对此，本申请提供一种储能电池舱温控方法、储能放电控制方法及储能应用***，以提高储能***的整体收益。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本申请第一方面公开了一种储能电池舱温控方法，包括：
根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与所述储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型；
根据所述储能计算模型，确定所述储能全生命周期特性参数满足要求时所述电芯温度的可取范围；
根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，所述根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节，包括：
根据所述电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制所述调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，所述根据电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制所述调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节，包括：
获取所述电芯的当前温度和所述储能电池舱内的当前温度；
分别对比所述电芯的当前温度与所述电芯温度的可取范围之间的大小关系，以及，所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系；
若所述电芯的当前温度大于所述电芯温度的可取范围上限，或者，所述储能电池舱内的当前温度大于所述储能环境温度的预设可取范围上限，则控制所述调温设备启动制冷；
若所述电芯的当前温度小于所述电芯温度的可取范围下限，或者，所述储能电池舱内的当前温度小于所述储能环境温度的预设可取范围下限，则控制所述调温设备启动制热；
若所述电芯的当前温度位于所述电芯温度的可取范围内，且，所述储能电池舱的当前温度位于所述储能环境温度的预设可取范围内，则控制所述调温设备待机。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，储能电池处于运行状态和待机状态时，所述储能环境温度的预设可取范围不同；
所述储能电池舱温控方法中，在所述分别对比所述电芯的当前温度与所述电芯温度的可取范围之间的大小关系，以及，所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系之前，还包括：确定储能电池的状态；
对比所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系，包括：对比所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度在所述储能电池相应状态下的预设可取范围上下限之间的大小关系。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，在根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节之后，还包括：
若储能电池处于运行状态，则判断储能变流器的待下发功率是否大于上一时刻的储能实际功率；
若所述待下发功率大于上一时刻的储能实际功率，则控制所述调温设备启动制冷；
若所述待下发功率不大于上一时刻的储能实际功率，则控制所述调温设备启动制热。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，在根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节之后，还包括：
若储能电池从待机状态向运行状态切换时，则判断储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值是否大于所述调温设备的预留反应时间；
若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值小于等于所述预留反应时间，则依据所述储能电池舱内的当前温度与储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系，控制所述调温设备启动制冷或制热；
若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值大于所述预留反应时间，则控制所述调温设备维持原状。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，所述储能全生命周期特性参数为所述储能电池舱全生命周期总收益，或者，所述储能电池舱全生命周期总上网电量。
