CN114530651A - 一种基于储能电站的温度控制方法及充放电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于储能电站的温度控制方法及充放电方法,包括将储能电站在同一工作状态下以不同的工作功率运行,分别等到相应的电池温度保持稳定,以得到该工作状态下不同工作功率对应的电池最高温度;将电池最高温度与环境温度作差,以得到不同工作功率对应的电池最大温差值;将工作功率与相应电池最大温差值进行函数拟合,以得到储能电站在该工作状态下其工作功率与电池最大温差值的函数关系;根据目标控制温度与环境温度的差值,通过函数关系找到对应的工作功率,并将其作为目标工作功率;储能电站执行该目标工作功率,以使得电池达到相应的目标控制温度。本发明提供的温度控制方法及充放电方法保证了温度控制精度且简单易行。
Description
技术领域
本发明涉及储能电站温度控制技术领域,尤其涉及一种基于储能电站的温度控制方法及充放电方法。
背景技术
电池储能***是储能***建设的主要方向,一般将电池储能***中的电池模块、IGBT模块和变压器等模块集成在固定尺寸的电池集装箱内。电池模块在运行中会产生大量的热量,造成电池集装箱温度过高,从而影响电池储能***的稳定安全运行。另外,在冬温度较低的情况下,电池集装箱内温度也会相应下降,从而导致电池模块损坏或者寿命减少。因此,为保证电池储能***的稳定工作,需要控制电池集装箱内的温度稳定在一定范围内。
而主流的储能***电池温控算法都比较复杂,有的需要通过人工智能进行控制,有的需要对温度进行预测,有的需要了解温度的位置,通过解微分方程去及进行控制。对应日常维护人员来说上手难度比较大,而且所需采集运算的数据量极大,有较大的滞后性,因而急需改善。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足,本发明提供一种基于储能电站的温度控制方法及充放电方法,具体技术方案如下:
一方面,提供了一种基于储能电站的温度控制方法,包括以下步骤:
S1、将储能电站在同一工作状态下以不同的工作功率运行,分别等到相应的电池温度保持稳定,以得到该工作状态下不同工作功率对应的电池最高温度;
S2、将所述电池最高温度与环境温度作差,以得到不同工作功率对应的电池最大温差值;
S3、将所述工作功率与相应电池最大温差值进行函数拟合,以得到所述储能电站在该工作状态下其工作功率与电池最大温差值的函数关系;
S4、根据目标控制温度与环境温度的差值,通过所述函数关系找到对应的工作功率,并将其作为目标工作功率;
S5、所述储能电站执行该目标工作功率,以使得所述电池达到相应的目标控制温度。
进一步地,所述储能电站具有充电工作状态和放电工作状态,在充电工作状态下的工作功率为充电功率,在放电工作状态下的工作功率为放电功率,通过步骤S1-S3,所述储能电站能够得到在充电工作状态和放电工作状态下工作功率与电池最大温差值的函数关系,分别记为充电函数关系和放电函数关系;在步骤S4中,需要根据目标控制温度对应的工作状态找到对应函数关系,再进行工作功率的确定。
进一步地,同一电池最大温差值在所述充电函数关系中对应的目标工作功率大于在所述放电函数关系中对应的目标工作功率。
进一步地,根据所述储能电站不同的电池损耗程度分别执行步骤S1至S3,以得到所述储能电站在不同电池损耗程度下其工作功率与电池最大温差值的函数关系,使得在步骤S4-S5中使用当前电池损耗程度状态下对应的函数关系。
进一步地,在步骤S5中,若当前电池温度高于目标控制温度,则先以低于目标工作功率的功率运行,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行。
进一步地,在步骤S5中,若当前电池温度低于目标控制温度,则先以高于目标工作功率的功率运行,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行。
进一步地,所述函数拟合采用多项式拟合,所述环境温度为所述储能电站的电池柜内的温度。
进一步地,在步骤S1中,所述储能电站将一系列呈等差数列数值的工作功率分别运行,并进行相应的电池温度测定。
进一步地,在步骤S5中,所述储能电站执行该目标工作功率经过预设时间段后,若监测到电池温度与目标控制温度偏差大于5%以上,则发出警报并通知相关工作人员。
另一方面,提供了一种基于储能电站的充放电方法,包括:
当处于用电低谷时间区段时,所述储能电站先以其最大充电功率进行充电,直到其电池温度达到电池安全温度的时候,将通过所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标充电功率进行后续充电;
当处于用电高峰时间区段时,所述储能电站以其最大放电功率通过放电回馈电网,直到其电池温度达到所述电池安全温度的时候,将通过所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标放电功率进行后续放电。
