行限幅處理并將限幅處理后的目標充電或放電功率發(fā)送至儲能電池； 負荷分類模塊(10)，用于將配電負荷分為重要負荷和非重要負荷并將負荷分類信息發(fā)送至供電不足懲罰成本計算模塊(11); 供電不足懲罰成本計算模塊(11)，用于根據(jù)負荷分類信息分別計算重要負荷和非重要負荷的供電不足懲罰成本并將其發(fā)送至成本比較模塊(12); 充放電深度分析模塊(15)，用于分析儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系并將其發(fā)送至電池壽命計算模塊(14); 電池壽命計算模塊(14)，用于根據(jù)儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系計算得到儲能電池的壽命延長量并將其發(fā)送至年均成本計算模塊(13);還用于根據(jù)儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系確定儲能電池的荷電狀態(tài)的上限和下限，然后將儲能電池的荷電狀態(tài)的上限和下限發(fā)送至分區(qū)模塊⑴; 年均成本計算模塊(13)，用于根據(jù)儲能電池的壽命延長量計算得到儲能電池的年均投資成本降低量并將其發(fā)送至成本比較模塊(12);以及 成本比較模塊(12)，用于將重要負荷和非重要負荷的供電不足懲罰成本之和與儲能電池的年均投資成本降低量進行比較并依據(jù)比較結(jié)果計算得到儲能電池的荷電狀態(tài)的過充警戒線和過放警戒線，然后將儲能電池的荷電狀態(tài)的過充警戒線和過放警戒線發(fā)送至分區(qū)豐旲塊(I) O2.根權(quán)利要求1所述的用于提高儲能電池壽命的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述功率測量模塊(2)分別與所述出力強度計算模塊(3)和所述功率修正模塊(8)電連接；所述出力強度計算模塊(3)和所述分區(qū)模塊(I)均與所述模糊控制器(4)電連接；所述荷電狀態(tài)測量模塊(5)和所述限幅模塊(9)均與儲能電池電連接；所述荷電狀態(tài)測量模塊(5)依次分別與所述荷電狀態(tài)偏離度計算模塊￠)、所述判斷模塊(7)和所述模糊控制器(4)電連接；所述模糊控制器⑷依次分別與所述功率修正模塊⑶和所述限幅模塊(9)電連接；所述負荷分類模塊(10)依次分別與所述供電不足懲罰成本計算模塊(11)和所述成本比較模塊(12)電連接；所述充放電深度分析模塊(15)依次分別與所述電池壽命計算模塊(14)、所述年均成本計算模塊(13)和所述成本比較模塊(12)電連接；所述成本比較模塊(12)和所述電池壽命計算模塊(14)均與所述分區(qū)模塊(I)電連接。3.一種用于提高儲能電池壽命的充放電控制方法，該充放電控制方法采用權(quán)利要求1或2所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，該充放電控制方法包括如下步驟: 所述負荷分類模塊(10)將配電負荷分為重要負荷和非重要負荷并將負荷分類信息發(fā)送至所述供電不足懲罰成本計算模塊(11); 所述供電不足懲罰成本計算模塊(11)根據(jù)負荷分類信息分別計算重要負荷和非重要負荷的供電不足懲罰成本并將其發(fā)送至所述成本比較模塊(12); 所述充放電深度分析模塊(15)分析儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系并將其發(fā)送至所述電池壽命計算模塊(14); 所述電池壽命計算模塊(14)根據(jù)儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系計算得到儲能電池的壽命延長量并將其發(fā)送至所述年均成本計算模塊(13)，所述電池壽命計算模塊(14)根據(jù)儲能電池的循環(huán)壽命與充電或放電深度的對應關(guān)系確定儲能電池的荷電狀態(tài)的上限和下限，然后將儲能電池的荷電狀態(tài)的上限和下限發(fā)送至所述分區(qū)模塊(I); 所述年均成本計算模塊(13)根據(jù)儲能電池的壽命延長量計算得到儲能電池的年均投資成本降低量并將其發(fā)送至所述成本比較模塊(12); 所述成本比較模塊(12)將重要負荷和非重要負荷的供電不足懲罰成本之和與儲能電池的年均投資成本降低量進行比較并依據(jù)比較結(jié)果計算得到儲能電池的荷電狀態(tài)的過充警戒線和過放警戒線，然后將儲能電池的荷電狀態(tài)的過充警戒線和過放警戒線發(fā)送至所述分區(qū)模塊⑴； 所述分區(qū)模塊(I)依據(jù)儲能電池的荷電狀態(tài)的上限、下限、過充警戒線和過放警戒線將儲能電池的荷電狀態(tài)劃分為過充禁區(qū)、過充警戒區(qū)、正常區(qū)、過放警戒區(qū)和過放禁區(qū)，并將儲能電池的荷電狀態(tài)的分區(qū)信息發(fā)送至所述模糊控制器⑷； 所述功率測量模塊(2)實時測量儲能電池的功率并將儲能電池當前時刻實際需要的充電或放電功率分別實時發(fā)送至所述出力強度計算模塊(3)和所述功率修正模塊(8); 所述出力強度計算模塊(3)由儲能電池的額定功率和當前時刻實際需要的充電或放電功率計算得到儲能電池當前時刻的出力強度并將其發(fā)送至所述模糊控制器(4); 