可选地，在上述的储能电池舱温控方法中，所述储能全生命周期特性参数为所述储能电池舱全生命周期总收益，所述根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与所述储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型包括：
基于所述电池衰减规律，建立所述电芯温度与电站预设运行年数及电池容量保持率之间的电池运行函数；
依据储能装机容量、储能耗电量、等效运行天数、储能充电效率、储能放电效率、所述电池容量保持率及单位电量储能上网收益，建立所述储能电池舱的年收益计算函数；
基于所述电池运行函数和所述年收益计算函数，确定储能电池舱在预设运行年数下的所述储能计算模型。
本申请第二方面公开了一种储能放电控制方法，包括：如第一方面公开的任一所述的储能电池舱温控方法，以及，在根据所述储能计算模型，确定所述储能全生命周期特性参数满足要求时所述电芯温度的可取范围之后执行的：
根据所述电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型；
根据所述放电计算模型，确定所述储能放电功率；
在预设放电时间段内，控制储能电池按照所述储能放电功率进行放电。
可选地，在上述的储能放电控制方法中，所述根据所述电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型包括：
分别构建所述储能放电功率与储能放电时长、储能装机容量、电池容量保持率、储能充电效率及储能放电效率之间的放电功率模拟函数，所述储能放电功率与储能自用电设备耗电功率之间的储能耗电量函数，以及所述储能放电功率与电池放电效率、线路损耗、储能变流器效率、变压器效率之间的储能放电效率函数；
依据所述放电模拟函数、所述储能耗电量函数、所述储能充放电效率函数及上网电价，得到所述放电计算模型。
可选地，在上述的储能放电控制方法中，所述储能放电特性参数为储能全生命周期放电总收益或者储能全生命周期总上网电量。
本申请第三方面公开了一种储能应用***，包括：控制器、储能变流器和独立的储能电池舱；
所述储能电池舱的储能连接端通过所述储能变流器连接并网点处的变压器；
所述控制器用于执行如第一方面公开的任一所述的储能电池舱温控方法，和/或，执行如第二方面公开的任一所述的储能放电控制方法。
可选地，在上述的储能应用***中，所述控制器为设置于所述储能电池舱中的能量管理***。
可选地，在上述的储能应用***中，所述储能电池舱中还包括：储能模块、电池汇流柜、电池管理***、消防***、空调***和环境监测仪；
所述储能模块通过所述电池汇流柜与所述储能电池舱的储能连接端内侧相连；
所述电池管理***与所述储能模块通信相连；
所述能量管理***通过所述变压器从电网取电，并分别与所述消防***、所述空调***、所述环境监测仪、所述电池管理***及所述储能变流器通信相连。
可选地，在上述的储能应用***中，所述储能应用***还包括：新能源发电***。
可选地，在上述的储能应用***中，所述新能源发电***包括：光伏发电***、风力发电***以及柴油发电***中的至少一个。
基于上述本发明提供的储能电池舱温控方法，该方法首先根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型，进而得到电芯温度与储能收益之间的关系；然后根据该储能计算模型，确定储能全生命周期特性参数满足要求时电芯温度的可取范围，使电芯温度被控制在该可取范围内时，储能收益能够维持在较高水平；最后根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节，进而将电芯温度调节至该可取范围内，确保储能***的整体收益处于满足要求的较高水平，使储能收益相比现有技术得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种储能电池舱温控方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的构建储能计算模型的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种双闭环控制的流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种双闭环控制的流程图；
图5为本申请实施例提供的另一种储能电池舱温控方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的又一种储能电池舱温控方法的流程图；
图7为本申请实施例提供的一种储能放电控制方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的构建放电计算模型的流程图；
图9为本申请实施例提供的一种储能应用***的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种储能应用***的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的储能应用***的通讯架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种储能电池舱温控方法，以提高储能***的整体收益。
