一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，W超级电容的荷电状 态(S0C)和蓄电池组的荷电状态为反馈量，对蓄电池组进行选择投切，属于混合储能和风力 发电技术领域。
【背景技术】
[0002] 在风电场中，通过风能与储能系统的相互配合，能有效平衡风电功率波动，单一的 储能系统难W满足风电场对储能系统的能量密度和功率密度的要求。另外，多种储能技术 的配合使用，能够最大限度发挥储能系统性能的同时还能够使系统结构得到优化，降低设 备的冗余度。所W利用超级电容功率密度大、充放电速度快的特点，平滑风电中变化速度较 快的高频分量和蓄电池能量密度大、响应速度慢的特点，平滑风电中变化速度较慢的低频 分量，组成混合储能系统。
[0003] 目前，混合储能系统中蓄电池组的一个重要问题是应用寿命达不到设计寿命。在 影响电池寿命的因素中，除了电池本身的物理性能和不正确的充放电规则外，充电电压和 放电深度也是重要的原因。具体地，就蓄电池组的投切方法而言，目前研究较少。研究较多 的是用于无功补偿的电力电容器组的投切，且集中于循环投切法的研究，该方法使得先投 入的电容组先退出，后投的后切除，从而使各组电容W及投切开关使用几率均等。但是，若 将此方法直接应用到蓄电池组的投切控制上，还存在如下缺陷：尽管循环投切法能够保证 各蓄电池组运行时间上的均衡，但并不能保证各蓄电池组荷电状态的均衡。准确地说，循环 投切法会使得各蓄电池组的放电深度(D0D)有较大差别，长期处于放电深度超过30%~ 50%，其循环寿命将受到不利影响，因此，上述方法不适用于风电场混合储能系统中蓄电池 组的投切。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方 法，根据超级电容和蓄电池组荷电状态的不同进行选择性的投切，能够均衡各蓄电池组在 充放电过程中的荷电状态，减小蓄电池组的放电深度，从而延长蓄电池组循环寿命。
[0005] 本发明为解决上述技术问题采用W下技术方案：
[0006] -种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，所述混合储能系统包括超级电容 和四个蓄电池组，所述均衡投切方法包括如下步骤：
[0007] 步骤1，根据超级电容的当前荷电状态值W及最优状态值，选择蓄电池组的投切个 数，该选择方法为:若当前荷电状态值在区间[0.3,0.4)叫0.6,0.7)中，则蓄电池组的投切 个数为1;若当前荷电状态值在区间[0.2,0.3)叫0.7,0.8)中，则蓄电池组的投切个数为2; 若当前荷电状态值在区间[0.1,0.2)叫0.8,0.9)中，则蓄电池组的投切个数为3;若当前荷 电状态值在区间[0.0,0. 1)U[0.9,1.0]中，则蓄电池组的投切个数为4;
[000引步骤2,监测各蓄电池组的当前荷电状态，并计算出各蓄电池组的荷电状态值；
[0009] 步骤3,若步骤1的超级电容的当前荷电状态值小于最优状态值，则对步骤2各蓄电 池组的荷电状态值进行降序排列，从荷电状态值最大的开始投切，直至达到步骤1中的投切 个数为止;若步骤1的超级电容的当前荷电状态值大于最优状态值，则对步骤2各蓄电池组 的荷电状态值进行升序排列，从荷电状态值最小的开始投切，直至达到步骤1中的投切个数 为止；
[0010] 步骤4,在蓄电池组被投切到混合储能系统后，再对超级电容的荷电状态值进行监 测，并重复步骤1-步骤3。
[0011] 作为本发明的进一步方案，在步骤1之前，实时监测超级电容的当前荷电状态值， 并判断当前荷电状态值是否为最优状态值，若是则该均衡投切方法结束，否则，继续进行。
[0012] 作为本发明的优选方案，所述最优状态值为0.5。
[0013] 作为本发明的进一步方案，在步骤2与步骤3之间，当在设定时间内，计算出的蓄电 池组的荷电状态值始终小于0.5,则需缩短该蓄电池组的调节周期，将它的放电深度调节为 60%-90%;当在设定时间内，计算出的蓄电池组的荷电状态值始终大于0.5,则需增加该蓄 电池组的调节周期，将它的放电深度调节为10%-40%。
[0014] 作为本发明的优选方案，所述设定时间为一个月或者半年。
[0015] 本发明采用W上技术方案与现有技术相比，具有W下技术效果：
[0016] 1、本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，W蓄电池作为超级电容的储 能备用，使超级电容在混合储能系统中保持在最佳状态，增强了混合储能系统的调节能力。
[0017] 2、本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，能够均衡各蓄电池组在充放 电过程中的荷电状态，减小蓄电池组的放电深度，从而延长蓄电池组的循环寿命，节约成 本。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法的工作流程图。
[0019] 图2是应用在蓄电池组均衡投切方法的混合储能系统及外围硬件电路图。
[0020] 图3是本发明混合储能系统在风电场中的配置结构图。
【具体实施方式】
[0021] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过 参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0022] 本发明一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，综合考虑超级电容的荷电 状态与各蓄电池组的荷电状态，W此为依据决定蓄电池组的投切。
[0023] 如图1所示，为本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法的工作流程图，具 体步骤如下：
[0024] 步骤1，实时检测估算出当前超级电容的荷电状态值，若超级电容保持在最优状态 (即超级电容的荷电状态S0C = 0.5 )，则结束此过程，直接输出；若偏离最优状态，贝峭b至步 骤2;
[0025] 步骤2,根据步骤1估算出的S0C值来选择蓄电池组的投切组数；
[00%] 步骤3,对蓄电池系统各蓄电池组进行S0C监测评估，估算出每个蓄电池组的荷电 状态值；
[0027] 步骤4，根据步骤2中确定的投切组数和步骤3中各蓄电池组的S0C值，对蓄电池组 进行确切选择。若超级电容S0C<0.5，则对蓄电池组的S0C进行降序排列，找出S0C最大的S 组蓄电池组;若超级电容S0C>0.5，则对蓄电池组的S0C进行升序排列，找出S0C最小的S组 蓄电池组，S值如表1所示；
[0028] 表1蓄电池组投切组数
[00 巧]_
'[0030]~~步骤5,将选定的蓄电池组投入混合储I能系统中，再对超级电容S0C进行监测评估，I 重复上述过程。
[0031] 如图2所示，本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法可通过在混合储能 系统外围增加硬件电路实现，混合储能系统包括蓄电池系统和超级电容（即图中C)，其中蓄 电池系统由4个蓄电池组组成（即图中B1、B2、B3、B4);外围硬件电路包括超级电容S0C监测 电路、蓄电池组S0C监测电路、双向