买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：西安热工研究院有限公司;华能武汉发电有限责任公司

摘要：本发明公开了基于调频指令预测的超级电容耦合锂电池储能方法及系统，涉及储能技术领域，包括：布置传感器，收集电网调频数据，确定功率和能量需求、分析调频指令和负载数据；确定超级电容器和锂电池的容量需求和功率要求，选择超级电容器和锂电池，将超级电容器和锂电池同电路集成；采集集成后的实时运行数据并进行分析，利用历史数据和实时运行数据的分析结果判断健康状态；根据健康状态的预测结果，调整超级电容器和锂电池的工作状态。本发明提供的基于调频指令预测的超级电容耦合锂电池储能方法通过预测调频需求、优化充放电策略及电路设计，提高超级电容和锂电池储能系统的效率、稳定性及安全性，延长使用寿命。

主权项：1.基于调频指令预测的超级电容耦合锂电池储能方法，其特征在于，包括：布置传感器，收集电网调频数据，确定瞬时和长期内的功率和能量需求、分析现有的调频指令和历史负载数据；确定超级电容器和锂电池的容量需求和功率要求，选择超级电容器和锂电池，设计超级电容器和锂电池的电路连接，将超级电容器和锂电池同电路集成；采集集成后的实时运行数据并进行分析，利用历史数据和实时运行数据的分析结果判断健康状态；根据健康状态的预测结果，调整超级电容器和锂电池的工作状态，优化超级电容器和锂电池的充放电策略；所述实时运行数据是指在集成超级电容器和锂电池后，运行过程中的数据，对实时运行数据进行数据预处理，进行数据清洗和标准化；所述进行分析包括基于数据预处理后的实时运行数据构建热管理模型评估热管理情况，计算超级电容器和锂电池的瞬时功率和能量状态，确定权重系数构建健康状态评估模型，通过对比历史数据，判断是否需要进行优化；所述热管理模型表示为；Tbat,calct＝Tbatt+Rtht·Pbatt-Pcoolt其中，Tbat,calct表示计算得出的锂电池实际温度，Tbatt表示锂电池的实时温度，Rtht表示热阻，Pbatt表示锂电池的瞬时功率，Pcoolt表示冷却功率；所述健康状态评估模型表示， 其中，Hsyst表示健康状态，α表示超级电容器在功率输出中的权重，SOCsct表示超级电容器的充电状态，β表示超级电容器在能量储存中的权重，SOCbatt表示锂电池的充电状态，γ表示锂电池温度的权重，Tbat,calct表示计算得出的锂电池实际温度，Tmax表示锂电池的最高安全工作温度；所述确定权重系数包括计算超级电容器和锂电池的瞬时功率和能量状态，基于瞬时功率确定超级电容器在功率输出中的权重，基于能量状态确定超级电容器在能量储存中的权重；基于锂电池实际温度和锂电池的最高安全工作温度确定锂电池温度的权重；所述瞬时功率表示，Psct＝Vsct×IsctPbatt＝Vbatt×Ibatt其中，Psct表示超级电容器的瞬时功率，Vsct表示超级电容器的实时电压，Isct表示超级电容器的实时电流，其中，Pbatt表示锂电池的瞬时功率，Vbatt表示锂电池的实时电压，Ibatt表示锂电池的实时电流；所述能量状态表示，Esct＝Esct-1+Psct×ΔtEbatt＝Ebatt-1+Pbatt×Δt其中，Esct表示超级电容器的能量状态，Esct-1表示上一个时间点的超级电容器能量状态，Psct表示超级电容器的瞬时功率，Δt表示时间间隔，Ebatt表示锂电池的能量状态，Ebatt-1表示上一个时间点的锂电池能量状态，Pbatt表示锂电池的瞬时功率；所述超级电容器在功率输出中的权重表示， 其中，α表示超级电容器在功率输出中的权重，Psct表示超级电容器的瞬时功率，Pbatt表示锂电池的瞬时功率；所述超级电容器在能量储存中的权重表示， 其中，β表示超级电容器在能量储存中的权重，Esct表示超级电容器的能量状态，Ebatt表示锂电池的能量状态；所述锂电池温度的权重表示， 其中，γ表示锂电池温度的权重，Tbat,calct表示计算得出的锂电池实际温度，Tmax表示锂电池的最高安全工作温度；所述调整超级电容器和锂电池的工作状态包括将实时计算的健康状态Hsyst与历史数据进行对比，找出历史相似情景下的健康状态，基于历史数据确定健康状态的阈值上限Hhigh和阈值下限Hlow，Hsyst超过阈值上限或低于阈值下限，构建目标函数进行求解，动态调整超级电容器和锂电池的工作状态；所述目标函数表示， 其中，J表示目标函数，Plosst表示能量损耗，△SOCsct表示超级电容器的SOC变化，△SOCbatt表示锂电池的SOC变化，Tbat,calct表示计算得出的锂电池实际温度，Tmax表示锂电池的最高安全工作温度，gHsyst表示惩罚函数，δ1和δ2表示惩罚系数，λ1、λ2、λ3、λ4分别表示权重系数；通过惩罚函数gHsyst，在健康状态超过上限阈值时，增加相应的惩罚项δ1·Hsyst-Hhigh2，在健康状态低于下限阈值时，增加相应的惩罚项δ2·Hlow-Hsyst2；所述能量损耗通过计算输入功率Pint，基于Pint计算系统能量损耗，表示为， Plosst＝Pint-Psct+Pbatt其中，Pint表示总输入功率，Pin,it表示第i个输入源的功率输入，n表示输入源的数量，Plosst表示能量损耗。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安热工研究院有限公司 华能武汉发电有限责任公司 基于调频指令预测的超级电容耦合锂电池储能方法及系统