基于动态可重构电池网络状态空间模型的电池荷电状态估计

作     者：陈爱琢 张从佳 周杨林 史兴华 刘敏 慈松 CHEN Aizhuo;ZHANG Congjia;ZHOU Yanglin;SHI Xinghua;LIU Min;CI Song

作者机构：新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系)北京市海淀区100084 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310063 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：396-407,I0033页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司科技项目(5500-202219366A-2-0-ZN) 

主　　题：电池单元 Thevenin模型 动态可重构电池网络(DRBN) 状态空间模型 荷电状态(SOC) 

摘      要：动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)通常由众多差异性电池单元经过电力电子开关串并联构成。为了实现对这些电池单元的均衡管理,并确保在网络中安全、精确地隔离故障电池单元,必须通过协同控制电池单元间的拓扑连接。因此,深入分析电池单元间的耦合关系对于网络管理至关重要。该文结合图论中的割集网络分析方法和电池单元的n阶Thevenin模型,构建DRBN的状态空间模型,从而将网络中所有电池单元耦合在一起。同时,鉴于电池单元的荷电状态(state of charge,SOC)信息对网络的优化运行和储能系统的能量管理至关重要,该文提出一种基于DRBN状态空间模型的SOC一体化估计方法。为了验证所提方法的有效性,通过实验和数值仿真,将其与现有研究中广泛采用的基于电池单元模型的荷电状态估计方法进行了对比分析,以得出最终结论。