本发明具有下列优点:
a.实现了对电池温度的准确控制,控制效果明显;
b.简单易行,大大减少了采集的数据量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的所述基于储能电站的温度控制方法中充放电拟合曲线示意图;
图2是本发明实施例提供的所述基于储能电站的温度控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明的一个实施例中,提供了一种基于储能电站的温度控制方法,包括以下步骤:
S1、将储能电站在同一工作状态下以不同的工作功率运行,分别等到相应的电池温度保持稳定,以得到该工作状态下不同工作功率对应的电池最高温度,即得到多组工作功率和相应电池最高温度的数据。
S2、将所述电池最高温度与环境温度作差,以得到不同工作功率对应的电池最大温差值。
S3、将所述工作功率与相应电池最大温差值进行函数拟合,以得到所述储能电站在该工作状态下其工作功率与电池最大温差值的函数关系;其中,所述函数拟合优先采用多项式拟合。
S4、根据目标控制温度与环境温度的差值,通过所述函数关系找到对应的工作功率,并将其作为目标工作功率;需要说明的是,所述环境温度为所述储能电站的电池柜内的温度。
S5、所述储能电站执行该目标工作功率,以使得所述电池达到相应的目标控制温度。
其中,若当前电池温度高于目标控制温度,则先以低于目标工作功率的功率运行,以实现电池的快速降温,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行,;若当前电池温度低于目标控制温度,则先以高于目标工作功率的功率运行,以实现电池的快速升温,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行。
当所述储能电站执行该目标工作功率经过预设时间段后,若监测到电池温度与目标控制温度偏差大于5%以上,则发出警报并通知相关工作人员。比如执行了半个小时该目标工作功率,发现当前的电池温度仍然大于目标控制温度10%,则通知相应人员查看。在本发明的一个实施例中,所述储能电站具有充电工作状态和放电工作状态,在充电工作状态下的工作功率为充电功率,在放电工作状态下的工作功率为放电功率,通过步骤S1-S3,所述储能电站能够得到在充电工作状态和放电工作状态下工作功率与电池最大温差值的函数关系,分别记为充电函数关系和放电函数关系。由于温度高于周围环境的物体向周围媒质传递热量逐渐冷却时,物体表面与周围存在温度差,单位时间从单位面积散失的热量与温度差成正比。因而本实施例得到的函数关系可以适用于其他环境温度下的温度控制。参见图1,可见同一电池最大温差值在所述充电函数关系中对应的目标工作功率大于在所述放电函数关系中对应的目标工作功率,表明在储能电站充放电切换时,要尤其注意功率的调节,如果需要保持当前的电池温度,当从充电状态转为放电状态时候,需要提高工作功率,反之需要降低工作功率。在步骤S4中,需要根据目标控制温度对应的工作状态找到对应函数关系,再进行工作功率的确定。例如,工作人员控制充电状态下的电池目标控制温度为50℃,此时处于较好的储能状态,则相应利用充电函数关系来找到50℃对应的最佳充电功率。
在本发明的一个实施例中,根据所述储能电站不同的电池损耗程度分别执行步骤S1至S3,以得到所述储能电站在不同电池损耗程度下其工作功率与电池最大温差值的函数关系,使得在步骤S4-S5中使用当前电池损耗程度状态下对应的函数关系,通过更新函数关系,以保证温度控制的准确性。
在本发明的一个实施例中,所述储能电站将一系列呈等差数列数值的工作功率分别运行,并进行相应的电池温度测定。具体地,参见图2,举下例进行使用说明:
a.设储能站的充放电的最大功率为P_max;
b.以5kw为一个节点,直到达到P_Max,以获取功率列表P_list,例如:5kw,10kw......P_max;
c.以功率列表P_list中的每一个节点,对储能电站进行不停充放电,直到电池最高温度T_max与环境温度T_env的差值为固定值T_diff;
d.利用多项式拟合,求出当前功率P_curr与固定值T_diff之间函数,记作T_diff=f(P_curr);
e.当需要将电池温度维持再某个特定温度T_keep(T_keep>T_env)时,可以先求出T_keep与环境温度的差值T_diff,再根据公式T_diff=f(P_curr)。求出所需功率P_curr,维持P_curr稳定,便可控制温度。
在本发明的一个实施例中,提供了一种基于储能电站的充放电方法,包括:
当处于用电低谷时间区段时,此时一般对应谷值电价,所述储能电站先以其最大充电功率进行充电,直到其电池温度达到电池安全温度的时候,将通过所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标充电功率进行后续充电,直到充满或者用电低谷时间区段结束,以尽可能地储能;