所述模糊控制器(4)根據(jù)儲能電池的荷電狀態(tài)的所述分區(qū)信息和儲能電池當前時刻的出力強度獲得模糊控制規(guī)則表； 所述荷電狀態(tài)測量模塊(5)實時測量儲能電池的荷電狀態(tài)并將其實時發(fā)送至所述荷電狀態(tài)偏離度計算模塊(6)； 所述荷電狀態(tài)偏離度計算模塊(6)由儲能電池的初始時刻和前一時刻的荷電狀態(tài)計算得到儲能電池當前時刻的荷電狀態(tài)偏離度并將其實時發(fā)送至所述判斷模塊(7); 所述判斷模塊(7)根據(jù)儲能電池的所述荷電狀態(tài)偏離度判斷儲能電池的荷電狀態(tài)是否接近所述過充警戒區(qū)或所述過放警戒區(qū)；當儲能電池的荷電狀態(tài)接近所述過充警戒區(qū)或所述過放警戒區(qū)時，所述判斷模塊(7)向所述模糊控制器⑷發(fā)送啟動指令；否則，所述判斷模塊(7)不向所述模糊控制器(4)發(fā)送啟動指令； 所述模糊控制器(4)收到來自所述判斷模塊(7)的所述啟動指令后根據(jù)所述模糊控制規(guī)則表由儲能電池當前時刻的出力強度和所述荷電狀態(tài)偏離度得到儲能電池的充放電功率修正系數(shù)并將其發(fā)送至所述功率修正模塊(8); 所述功率修正模塊(8)由儲能電池當前時刻實際需要的充電或放電功率、儲能電池的額定功率、以及儲能電池的所述充放電功率修正系數(shù)計算得到儲能電池當前時刻的目標充電或放電功率并將其發(fā)送至所述限幅模塊(9); 所述限幅模塊(9)對儲能電池當前時刻的目標充電或放電功率進行限幅處理并將限幅處理后的目標充電或放電功率發(fā)送至儲能電池； 儲能電池根據(jù)限幅處理后的目標充電或放電功率進行充電或放電。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于提高儲能電池壽命的充放電控制方法，其特征在于，所述步驟“所述分區(qū)模塊(I)依據(jù)儲能電池的荷電狀態(tài)的上限、下限、過充警戒線和過放警戒線將儲能電池的荷電狀態(tài)劃分為過充禁區(qū)、過充警戒區(qū)、正常區(qū)、過放警戒區(qū)和過放禁區(qū)，并將儲能電池的荷電狀態(tài)的分區(qū)信息發(fā)送至所述模糊控制器(4)”進一步包括: 大于荷電狀態(tài)上限的區(qū)域為過充禁區(qū)； 小于荷電狀態(tài)下限的區(qū)域為過放禁區(qū)； 介于過充警戒線和上限之間的區(qū)域為過充警戒區(qū)； 介于下限與過放警戒線之間的區(qū)域為過放警戒區(qū)； 介于過放警戒線與過充警戒線之間的區(qū)域為正常區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于提高儲能電池壽命的充放電控制方法，其特征在于，所述儲能電池當前時刻的出力強度的計算公式為:X(t) = P1 (t)/P0 其中，X(t)為儲能電池當前時刻的出力強度為儲能電池當前時刻實際需要的充電或放電功率；Ρο為儲能電池的額定功率。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于提高儲能電池壽命的充放電控制方法，其特征在于，所述儲能電池當前時刻的荷電狀態(tài)偏離度的計算公式為:Y(t) = SOC (t-1)-SOC (O) 其中，Y(t)為儲能電池當前時刻的荷電狀態(tài)偏離度；soc(o)為儲能電池初始時刻的荷電狀態(tài)；soc(t-1)為儲能電池前一時刻的荷電狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于提高儲能電池壽命的充放電控制方法，其特征在于，所述儲能電池當前時刻的目標充電或放電功率的計算公式為:P2 (t) = P1W+KP0 其中，P2(t)為儲能電池當前時刻的目標充電或放電功率；Pi(t)為儲能電池當前時刻實際需要的充電或放電功率；Ρο為儲能電池的額定功率；1(為儲能電池的充放電功率修正系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于提高儲能電池壽命的充放電控制系統(tǒng)及其方法，包括分區(qū)模塊、功率測量模塊、出力強度計算模塊、模糊控制器、荷電狀態(tài)測量模塊、荷電狀態(tài)偏離度計算模塊、判斷模塊、功率修正模塊、限幅模塊、負荷分類模塊、供電不足懲罰成本計算模塊、成本比較模塊、年均成本計算模塊、電池壽命計算模塊和充放電深度分析模塊。在充電或放電過程中，當儲能電池的荷電狀態(tài)接近過充警戒區(qū)或過放警戒區(qū)時，采用本發(fā)明的所述充放電控制系統(tǒng)和所述充放電控制方法，儲能電池的充電功率降低并且其荷電狀態(tài)緩慢地接近上限但不超過上限，使得儲能電池的荷電狀態(tài)最大程度地處于正常區(qū)，從而提高儲能電池的循環(huán)壽命并實現(xiàn)系統(tǒng)年凈收益最大化。
【IPC分類】H01M10/44, H02J7/00
【公開號】CN104953674
【申請?zhí)枴緾N201510405788
【發(fā)明人】謝樺, 張艷杰
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月10日