请参见图1，该储能电池舱温控方法主要包括以下步骤：
S101、根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型。
其中，电池衰减规律可以是电池自身衰减特性对应的规律。
储能全生命周期特性参数可以是储能电池舱全生命周期总收益，还可以是储能电池舱全生命周期总上网电量。
请参见图2，依据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型的具体过程为：
S201、基于电池衰减规律，建立电芯温度与电站预设运行年数及电池容量保持率之间的电池运行函数。
其中，该电池运行函数为：r＝f(T1,n)；T1为电芯温度，n为电站预设运行年数，r为电池容量保持率。
假设储能全生命周期特性参数为储能电池舱全生命周期总上网电量，则执行完步骤S201之后，即可依据储能装机容量C、储能耗电量Q1、储能充电效率k1、等效运行天数m及电池容量保持率r，建立储能电池舱全生命周期总上网电量的计算函数：(C·r·k1-Q1)·m；然后再根据该电池运行函数和储能电池舱全生命周期总上网电量的计算函数，即可确定电站预设运行年数X下，储能电池舱全生命周期总上网电量与电芯温度之间的储能计算模型
Figure BDA0002587398550000071
假设储能全生命周期特性参数为储能电池舱全生命周期总收益，则执行图2中所示的步骤S202和S203。
S202、依据储能装机容量、储能耗电量、等效运行天数、储能充电效率、储能放电效率、电池容量保持率及单位电量储能上网收益，建立储能电池舱的年收益计算函数。
其中，该年收益计算函数为：I2＝(C·r·k1-Q1)·k2·m·I1；C为储能装机容量，r为电池容量保持率、k1为储能充电效率，Q1为储能耗电量，k2为储能放电效率，m为等效运行天数，I1为单位电量储能上网收益。
在实际应用中，可以通过上网收益单价得到单位电量储能上网收益I1。
该储能耗电量Q1为储能放电时，储能电池舱所处***自身所消耗的电量。具体的，在储能放电时，该***中的调温设备及其他自用电设备的所需电量，由自身供给。此时的储能耗电量Q1可以通过自身所处***的历史耗电量数据确定。
S203、基于电池运行函数和年收益计算函数，确定储能电池舱在预设运行年数下的储能计算模型。
其中，若电站预设运行年数为10，则相应的储能计算模型为：
Figure BDA0002587398550000072
I3为储能电池舱全生命周期总收益。
根据上述电池运行函数、年收益计算函数和储能计算模型中各个参数之间的关系，能够得到储能电池舱全生命周期总收益I3与电芯温度T1之间所存在的对应关系。
因此，能够通过储能电池舱全生命周期总收益或储能电池舱全生命周期总上网电量处于较高的水平，来反推得到电芯温度的可取范围，也即可以执行步骤S102。
S102、根据储能计算模型，确定储能全生命周期特性参数满足要求时电芯温度的可取范围。
以储能电池舱全生命周期总收益为储能全生命周期特性参数构建储能计算模型为例进行说明，则可以从所有的储能全生命周期收益中，选取大于预设收益的部分储能全生命周期收益所对应电芯的温度，作为该电芯温度的可取范围；当然，还可以将所有的储能全生命周期收益按照降序或者升序进行排序，选取降序序列的前q位或者升序序列后q位的储能全生命周期收益所对应电芯的温度，作为该电芯温度的可取范围，q为正整数。
其中，预设收益的具体取值，可根据应用环境和用户选择自行确定，本申请不作具体限定，只需要保证该预设收益为***中较优的收益即可。同理，q的具体取值，也可以根据应用环境和用户选择自行确定，也只需保证所选取q中各个收益为***中较优收益即可。
S103、根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节。
其中，储能电池舱内的调温设备可以是空调，也可以是风扇；当然，还可以是现有的其他具有调温功能的设备。本申请对调温设备的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
在实际应用中，可以根据电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节。
该储能环境温度的预设可取范围，可以根据储能电池舱中除电池电芯外的其他电气设备在工作时温度范围和质保协议中的温度要求去确定。
其中，储能电池处于运行状态和待机状态时，储能环境温度的预设可取范围不同；也即该储能环境温度的预设可取范围包括：储能运行时的储能环境温度的预设可取范围，和，储能待机时的储能环境温度的预设可取范围。
假设储能电池舱内主要电气设备耐温情况如表1所示，则可知适合电池汇流柜工作的环境温度范围为：[0℃，40℃]，而电池质保协议要求电池在储能运行时的工作环境温度范围是[18℃，28℃]，在储能待机时的工作环境温度范围是[5℃，28℃]。对上述温度分别取交集，可得到在储能运行时储能环境温度的预设可取范围为[18℃，28℃]，在储能待机时储能环境温度的可取范围是[5℃，28℃]。
