【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及儲能裝置監(jiān)測，特別涉及一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測及預(yù)警方法。
技術(shù)介紹
1、隨著全球?qū)稍偕茉吹闹匾暫湍茉创鎯π枨蟮脑鲩L，儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)、新能源汽車、分布式能源等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。儲能系統(tǒng)的核心部件(即儲能電池組件)，其性能和可靠性直接影響整個儲能系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。在儲能系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，電池可能會面臨各種復(fù)雜的工況和環(huán)境條件。例如，在大規(guī)模儲能電站中，電池需要頻繁地進(jìn)行充放電循環(huán)以平衡電網(wǎng)的供需波動；在電動汽車應(yīng)用中，電池要適應(yīng)不同的駕駛工況和環(huán)境溫度變化。這些因素都可能導(dǎo)致電池出現(xiàn)性能衰退、故障甚至引發(fā)安全事故。
2、當(dāng)前，在對儲能系統(tǒng)中的電池進(jìn)行監(jiān)測的方案，普遍存在如下問題：一是檢測參數(shù)單一：傳統(tǒng)的儲能系統(tǒng)故障檢測方法往往僅關(guān)注電池的某一個或幾個參數(shù)，如電壓、溫度等。例如，一些早期的檢測系統(tǒng)主要依靠設(shè)定固定的電壓閾值來判斷電池是否過充或過放。然而，僅依據(jù)單一參數(shù)無法全面反映電池的真實(shí)健康狀態(tài)，因為電池的故障可能是由多個參數(shù)共同作用引起的。例如，即使電壓在正常范圍內(nèi)，但如果電池內(nèi)部內(nèi)阻增大、電流分布不均且溫度異常升高，也可能預(yù)示著電池存在潛在故障，而單一參數(shù)檢測方法難以發(fā)現(xiàn)此類復(fù)雜情況。二是缺乏動態(tài)監(jiān)測能力：現(xiàn)有許多檢測方案側(cè)重于對電池在某個特定時刻的參數(shù)進(jìn)行判斷，而忽略了電池在不同運(yùn)行周期內(nèi)參數(shù)的動態(tài)變化。電池在長期使用過程中，其性能是逐漸變化的，如內(nèi)阻會隨著充放電次數(shù)的增加而增大，荷電狀態(tài)的變化規(guī)律也會因電池老化而改變，缺乏對這些參數(shù)動態(tài)變化率的監(jiān)測，就難以在電池故障發(fā)生的早
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)實(shí)施例的目的是提供一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測及預(yù)警方法，通過實(shí)時檢測儲能電池組件中每一電池在兩個連續(xù)檢測周期的多維度實(shí)時狀態(tài)參數(shù)，綜合計算電池內(nèi)阻變化率以及結(jié)合實(shí)時狀態(tài)參數(shù)與老化系數(shù)得出的故障風(fēng)險指數(shù)，進(jìn)而依據(jù)該指數(shù)與故障風(fēng)險閾值對比來判斷單體電池的運(yùn)行狀態(tài)，克服了現(xiàn)有方案檢測參數(shù)單一、缺乏動態(tài)監(jiān)測能力以及未充分考慮電池老化因素等問題，實(shí)現(xiàn)了對儲能電池更全面、動態(tài)且精準(zhǔn)的故障監(jiān)測，有助于提前預(yù)警電池故障，保障儲能系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行，提升整個儲能系統(tǒng)的可靠性與安全性。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)實(shí)施例的第一方面提供了一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，儲能系統(tǒng)包括若干個儲能電池組件，每一所述儲能電池組件包括若干個電池，所述監(jiān)測方法包括如下步驟：
3、獲取若干個儲能電池組件中每一所述電池當(dāng)前檢測周期以及前一檢測周期的實(shí)時狀態(tài)參數(shù)，所述實(shí)時狀態(tài)參數(shù)包括：所述電池的電壓值、電流值、溫度值、荷電狀態(tài)值和充放電倍率；
4、基于所述電池的實(shí)時狀態(tài)參數(shù)，計算所述電池的內(nèi)阻變化率；
5、基于所述內(nèi)阻變化率，結(jié)合所述電池的實(shí)時狀態(tài)參數(shù)和老化系數(shù)，計算所述電池的故障風(fēng)險指數(shù)；
6、判斷所述電池的故障風(fēng)險指數(shù)是否大于或等于故障風(fēng)險閾值，如是則控制所述電池停止運(yùn)行，并向所述儲能系統(tǒng)的控制端發(fā)送故障告警信息，如否則控制所述電池正常運(yùn)行。
7、進(jìn)一步地，所述電池的內(nèi)阻變化率的計算公式為：
8、
9、ri＝rohm_i+rp_i；
10、
11、rp_i＝rp_0×(1-soci)n；
12、其中，δri為所述電池在當(dāng)前檢測周期與前一檢測周期的內(nèi)阻值差值，δvi為所述電池在當(dāng)前檢測周期與前一檢測周期的電壓值差值，δii為所述電池在當(dāng)前檢測周期與前一檢測周期的電流值差值，crate_i為所述電池的充放電倍率，crate_0為所述電池的基準(zhǔn)充放電倍率，α1、β1和λ1分別為電池充放電倍率的相關(guān)系數(shù)，ti為所述電池在當(dāng)前檢測周期的溫度值，t0為電池基準(zhǔn)溫度值，α2和λ2分別為電池溫度的相關(guān)系數(shù)，soci為所述電池在當(dāng)前檢測周期的荷電狀態(tài)值，soc0為電池基準(zhǔn)荷電狀態(tài)，α3、β3和λ3為分別為電池荷電狀態(tài)的相關(guān)系數(shù)，rp_i為所述電池在當(dāng)前檢測周期的極化電阻值，rp_0為所述電池荷電狀態(tài)為0時相應(yīng)的極化電阻值，n為極化電阻與電池荷電狀態(tài)相關(guān)的經(jīng)驗常數(shù)，δt為當(dāng)前檢測周期與前一檢測周期的時間差值，rohm_i為所述電池在當(dāng)前檢測周期的歐姆電阻值，ri為所述電池在當(dāng)前檢測周期的內(nèi)阻值，ri-1為所述電池在前一檢測周期的內(nèi)阻值，i為當(dāng)前檢測周期的序號。
