电池储能系统的管理控制策略研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文电池储能系统的管理控制策略研究论文作者：田晓彬学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：控制工程指导教师：李练兵职称：教授万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlEngineeringTHERESEARCHONCONTROLSTRATEGYOFMANAGEMENTOFBATTERYENERGYSTORAGESYSTEMByTianXiaobinSupervisor：Prof.LiLianbingMarch

2、2014万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据摘要随着可再生能源的发展，其发电并网容量的增大对电网能量管理形成了新的挑战。故，基于储能装置的电网控制技术成为了解决这一挑战的重要手段。电动汽车的发展使电池储能方式得到了快速的发展。本论文在分析现有储能装置的基础上，着重介绍电池储能系统，并且针对电池储能系统设计电池管理控制方法。储能系统电池管理主要对电池组的电荷剩余量（SOC）状态进行评估、控制和管理，并且动态监测电池的健康状态。为此，本文研究了储能电池的SOC动态评估方法与实现，以及健康状态的监测方法与实现。通过文献资料了解电池储能系统的发展概况，并且深入了解储能系统所用电池的基本分类、基

3、本结构及其工作原理，总结各储能系统特点状况。介绍电池模型相关理论知识，阐述电池管理系统基本控制理论。通过实验得到所用电池充放电特性曲线，分析出电池充放电特性和SOC影响因素。简单介绍Kalman与扩展Kalman滤波器的原理，并阐述其局限性。将无迹Kalman滤波器应用于SOC与内阻估算中。经比较得出这种估算方式在电池工作平台区的优势。设计了电池SOC动态估测试验系统的软硬件。系统由硬件采集、算法执行、通信信息储存管理及上位机数据显示等模块组成。实现了电池充放电电流、电压、温度的实时监测，以及上位机数据实时显示、电池健康状态监测及保护等功能。从而实现真正意义上的电池储能系统的电池健康状态以

4、及SOC动态实时的在线精确评估。本文研究工作对于电池的SOC动态估测以及健康状态监测具有很好的实际估计效果，符合储能系统对所需电池SOC动态估测以及健康状态监测的准确性要求。关键词：储能系统；剩余电量；内阻；无迹卡尔曼滤波；健康状态监测I万方数据II万方数据ABSTRACTWiththedevelopmentofrenewableenergy,theenergymanagementsystemhasfacedtheincreasingchallenges.Therefore,energycontroltechnologyhadbecomeanimportantmeanstosolvethe

5、challengewhichbasedontheenergystoragedevice.Thedevelopmentofelectricvehiclemadethewayofbatteryenergystoragegotrapidimprovement.Onaccountofanalyzingenergystoringdeviceinexistence,thepaperfocusesonintroducingthebatteryenergystoragesystem,anddesigningcontrolmethodofbatterymanagementsystemfocusedonbat

6、teryenergystorage.Thebatterystoragemanagementsystemsresponsibleforevaluating,controllingandmanagingSOC,andmakingahealthmonitoringforthestateofbattery.Therefore,TheSOCdynamicevaluationandimplementationmethodofstoragebattery,themethodofmonitoringhealthstatusandimplementationarestudiedinthispaper.The

7、developmentofbatteryenergystoragesystemisunderstoodthroughtheliteraturedata,basicclassification,basicstructureandworkingprincipleofthebatteryenergystoragesystemisdeeplyknown,andmakingasummaryofvariousmakingstorag