表1储能电池舱内主要电气设备耐温情况表
设备名称 厂家 工作温度范围 存储温度范围
电池 三星 18～28℃ 5～28℃
EMS(能量管理***) 阳光电源 -30～60℃ -40～85℃
BCP(电池汇流柜) 阳光电源 0～40℃ \
FFS(消防***(含控制柜)) 正天齐 0～50℃ \
HVAC(空调) 盖鼎 -35～50℃ \
工控机 东田 -40～70℃ \
监控 海康威视 -30～60℃ \
配电箱(含线缆) 许继 -15～180℃ \
请参见图3，根据电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节的具体过程如下：
S301、获取电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2。
在实际应用中，可以通过实时检测电芯和储能电池舱内温度的方式，获取得到该电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2。
当然，还可以通过现有技术中其他方式，获取到电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2，本申请对获取温度的方式不作限定，均属于本申请的保护范围。
S302、分别对比电芯的当前温度T1与电芯温度的可取范围[T1-1,T1-q]之间的大小关系，以及，储能电池舱内的当前温度T2与储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系。
若电芯的当前温度T1大于电芯温度的可取范围上限T1-q，或者，储能电池舱内的当前温度T2大于储能环境温度的预设可取范围上限，则执行步骤S303；若电芯的当前温度T1小于电芯温度的可取范围下限T1-1，或者，储能电池舱内的当前温度T2小于储能环境温度的预设可取范围下限，则执行步骤S304；若电芯的当前温度T1位于电芯温度的可取范围[T1-1,T1-q]内，且，储能电池舱的当前温度T2位于储能环境温度的预设可取范围内，则执行步骤S305。
S303、控制调温设备启动制冷。
S304、控制调温设备启动制热。
S305、控制调温设备待机。
由此，通过上述过程，即可根据电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，实现对于调温设备运行的双闭环控制。
在实际应用中，当储能环境温度的预设可取范围分别为储能运行时的储能环境温度的预设可取范围[T2a,T2b]和储能待机时的储能环境温度的预设可取范围[T2c,T2d]，该调温设备为空调时，步骤S103、根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节的具体执行过程可如图4所示。
结合图4，在执行检测电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2之前，还包括：判断储能电池是否运行。若是储能电池运行，则执行检测电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2的步骤。实际应用中，判断储能电池是否运行，只要在步骤S202之前执行即可。
然而，在判断储能电池是否运行之前，还包括：判断储能电池是否出现故障。若储能电池出现故障，则对储能电池进行检测；若否，则执行判断储能电池是否运行的步骤。
当控制空调启动制冷，启动制热及待机之后，均返回检测电芯的当前温度T1和储能电池舱内的当前温度T2的步骤。
在本实施例中，首先根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型，进而得到电芯温度与储能收益之间的关系；然后根据该储能计算模型，确定储能全生命周期特性参数满足要求时电芯温度的可取范围，使电芯温度被控制在该可取范围内时，储能收益能够维持在较高水平；最后根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节，进而将电芯温度调节至该可取范围内，确保储能***的整体收益处于满足要求的较高水平，使储能收益相比现有技术得到提高。
并且，本方案还充分考虑了储能电池舱内除电芯外的其他电气设备适宜工作温度范围，能够准确设置调温设备的运行参数，以确保电芯及相关配套设备均工作于合理的温度范围内，从而能够提高***运行的安全性和经济性，以及降低储能电池舱内各个设备因过温所导致的损毁问题。
可选地，请参见图5，在本申请提供的另一实施例中，在执行步骤S103、根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节之后，还包括以下步骤：
S401、若储能电池处于运行状态，则判断储能变流器的待下发功率是否大于上一时刻的储能实际功率。
