一种电池温度调控系统及方法与流程

专利2025-11-11  4


本技术涉及光伏储能,更具体地,涉及一种电池温度调控系统及方法。


背景技术:

1、光伏发电系统主要包含光伏阵列、储能装置、能量转化装置和负载。在白天,光伏阵列利用太阳光进行发电,产生的电能经能量转换装置输送给负载使用或存储在储能装置中;夜间光伏阵列无法发电,由储能装置输出电能供负载使用。储能装置中的电池一般为铅酸电池或锂电池,高温会影响其使用寿命。为延长电池的使用寿命,对电池在充电过程中的电池温度进行调控,能够提高电池的使用效率、延长使用寿命,对推动储能技术的应用和发展具有重要意义。

2、现有技术在对电池温度进行调控时,无法准确预测储能系统的电池温度,从而无法实现对电池温度的均衡控制。


技术实现思路

1、本发明提供一种电池温度调控系统及方法,用以解决现有技术中储能系统无法准确预测储能系统的电池温度,对电池温度的均衡控制的问题,包括:

2、波动计算模块,用于获取储能系统的输出功率,根据储能系统的输出功率确定电池波动系数;

3、温度预测模块,用于根据电池波动系数确定电池温度预测值,根据电池温度预测值绘制预测温度变化曲线;

4、温度调控模块,用于根据预测温度变化曲线确定电池的异常温度时段,根据电池的异常温度时段对电池温度进行调控;

5、温度均衡模块,用于根据电池温度调控结果确定调控后各电池包的温度值,根据调控后各电池包的温度值对电池包进行温度均衡处理。

6、进一步地,所述波动计算模块根据储能系统的输出功率确定电池波动系数,包括:

7、根据储能系统的输出功率绘制输出功率变化曲线,获取预设滑动时间窗口,根据预设滑动时间窗口将输出功率变化曲线划分为若干子功率变化曲线;

8、计算子功率变化曲线内功率的平均值,筛选出功率平均值大于第一预设阈值的时段,将功率平均值大于第一预设阈值的时段设定为第一波动时段;

9、根据各子功率变化曲线的功率平均值绘制平均功率变化曲线,计算平均功率变化曲线内各功率平均值的斜率绝对值;

10、筛选出平均功率变化曲线中斜率绝对值大于第二预设阈值的时段,将斜率绝对值大于第二预设阈值的时段设定为第二波动时段;

11、根据第一波动时段及第二波动时段确定功率异常时段,根据功率异常时段确定电池波动系数。

12、进一步地,所述根据功率异常时段确定电池波动系数,包括:

13、获取功率异常时段内储能系统的电池温度变化情况,根据电池温度变化情况绘制若干个功率异常时段的温度变化曲线;

14、根据温度变化曲线确定温度峰值点,计算大于第三预设阈值的温度峰值点的数量,根据大于第三预设阈值的温度峰值点的数量确定温度权重;

15、计算各温度变化曲线的标准差,根据温度权重对温度变化曲线的标准差进行加权求和,得到电池波动系数。

16、进一步地,所述温度预测模块根据电池波动系数确定电池温度预测值,包括:

17、根据电池波动系数确定平滑系数,根据平滑系数基于指数移动平均算法确定电池温度预测值。

18、进一步地,所述根据电池波动系数确定平滑系数,包括:

19、根据平滑系数计算公式确定平滑系数,所述平滑系数计算公式具体为,

20、

21、其中,β为平滑系数,βs为预设标准平滑系数,f为电池波动系数,fs为预设标准波动系数,r为预设范围系数,exp为自然指数函数。

22、进一步地,所述温度调控模块根据预测温度变化曲线确定电池的异常温度时段,包括:

23、基于预测温度变化曲线确定电池温度大于第四预设阈值的持续时段,将电池温度在第四预设阈值的持续时段确定为异常温度时段;

24、若预测温度变化曲线的电池温度没有大于第四预设阈值的持续时段,则确定不存在异常温度时段。

25、进一步地,所述温度调控模块根据电池的异常温度时段对电池温度进行调控,包括:

26、获取当前储能系统的负载电量,计算当前储能系统的负载电量与预设标准负载电量的差值;

27、对当前储能系统的负载电量与预设标准负载电量的差值进行归一化处理,得到温度阈值修正系数,根据温度阈值修正系数确定温度阈值;