13、進(jìn)一步地，所述老化系數(shù)與電池使用年限以及充放電循環(huán)次數(shù)有關(guān)，其計算公式為：
14、
15、其中，sohi為所述電池的老化系數(shù)，cyclecount_i為所述電池的充放電循環(huán)次數(shù)，cyclemax為所述電池的最大充放電循環(huán)次數(shù)，agecount_i為所述電池的已使用年限，agemax為所述電池的最大使用年限，σ為與電池充放電循環(huán)次數(shù)相關(guān)的常數(shù)項，η為與電池使用年限相關(guān)的常數(shù)項。
16、進(jìn)一步地，每一所述電池的側(cè)壁外側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器，所述電池內(nèi)部還設(shè)置有第二溫度傳感器；
17、所述電池在當(dāng)前檢測周期的歐姆電阻值的計算公式為：
18、
19、其中，ti1為所述第一溫度傳感器獲取的所述電池的側(cè)壁溫度值，ti2為所述第二溫度傳感器獲取的所述電池的內(nèi)部溫度值，α2、λ2和m分別為電池溫度的相關(guān)系數(shù)。
20、進(jìn)一步地，所述電池的故障風(fēng)險指數(shù)的計算公式為：
21、
22、其中，rii為所述電池在當(dāng)前檢測周期的故障風(fēng)險指數(shù)，rinitial為所述電池的初始內(nèi)阻，v0為所述電池的開路電壓，i0為所述電流的標(biāo)稱電流，tmax為所述電池的最大安全工作溫度，rmax為所述電池的最大內(nèi)阻，θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6和θ7分別為與老化因子、內(nèi)阻變化率、電池電壓、電池電流、電池溫度、荷電狀態(tài)、充放電倍率以及電池內(nèi)阻相關(guān)的常數(shù)項。
23、進(jìn)一步地，所述控制所述電池停止運(yùn)行并向所述儲能系統(tǒng)的控制端發(fā)送故障告警信息，包括：
24、向所述儲能系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)發(fā)送停止電池運(yùn)行指令；
25、基于所述電池管理系統(tǒng)切斷所述電池相應(yīng)的固態(tài)開關(guān)；
本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，儲能系統(tǒng)包括若干個儲能電池組件，每一所述儲能電池組件包括若干個電池，所述監(jiān)測方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，每一所述電池的側(cè)壁外側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器，所述電池內(nèi)部還設(shè)置有第二溫度傳感器；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述控制所述電池停止運(yùn)行并向所述儲能系統(tǒng)的控制端發(fā)送故障告警信息，包括：
7.一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測裝置，其特征在于，儲能系統(tǒng)包括若干個儲能電池組件，每一所述儲能電池組件包括若干個電池，監(jiān)測裝置包括：
8.一種儲能系統(tǒng)的故障在線預(yù)警方法，其特征在于，通過權(quán)利要求1-6任一所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法控制電池停止運(yùn)行后，所述預(yù)警方法包括如下步
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的儲能系統(tǒng)的故障在線預(yù)警方法，其特征在于，向所述儲能系統(tǒng)的控制端發(fā)送危險預(yù)警信息之后，還包括：
10.一種儲能系統(tǒng)的故障在線預(yù)警裝置，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，儲能系統(tǒng)包括若干個儲能電池組件，每一所述儲能電池組件包括若干個電池，所述監(jiān)測方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，每一所述電池的側(cè)壁外側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器，所述電池內(nèi)部還設(shè)置有第二溫度傳感器；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)測方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲能系統(tǒng)的故障在線監(jiān)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李艷紅，王興興，高瑞茂，葉駿，歐陽博學(xué)，李丹妮，
申請(專利權(quán))人：中國華電科工集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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