在实际应用中，储能电池的运行状态包括：储能电池的充电状态和储能电池的放电状态。
若该储能电池所处***为光伏储能***，则在储能电池处于充电状态时，该储能变流器的待下发功率由光伏预测功率确定；而在储能电池处于放电状态时，该储能变流器的待下发功率由负荷预测功率确定。
若所述待下发功率大于上一时刻的储能实际功率，则执行步骤S402；若所述待下发功率不大于上一时刻的储能实际功率，则执行步骤S403。
S402、控制调温设备启动制冷。
S403、控制调温设备启动制热。
本实施例通过在对调温设备的运行进行双闭环控制的基础之上，再执行根据储能变流器的待下发功率控制调温设备运行，也即将双闭环控制的优先级设置成最高，能够在保证调温设备的运行参数设置在满足电芯温度的可取范围内、维持收益最优之后，再次根据储能变流器的待下发功率对调温设备的运行参数进行调整，使得调温设备的运行参数更加符合当前储能电池舱的环境，以确保储能电池舱中各个电气设备的正常运行。
可选地，请参见图6，在本申请提供的另一实施例中，在执行步骤S103、根据电芯温度的可取范围，控制储能电池舱内的调温设备运行，以实现对储能电池舱的温度调节之后，还包括以下步骤：
S501、若储能电池从待机状态向运行状态切换时，则判断储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值是否大于调温设备的预留反应时间。
储能电池从待机状态向运行状态切换可以是储能电池从待机状态向放电状态切换，也可以是储能电池从待机状态向充电状态切换。
储能的预设充放电时间是储能开始充电至开始放电之间的时间，该预设充放电时间是根据储能电池舱内外温度差和电芯的当前温度确定的，每天所对应的预设充放电时间并不相同。
例如，该储能的预设充放电时间可以是：充电时间从10:00开始，放电时间从16:00开始。当然，该预设充放电时间中的充电时间和放电时间还可以是其他取值，本申请对其不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
当前时间是储能电池从待机状态向运行状态切换时所对应的时间。调温设备的预留反应时间为：提前设定为该调温设备响应控制指令所预留的时间。
若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值小于等于预留反应时间，则执行步骤S502；若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值大于预留反应时间，则执行步骤S503。
同样，假设储能的预设充放电时间为：充电时间从10:00开始，放电时间从16:00开始，当前时间为16：30，预留的反应时间为50min，则预设充放电时间与当前时间之间的差值小于预留反应时间。若当前时间为15:30，则预设充放电时间与当前时间之间的差值大于等于预留的反应时间。
S502、依据储能电池舱内的当前温度与储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系，控制调温设备启动制冷或制热。
若储能电池舱内的当前温度大于储能电池处于运行状态时对应的储能环境温度的预设可取范围上限，则控制调温设备启动制冷；若储能电池舱内的当前温度小于储能电池处于运行状态时对应的储能环境温度的预设可取范围下限，则控制调温设备启动制热。
若储能电池舱内的当前温度大于储能电池处于待机状态时对应的储能环境温度的预设可取范围上限，则控制调温设备启动制冷；若储能电池舱内的当前温度小于储能电池处于待机状态时对应的储能环境温度的预设可取范围下限，则控制调温设备启动制热。
S503、控制调温设备维持原状。
本实施例能够在执行双闭环控制的基础之上，针对不同的储能电池状态切换方式，为调温设备响应控制指令预留一定反应时间，以此确保对调温设备的可靠切换，以提高对储能电池舱内的温度控制的精度，避免储能电池舱温度的失控。
在上述的储能电池舱温控方法的基础之上，在执行储能电池舱温控方法中的步骤S102、根据储能计算模型，确定储能全生命周期特性参数满足要求时电芯温度的可取范围之后，本申请另一实施例还提供了一种储能放电控制方法，请参见图7，该储能放电控制方法主要包括以下步骤：
S601、根据电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型。
在实际应用中，该储能放电特性参数可以是储能全生命周期放电总收益或者储能全生命周期总上网电量。
假设该储能放电特性参数为储能全生命周期放电总收益，则步骤S601、根据电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型的具体过程请参见图8，具体步骤如下：
S701、分别构建储能放电功率与储能放电时长、储能装机容量、电池容量保持率、储能充电效率及储能放电效率之间的放电功率模拟函数，储能放电功率与储能自用电设备耗电功率之间的储能耗电量函数，以及储能放电功率与电池放电效率、线路损耗、储能变流器效率、变压器效率之间的储能放电效率函数。
