一种模块化储能柜充放电优化控制方法及系统与流程

本发明涉及储能控制，具体涉及一种模块化储能柜充放电优化控制方法。

背景技术：

1、在能源存储技术领域，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备以及可再生能源的储能系统中，然而，锂离子电池的性能和寿命在很大程度上受到其充放电策略的影响。

2、目前，锂离子电池的充电策略主要采取恒流充电和恒压充电相结合的方式，在充电过程的开始阶段，通常包括恒定的电流进行充电，以保证电池内部的化学物质能够均匀且有效地吸收电能。随着充电的进行，电池的电压逐渐上升，当达到某一预设的电压阈值时，充电方式转变为恒压充电，此时电池电压保持不变，电流逐渐减小，直至电池充满。这种策略能够有效避免过充现象，保护电池的安全和性能。

3、在放电策略方面，锂离子电池通常以恒定的电压进行输出，以满足设备或系统的用电需求。然而，随着放电的进行，电池的电压会逐渐降低。为了保护电池，避免过度放电对电池性能造成损害，当电池电压降至某一设定的阈值时，放电过程会停止。

4、尽管现有的充放电策略在一定程度上能够保证锂离子电池的安全和性能，但在实际应用中仍存在一些问题。例如，恒流充电过程中电流的大小选择需要权衡充电速度和电池温升；恒压充电阶段的电压控制精度影响电池的充满程度；放电过程中的电压阈值设定需要综合考虑电池的性能和安全性等。因此，有必要对锂离子电池的充放电策略进行深入研究，以进一步优化其性能，提高能源利用效率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本申请提供了一种模块化储能柜充放电优化控制方法，实现电池的高效、安全充电和放电，延长电池的使用寿命，提高能源利用效率。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模块化储能柜充放电优化控制方法，其改进之处在于，包括以下步骤：配置多个模块化储能柜，每个所述储能柜均可单独控制其充放电的速率与时间；配置所述储能柜的充电函数f(x)，所述充电函数f(x)为分段函数，包括f(x1)，f(x2)，f(x3)，……f(xm)，其中m为自然数；配置所述储能柜的放电函数f(y)，所述放电函数f(y)为分段函数，包括f(y1)，f(y2)，f(y3)，……f(yh)，其中h为自然数；控制所述多个储能柜按照设定的充电函数进行充电以及按照设定的放电函数进行放电。

3、上述技术方案中所述充电函数f(x)包括一元三次函数形式，具体为f(x)＝ax3+bx3+c*x，且满足在充电过程中，每个分段函数的a取值范围逐步减小，b取值范围逐步增加，c取值范围逐步减少。

4、上述技术方案中所述放电函数f(y)包括一元三次函数形式，具体为f(y)＝ax3+bx3+c*x，且满足在放电过程中，每个分段函数的d取值范围逐步增加，e取值范围逐步减小，f取值范围逐步增加。

5、上述技术方案中所述控制所述多个储能柜按照设定的充电函数进行充电以及按照设定的放电函数进行放电，包括：将多个所述储能柜编号为柜1，柜2，……，柜n，其中n为自然数，且n大于等于2；控制每个所述储能柜按照设定的充电函数f(x)进行充电，使得当柜1执行函数f(x1)后，柜2开始执行该函数，以此类推，直到柜n执行完函数f(x1)后，跳转至柜1执行函数f(x2)，柜2至柜n继续依次执行，直至所有分段函数执行完毕；控制每个所述储能柜按照设定的放电函数f(y)进行放电，使得当柜1执行函数f(y1)后，柜2开始执行该函数，以此类推，直到柜n执行完函数f(y1)后，跳转至柜1执行函数f(y2)，柜2至柜n继续依次执行，直至所有分段函数执行完毕。

6、上述技术方案中所述充电函数以及放电函数是通过远程能量管理系统编辑设置的，所述远程能量管理系统还可实现对所述模块化储能柜的远程控制和管理，包括实时监测储能柜的状态、控制储能柜的充放电过程、收集并分析储能柜的运行数据等。

7、上述技术方案中所述模块化储能柜的数量、电量、充放电速率与时间均可实现调整和优化。

8、本发明解决其技术问题所包括的技术方案是：一种模块化储能柜充放电优化控制系统，包括：储能柜配置模块，用于配置多个模块化储能柜，每个所述储能柜均可单独控制其充放电的速率与时间；充电函数配置模块，用于配置所述储能柜的充电函数f(x)，所述充电函数f(x)为分段函数，包括f(x1)，f(x2)，f(x3)，……f(xm)，其中m为自然数；放电函数配置模块，用于配置所述储能柜的放电函数f(y)，所述放电函数f(y)为分段函数，包括f(y1)，f(y2)，f(y3)，……f(yh)，其中h为自然数；优化控制模块，用于控制所述多个储能柜按照设定的充电函数进行充电以及按照设定的放电函数进行放电。

9、本发明的有益效果是：通过拓展的模块化储能设备实现分簇控制优化，充电与放电过程中每个柜体执行分段函数的充放电策略，降低线性相关性，实现电池的高效、安全充电和放电，延长电池的使用寿命，提高能源利用效率。

技术特征：

1.一种模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，所述充电函数f(x)包括一元三次函数形式，具体为f(x)＝ax3+bx3+c*x，且满足在充电过程中，每个分段函数的a取值范围逐步减小，b取值范围逐步增加，c取值范围逐步减少。

3.根据权利要求1所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，所述放电函数f(y)包括一元三次函数形式，具体为f(y)＝dx3+ex3+f*x，且满足在放电过程中，每个分段函数的d取值范围逐步增加，e取值范围逐步减小，f取值范围逐步增加。

4.根据权利要求2或3所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，参数a和d的取值范围为0～10，参数b和e的取值范围为0～30，参数c的f的取值范围为0～50。

5.根据权利要求1所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，所述控制所述多个储能柜按照设定的充电函数进行充电以及按照设定的放电函数进行放电，包括：

6.根据权利要求1所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，所述充电函数以及放电函数是通过远程能量管理系统编辑设置的，所述远程能量管理系统还可实现对所述模块化储能柜的远程控制和管理，包括实时监测储能柜的状态、控制储能柜的充放电过程、收集并分析储能柜的运行数据等。

7.根据权利要求1-6任一所述的模块化储能柜充放电优化控制方法，其特征在于，所述模块化储能柜的数量、电量、充放电速率与时间均可实现调整和优化。

8.一种模块化储能柜充放电优化控制系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种模块化储能柜充放电优化控制方法，涉及储能控制技术领域，包括以下步骤：配置多个模块化储能柜，每个所述储能柜均可单独控制其充放电的速率与时间；配置所述储能柜的充电函数f(x)，所述充电函数f(x)为分段函数，包括f(x1)，f(x2)，f(x3)，……f(xm)，其中m为自然数；配置所述储能柜的放电函数f(y)，所述放电函数f(y)为分段函数，包括f(y1)，f(y2)，f(y3)，……f(yh)，其中h为自然数；控制所述多个储能柜按照设定的充电函数进行充电以及按照设定的放电函数进行放电。通过拓展的模块化储能设备实现分簇控制优化，充电与放电过程中每个柜体执行分段函数的充放电策略，降低线性相关性，实现电池的高效、安全充电和放电，延长电池的使用寿命，提高能源利用效率。技术研发人员：蒋礼,李任戈,曾骥敏,沈旺旺受保护的技术使用者：中建科工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12