28、获取储能系统在异常温度时段的预测温度值与温度阈值的差值,根据预测温度值与温度阈值的差值确定目标调控温度,根据目标调控温度对电池温度进行调控。

29、进一步地,所述根据预测温度值与温度阈值的差值确定目标调控温度,包括:

30、判断预测温度值与温度阈值的差值是否大于第五预设阈值,若预测温度值与温度阈值的差值大于第五预设阈值,则设定第一温度值为目标调控温度;

31、若预测温度值与温度阈值的差值小于或等于第五预设阈值,则判断预测温度值与温度阈值的差值是否大于第六预设阈值;

32、若预测温度值与温度阈值的差值大于第六预设阈值,则设定第二温度值为目标调控温度;

33、若预测温度值与温度阈值的差值小于或等于第六预设阈值,则设定第三温度值为目标调控温度。

34、进一步地,所述温度均衡模块根据调控后各电池包的温度值对电池包进行温度均衡处理,包括:

35、根据调控后各电池包的温度值确定储能系统的电池温度平均值,根据电池温度平均值筛选出温度最接近电池温度平均值的电池包;

36、将温度最接近电池温度平均值的电池包设定为初始电池包,获取与初始电池包相邻区域的电池包温度,判断初始电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值是否小于第七预设阈值;

37、若初始电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值小于第七预设阈值,则将相邻区域的电池包设定为新的初始电池包并继续判断新的初始电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值是否小于第七预设阈值;

38、若初始电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值大于或等于第七预设阈值,则根据初始电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值确定目标调控温度,根据目标调控温度对相邻区域的电池包进行温度调控;

39、重复上述步骤直至各电池包的温度与相邻区域电池包温度的差值小于第七预设阈值。

40、为了实现上述目的,本发明还提供了一种电池温度调控方法,所述方法包括:

41、获取储能系统的输出功率,根据储能系统的输出功率确定电池波动系数;

42、根据电池波动系数确定电池温度预测值,根据电池温度预测值绘制预测温度变化曲线;

43、根据预测温度变化曲线确定电池的异常温度时段,根据电池的异常温度时段对电池温度进行调控;

44、根据电池温度调控结果确定调控后各电池包的温度值,根据调控后各电池包的温度值对电池包进行温度均衡处理。

45、本发明的有益效果在于:

46、通过应用以上技术方案,本发明通过储能系统的输出功率确定指数移动平均算法平滑系数,从而实现对电池温度的精准预测,基于温度预测结果找出电池温度的异常时段并进行温度调控,同时对调控后的电池进行温度均衡处理,能够有效提升储能系统的工作效率,充分延长电池的使用寿命。


技术特征:

1.一种电池温度调控系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述波动计算模块根据储能系统的输出功率确定电池波动系数,包括:

3.根据权利要求2所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述根据功率异常时段确定电池波动系数,包括:

4.根据权利要求1所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述温度预测模块根据电池波动系数确定电池温度预测值,包括:

5.根据权利要求4所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述根据电池波动系数确定平滑系数,包括:

6.根据权利要求1所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述温度调控模块根据预测温度变化曲线确定电池的异常温度时段,包括:

7.根据权利要求6所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述温度调控模块根据电池的异常温度时段对电池温度进行调控,包括:

8.根据权利要求7所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述根据预测温度值与温度阈值的差值确定目标调控温度,包括:

9.根据权利要求1所述的电池温度调控系统,其特征在于,所述温度均衡模块根据调控后各电池包的温度值对电池包进行温度均衡处理,包括:

10.一种电池温度调控方法,其特征在于,所述方法包括:


技术总结
本发明涉及光伏储能技术领域,具体公开了一种电池温度调控系统及方法,包括:波动计算模块,用于获取储能系统的输出功率,根据储能系统的输出功率确定电池波动系数;温度预测模块,用于根据电池波动系数确定电池温度预测值,根据电池温度预测值绘制预测温度变化曲线;温度调控模块,用于根据预测温度变化曲线确定电池的异常温度时段,根据电池的异常温度时段对电池温度进行调控;温度均衡模块,用于根据电池温度调控结果确定调控后各电池包的温度值,根据调控后各电池包的温度值对电池包进行温度均衡处理。本发明能够及时确定电池温度的异常时段并进行温度调控,确保电池温度分布均衡,延长了储能系统的使用寿命,提升了运行效率。

技术研发人员:孙志伟,牛东洋,李立龙,孟雪鹏,刘溢鹏,赵虎
受保护的技术使用者:华能康保风能利用有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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