在实际应用中，首先可以在储能装机容量、电池容量保持率、储能充电效率及储能放电效率的基础之上，考虑储能放电功率对储能放电时长的影响，建立放电功率模拟函数。
其中，该放电模拟函数为：P5·t4＝(C·r·k1-Q1)·k2；P5为储能放电功率，t4为储能放电时长，C为储能装机容量，r为电池容量保持率，k1为储能充电效率，k2为储能放电效率，Q1为储能自用电设备自耗电量。
其次，在储能放电功率取值不同时，考虑电池电芯散热的不同、储能***中调温设备及其他耗电设备功率的不同，对储能自用电设备自耗电量的影响，建立储能耗电量函数。
该储能耗电量函数为：
Figure BDA0002587398550000141
其中，P6为储能自用电设备的耗电功率。
进而，再考虑在储能放电功率取值不同时，对储能放电效率的影响。由于储能放电时能量主要由电池经过线路、储能变流器、变压器汇入电网，因此综合考虑电池放电效率、线路损耗、储能变流器效率、变压器效率对储能放电效率的影响，得到储能放电效率函数。
该储能放电效率函数为：k2＝k2a(P5)·[1-k2b(P5)]·k2c(P5)·k2d(P5)。k2为储能放电效率，k2a为电池放电效率，k2b为线路损耗，k2c为储能变流器效率，k2d为变压器效率。
S702、依据放电模拟函数、储能耗电量函数、储能充放电效率函数及上网电价，得到放电计算模型。
假设上网电价为I4，则该放电计算模型为：I5＝(C·r·k1-Q1)·k2·I1+Q1·I4；I5为储能放电收益。
S602、根据放电计算模型，确定储能放电功率。
实际应用中，可以将放电计算模型在最优收益时的储能放电功率，作为所确定的储能放电功率。
当然，还可以将放电计算模型中其他收益对应的储能放电功率，作为所确定的储能放电功率。
S603、在预设放电时间段内，控制储能电池按照储能放电功率进行放电。
实际应用中，可以设置每一天均有相应的预设放电时间段，且预设放电时间段内的储能放电功率，会按天计算并更新。另外，在执行本储能放电控制方法时，储能电池的预设放电时间段可以进行动态调整，并不以储能放电时段开始时刻(16:00)为限制。
在本实施例中，首先通过所构建的放电计算模型，确定储能放电功率，然后在预设放电时间段内，控制储能电池按照储能放电功率进行放电；也即，本方案的储能电池的储能放电功率是通过电芯温度的可取范围所构建成的放电计算模型而确定的，是调温设备在低功耗运行时的放电功率，因此以该储能放电功率控制储能电池放电能获得更高的放电收益。并且，本方案所构建的放电计算模型还充分考虑了储能放电特性参数对其的影响，其中就包括了储能放电时长和储能自用电设备自耗电量，如此能够使得储能电池放电的控制过程更加细化。
值得说明的是，现有技术中也存在一种光伏储能***的放电控制方案，该光伏储能***是通过考虑电价、成本及发电参数建立***投资收益测算模型后，所建设的***。该光伏储能***中的投资收益模型，主要用于为项目开发阶段的经济型评估和容量配置提供依据；但是，该投资收益模型主要为项目开发阶段服务，是基于初始投资建立的收益模型，并没有考虑项目测试阶段的储能吸电问题，对于能量管理***中储能放电过程无法细化。而本申请所提供的储能放电控制方法中的储能计算模型，是项目测试或者运行阶段对应的收益模型；并且，在构建放电计算模型的过程中，充分考虑了储能放电时长和储能自用电设备自耗电量对放电收益的影响，能够填补上述方案的空白。另外，本申请提供的放电控制方法，还能够综合考虑放电时长、空调等自用电设备能耗等因素重建放电计算模型并进行最优值求解。
可选地，请参见图9，本申请另一实施例还提供了一种储能应用***，包括：
控制器102、PCS 103和独立的储能电池舱101。
储能电池舱101的储能连接端通过PCS 103连接并网点处的变压器。
控制器102用于执行上述任一实施例所述的储能电池舱温控方法，和/或，执行如上述任一实施例所述的储能放电控制方法。
在实际应用中，该控制器102可以是设置于储能电池舱中的EMS(EnergyManagement System，能量管理***)，如图10所示。当然，该控制器102也可以是设置于储能电池舱中甚至储能电池舱外部的独立控制器，此处不做具体限定。
同样参见图10，该储能电池舱中还包括：储能模块(图10中的Rack)、BCP(Batterycombiner cabinet，电池汇流柜)、EMS(attery Management System，电池管理***)、FFS(Fire Fighting System，消防***)、HVAC(Air Conditioning System，空调***)及THU(Environmental Monitor，环境监测仪)。
Rack通过BCP与储能电池舱的储能连接端内侧相连；储能电池舱的储能连接端外与PCS(Power Converter System，储能变流器)的直流侧相连，PCS的交流侧通过并网点处的变压器连接电网。
BMS与Rack通信相连。
EMS通过变压器从电网取电，并分别与FFS、HVAC、THU、BMS及PCS通信相连。
其中，该Rack包括多个并联连接的电池簇。