当处于用电高峰时间区段时,此时一般对应峰值电价,所述储能电站以其最大放电功率通过放电回馈电网,直到其电池温度达到所述电池安全温度的时候,将通过所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标放电功率进行后续放电,直到放完或者用电高峰时间区段结束,以尽可能地支援电网。
需要说明的是,用电低谷时间区段与用电高峰时间区段时会随着储能电站充放电的影响变化,从而保持在一个用电动态平稳的阶段,即基本满足供需平衡。利用所述充放电方法来配合协调供电电网的削峰填谷,并相应获得较高的经济利益,实现与供电电网的双赢局面。
本发明提供的基于储能电站的温度控制方法及充放电方法提出了一种简单易行的方式去控制温度,且能保证控制的精度,保障电池健康度。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制其专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于储能电站的温度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将储能电站在同一工作状态下以不同的工作功率运行,分别等到相应的电池温度保持稳定,以得到该工作状态下不同工作功率对应的电池最高温度;
S2、将所述电池最高温度与环境温度作差,以得到不同工作功率对应的电池最大温差值;
S3、将所述工作功率与相应电池最大温差值进行函数拟合,以得到所述储能电站在该工作状态下其工作功率与电池最大温差值的函数关系;
S4、根据目标控制温度与环境温度的差值,通过所述函数关系找到对应的工作功率,并将其作为目标工作功率;
S5、所述储能电站执行该目标工作功率,以使得所述电池达到相应的目标控制温度。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,所述储能电站具有充电工作状态和放电工作状态,在充电工作状态下的工作功率为充电功率,在放电工作状态下的工作功率为放电功率,通过步骤S1-S3,所述储能电站能够得到在充电工作状态和放电工作状态下工作功率与电池最大温差值的函数关系,分别记为充电函数关系和放电函数关系;在步骤S4中,需要根据目标控制温度对应的工作状态找到对应函数关系,再进行工作功率的确定。
3.根据权利要求2所述的温度控制方法,其特征在于,同一电池最大温差值在所述充电函数关系中对应的目标工作功率大于在所述放电函数关系中对应的目标工作功率。
4.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,根据所述储能电站不同的电池损耗程度分别执行步骤S1至S3,以得到所述储能电站在不同电池损耗程度下其工作功率与电池最大温差值的函数关系,使得在步骤S4-S5中使用当前电池损耗程度状态下对应的函数关系。
5.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,在步骤S5中,若当前电池温度高于目标控制温度,则先以低于目标工作功率的功率运行,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行。
6.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,在步骤S5中,若当前电池温度低于目标控制温度,则先以高于目标工作功率的功率运行,等电池温度达到目标控制温度的时候,再以目标工作功率运行。
7.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,所述函数拟合采用多项式拟合。
8.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述储能电站将一系列呈等差数列数值的工作功率分别运行,并进行相应的电池温度测定。
9.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,在步骤S5中,所述储能电站执行该目标工作功率经过预设时间段后,若监测到电池温度与目标控制温度偏差大于5%以上,则发出警报并通知相关工作人员。
10.一种基于储能电站的充放电方法,其特征在于,包括:
当处于用电低谷时间区段时,所述储能电站先以其最大充电功率进行充电,直到其电池温度达到电池安全温度的时候,将通过如权利要求1-9任一项所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标充电功率进行后续充电;
当处于用电高峰时间区段时,所述储能电站以其最大放电功率通过放电回馈电网,直到其电池温度达到所述电池安全温度的时候,将通过如权利要求1-9任一项所述的温度控制方法得到的所述电池安全温度对应的目标工作功率作为目标放电功率进行后续放电。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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