(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210635080.2 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 (72)发明人 孙凯祺　刘洁　孙媛媛　李可军　 王建建　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 李琳 (51)Int.Cl. H02J 15/00(2006.01) H02J 3/32(2006.01) G06F 30/20(2020.01) H01M 12/00(2006.01)H01M 10/42(2006.01) H01M 6/50(2006.01) (54)发明名称 用于一次电池-二次电池混合储能系统的控 制方法及系统 (57)摘要 本发明属于电力技术领域， 提供了用于一次 电池‑二次电池混合储能系统的控制方法及系 统， 提出了一次电池 ‑二次电池混合储能系统的 等效电池容量测定方法， 该方法能够有效获取该 储能系统相比于全新电池储能系统的等效电池 容量。 针对 可再生能源中配置的储能系统两种不 同运行模式： 峰谷套利模式和功率波动平抑模 式,设计了两种不同的储能系统控制策略来让混 合储能系统拥有和新电池形成的储能系统一样 的控制性能。 权利要求书2页 说明书9页 附图8页 CN 115037056 A 2022.09.09 CN 115037056 A 1.用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 基于一次电池储能系统和二 次电池储能系统构建一 次电池‑二次电池混合储能系统模 型； 基于电池一致性评价判据， 采用电池单元平衡原理进行电池一致性评价， 若混合储能 系统中放电容量最低的储能单元和充电容量最高的储能单元为同一储能单元， 根据二次电 池储能系统的最大放电容量和最大充电容量 获得二次电池储能系统的最大可用容量， 若混 合储能系统中放电容量最低的储能单元和充电容量最高的储能单元不为同一储能单元， 则 针对该混合储能系统在峰谷套利和功率波动平抑运行模式下采用相 应的均衡控制策略配 置容量以实现与完全新电池形成的储能系统相似的控制性能。 2.如权利要求1所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 在电池单元平衡原理进行电池一致性评价中， 采用二次储能系统的电池单元最大可用 容量作为电池一 致性评价判据。 3.如权利要求1所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 采用锂离 子电池作为 一次电池 储能系统和二次电池 储能系统的电池单 元。 4.如权利要求1所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 在峰谷套利运行模式下， 采用的均衡控制策略具体包括： 在负荷高峰期， 当一次电池 ‑二次电池混合储能系统中的二次电池或一次电池中含有 可用容量时， 一次电池 ‑二次电池混合充电系统进行放电； 如果二次电池和一 次电池的剩余荷电状态低于储能系统的荷电状态最低 值时， 一次电 池‑二次电池混合储能系统停止 工作直到可 再生能源的输出功率大于电网负荷需求； 在负荷低谷期， 如果一次电池 ‑二次电池混合储能系统的二次电池或一次电池未达到 储能系统剩余荷电状态的最大值， 一次电池 ‑二次电池混合储能系统存储来自可再生能源 的剩余功率， 直到二次电池和一次电池的剩余 容量达到储能系统的最大荷电状态限定值。 5.如权利要求1所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 在功率波动平抑运行模式下， 采用两阶段控制策略， 具体包括： 在第一阶段， 一次电池 ‑二次电池混合储能系统采用混合充放电速率充放电； 在第二阶 段， 当一次电池的剩余荷电状态低于第一阈值 或达到第二阈值时， 一次电池 ‑二次电池混合 储能系统中的剩余荷电状态通过终止功 能逐渐停止工作， 一次电池 ‑二次电池混合储能系 统将继续工作， 直到二次电池的剩余荷电状态达 到极限。 6.如权利要求1所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 所述根据二次电池储能系统的最大放电容量和最大充电容量 获得二次电池储能系统的 最大可用容量， 最大可用容量表示为： Cavl_max＝Cdsc_max+Cch_max 其中， Cdsc_max为二次电池储能系统的最大放电容量， Cdsc_max＝min{Cmax‑iSOCi},0<i<n， Cch_max为二次电池储能系统的最大充电容量， Cch_max＝min{Cmax‑j(1‑SOCj)},0<j<n， Cmax‑n为每 个电池单元的最大可用容量， SOCn为每个电池单元的剩余荷电状态， n表示二次电池储能系 统的电池单元的数量， i表示混合储能系统中放电容量最低的储能单元的编号， j表示混合 储能中充电容 量最高的储能单 元的编号。 7.用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制系统， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115037056 A 2混合储能系统模型构建模块， 用于基于一 次电池储能系统和二 次电池储能系统构建一 次电池‑二次电池混合储能系统模型； 多功能控制策略模块， 用于基于电池一致性评价判据， 采用电池单元平衡原理进行电 池一致性评价， 若混合储能系统中放电容量最低的储能单元和充电容量最高的储能单元为 同一储能单元， 根据二次电池储能系统的最大放电容量和最大充电容量 获得二次电池储能 系统的最大可用容量， 若混合储能系统中放电容量最低的储能单元和充电容量最高的储能 单元不为同一储能单元， 则针对该混合储能系统在峰谷套利和功率波动平抑运行模式下采 用相应的均衡控制策略配置容 量以实现与完全新电池形成的储能系统相似的控制性能。 8.如权利要求7所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法， 其特征在 于， 在峰谷套利运行模式下， 采用的均衡控制策略具体包括： 在负荷高峰期， 当一次电池 ‑二次电池混合储能系统中的二次电池或一次电池中含有 可用容量时， 一次电池 ‑二次电池混合充电系统进行放电； 如果二次电池和一 次电池的剩余荷电状态低于储能系统的荷电状态最低 值时， 一次电 池‑二次电池混合储能系统停止 工作直到可 再生能源的输出功率大于电网负荷需求； 在负荷低谷期， 如果一次电池 ‑二次电池混合储能系统的二次电池或一次电池未达到 储能系统剩余荷电状态的最大值， 一次电池 ‑二次电池混合储能系统存储来自可再生能源 的剩余功率， 直到二次电池和一次电池的剩余 容量达到储能系统的最大荷电状态限定值； 或， 在功率波动平抑运行模式下， 采用两阶段控制策略， 具体包括： 在第一阶段， 一次电池 ‑二次电池混合储能系统采用混合充放电速率充放电； 在第二阶 段， 当一次电池的剩余荷电状态低于第一阈值 或达到第二阈值时， 一次电池 ‑二次电池混合 储能系统中的剩余荷电状态通过终止功 能逐渐停止工作， 一次电池 ‑二次电池混合储能系 统将继续工作， 直到二次电池的剩余荷电状态达 到极限。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6中任一项所述的用于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方 法中的步骤。 10.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑6中任一项 所述的用 于一次电池 ‑二次电池混合储能系统的控制方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115037056 A 3