各个电池簇分别通过BMS中相应的电池簇级管理单元(图11中的1#Rack BMS、2#Rack BMS、3#Rack BMS、4#Rack BMS)，采用CAN BUS与BMS中的***级管理单元SYS BMS通信相连。
BMS中的***级管理单元SYS BMS通过Modbus TCP/IP协议与EMS进行通信。
结合图11，该EMS通过Modbus TCP/IP协议转I/O的规约转换器与FFS通信连接，通过Modbus TCP/IP协议转RS485的规约转换器分别与HVAC和THU通信连接，通过Modbus TCP/IP协议与PCS通信连接。
实际应用中，该EMS能够通过BMS获得电池电芯的当前温度和储能电池舱内的当前温度，以依据设定的温度控制逻辑，包括上述实施例提供的储能电池舱温控方法，下发对HVAC、FFS、Rack及PCS的控制指令。
需要说明的是，由于EMS直连PCS、HVAC、FFS及BMS，能够提升通讯速率与精度，更便于EMS实现对储能电池舱温度的精准控制；并且，能够减少PCS、HVAC、FFS及BMS相应EMS指令时间，保证EMS获知***故障后，能够及时作出动作。
可选地，在实际应用中，该储能应用***还包括：新能源发电***。
其中，该新能源发电***包括：光伏发电***、风力发电***以及柴油发电***中的至少一个。
需要说明的是，控制器执行储能电池舱温控方法的原理和相关说明，可参见本申请图1至图6对应的实施例，此处不再赘述。
同理，控制器执行储能放电控制方法的原理和相关说明，可参见本申请图7至图8对应的实施例，此处不再赘述。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***或***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的***及***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (16)

1.一种储能电池舱温控方法，其特征在于，包括：
根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与所述储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型；
根据所述储能计算模型，确定所述储能全生命周期特性参数满足要求时所述电芯温度的可取范围；
根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节。
2.根据权利要求1所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，所述根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节，包括：
根据所述电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制所述调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节。
3.根据权利要求1所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，所述根据电芯温度的可取范围和储能环境温度的预设可取范围，控制所述调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节，包括：
获取所述电芯的当前温度和所述储能电池舱内的当前温度；
分别对比所述电芯的当前温度与所述电芯温度的可取范围之间的大小关系，以及，所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系；
若所述电芯的当前温度大于所述电芯温度的可取范围上限，或者，所述储能电池舱内的当前温度大于所述储能环境温度的预设可取范围上限，则控制所述调温设备启动制冷；
若所述电芯的当前温度小于所述电芯温度的可取范围下限，或者，所述储能电池舱内的当前温度小于所述储能环境温度的预设可取范围下限，则控制所述调温设备启动制热；
若所述电芯的当前温度位于所述电芯温度的可取范围内，且，所述储能电池舱的当前温度位于所述储能环境温度的预设可取范围内，则控制所述调温设备待机。
4.根据权利要求3所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，储能电池处于运行状态和待机状态时，所述储能环境温度的预设可取范围不同；
在所述分别对比所述电芯的当前温度与所述电芯温度的可取范围之间的大小关系，以及，所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系之前，还包括：确定储能电池的状态；
对比所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系，包括：对比所述储能电池舱内的当前温度与所述储能环境温度在所述储能电池相应状态下的预设可取范围上下限之间的大小关系。
5.根据权利要求3所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，在根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节之后，还包括：
若储能电池处于运行状态，则判断储能变流器的待下发功率是否大于上一时刻的储能实际功率；
若所述待下发功率大于上一时刻的储能实际功率，则控制所述调温设备启动制冷；
若所述待下发功率不大于上一时刻的储能实际功率，则控制所述调温设备启动制热。
6.根据权利要求3所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，在根据所述电芯温度的可取范围，控制所述储能电池舱内的调温设备运行，以实现对所述储能电池舱的温度调节之后，还包括：
若储能电池从待机状态向运行状态切换时，则判断储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值是否大于所述调温设备的预留反应时间；
若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值小于等于所述预留反应时间，则依据所述储能电池舱内的当前温度与储能环境温度的预设可取范围之间的大小关系，控制所述调温设备启动制冷或制热；
若储能的预设充放电时间与当前时间之间的差值大于所述预留反应时间，则控制所述调温设备维持原状。
7.根据权利要求1-6任一所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，所述储能全生命周期特性参数为所述储能电池舱全生命周期总收益，或者，所述储能电池舱全生命周期总上网电量。
8.根据权利要求7所述的储能电池舱温控方法，其特征在于，所述储能全生命周期特性参数为所述储能电池舱全生命周期总收益，所述根据电池衰减规律，构建储能全生命周期特性参数与所述储能电池舱中储能电池的电芯温度之间的储能计算模型包括：
基于所述电池衰减规律，建立所述电芯温度与电站预设运行年数及电池容量保持率之间的电池运行函数；
依据储能装机容量、储能耗电量、等效运行天数、储能充电效率、储能放电效率、所述电池容量保持率及单位电量储能上网收益，建立所述储能电池舱的年收益计算函数；
基于所述电池运行函数和所述年收益计算函数，确定储能电池舱在预设运行年数下的所述储能计算模型。
9.一种储能放电控制方法，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一所述的储能电池舱温控方法，以及，在根据所述储能计算模型，确定所述储能全生命周期特性参数满足要求时所述电芯温度的可取范围之后执行的：
根据所述电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型；
根据所述放电计算模型，确定所述储能放电功率；
在预设放电时间段内，控制储能电池按照所述储能放电功率进行放电。
10.根据权利要求9所述的储能放电控制方法，其特征在于，所述根据所述电芯温度的可取范围，构建储能放电功率与储能放电特性参数之间的放电计算模型包括：
分别构建所述储能放电功率与储能放电时长、储能装机容量、电池容量保持率、储能充电效率及储能放电效率之间的放电功率模拟函数，所述储能放电功率与储能自用电设备耗电功率之间的储能耗电量函数，以及所述储能放电功率与电池放电效率、线路损耗、储能变流器效率、变压器效率之间的储能放电效率函数；
依据所述放电模拟函数、所述储能耗电量函数、所述储能充放电效率函数及上网电价，得到所述放电计算模型。
11.根据权利要求9或10任一所述的储能放电控制方法，其特征在于，所述储能放电特性参数为储能全生命周期放电总收益或者储能全生命周期总上网电量。
12.一种储能应用***，其特征在于，包括：控制器、储能变流器和独立的储能电池舱；
所述储能电池舱的储能连接端通过所述储能变流器连接并网点处的变压器；
所述控制器用于执行如权利要求1-8任一所述的储能电池舱温控方法，和/或，执行如权利要求9-11任一所述的储能放电控制方法。
13.根据权利要求12所述的储能应用***，其特征在于，所述控制器为设置于所述储能电池舱中的能量管理***。
14.根据权利要求13所述的储能应用***，其特征在于，所述储能电池舱中还包括：储能模块、电池汇流柜、电池管理***、消防***、空调***和环境监测仪；
所述储能模块通过所述电池汇流柜与所述储能电池舱的储能连接端内侧相连；
所述电池管理***与所述储能模块通信相连；
所述能量管理***通过所述变压器从电网取电，并分别与所述消防***、所述空调***、所述环境监测仪、所述电池管理***及所述储能变流器通信相连。
15.根据权利要求12-14任一所述的储能应用***，其特征在于，所述储能应用***还包括：新能源发电***。
16.根据权利要求15所述的储能应用***，其特征在于，所述新能源发电***包括：光伏发电***、风力发电***以及柴油发电***中的至少一个。
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