CN107167746A - 一种分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分级四段式直流电源性能评价模型,其特征在于：该评价模型是一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估。本发明解决了系统主动自动自愈规避直流电源事故发生的概率，使直流电源系统作为真正的后备电源安全稳定的运行，另外，系统大数据分析模块可以为运维人员提供设备选型、决策建议、台账管理等方面的大数据支撑，提高运维效率和自动化管理水平。

Description

一种分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法
技术领域
本发明涉及直流电源及蓄电池应用领域，尤其是指一种基于分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法，其主要在电力、交通、通信等电源系统应用的行业中。
背景技术
目前，在电力等电源系统应用的行业中，直流电源系统因为储能作用可以在主电源系统失电或者故障后能够无间断的通过后备电源为前端设备持续提供能量，所以在电力变电站、电厂以及数据中心信息机房都有广泛和必备的应用。其中，蓄电池又作为传统最为经济的储能元件在整个直流电源系统中均有广泛应用，是整个电源系统在事故应急应用时的核心，电源系统的稳定、可靠、安全运行对于保障信息安全、数据安全、交易安全以及人民日常生产生活都起到及其重要的作用。所以，如何更准确、更快速、在线的对直流电源系统性能进行评估预警、状态监测以及应急处理就显得尤为关键。为了更好的保证直流电源系统的稳定运行及可靠供电，现行的方法是在采用人工巡检、离线试验、停电检修和加装在线监测等方式来排查安全隐患，但是依然存在一系列问题：
1、人工巡检方式采用的盲目的、周期的、没有针对性的对直流电源系统进行巡视，仅局限在对设备表象的查看和巡视、设备清扫等简单阶段，无法对设备本身的运行状态、故障隐患做提前的检修；
2、离线试验方式是对设备定期的停电后进行统一的检修，存在越修越坏的问题，同时停电检修需要占用大量人力物力，但仍然无法准确的、有针对性的对设备进行检修，有一定的盲目性；
3、加装在线监测方式是目前能够降低人力物力提高对电源系统运维难度的自动化手段之一，但是，目前行业应用中存在仅仅停留在设备数据采集阶段，给运维人员提供了一大堆数据，但无法结合电源及设备应用特点提供有价值的分析、决策建议，所以，不同设备、不同对象无法综合性的管理和准确运维；
4、目前对于直流电源系统的运维方式缺乏统一的评价模型进行支撑，无法对设备状态监测、选型分析、决策建议提供平台的、大数据的支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法，通过一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统的评价设计思想，建立一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估，解决现有人工巡检、停电检修、单纯监测能运维方式存在的不系统、不准确、不实时，耗费人力物力也无法做到的对直流电源系统性能评价及运维养护的现实问题，另外解决了系统主动自动自愈规避直流电源事故发生的概率，使直流电源系统作为真正的后备电源安全稳定的运行，另外，系统大数据分析模块可以为运维人员提供设备选型、决策建议、台账管理等方面的大数据支撑，提高运维效率和自动化管理水平。实现本发明的目的所采取的技术方案是：一种分级四段式直流电源性能评价模型是通过一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统的评价设计思想，建立一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估。一种分级四段式直流电源性能评价模型的实现方法，包括如下实现步骤：
一、一级全面实时监测来预警（BM级，BM on time level 实时监测）；
所述的一级全面实时监测来预警是指通过在线监测装置实现对直流电源系统的实时在线的监测，并进行初步的告警预判，初步确定异常、异动以及不合理的直流电源部件；
二、二级异常目标核容分析来定位（BD级，BD accurate level 核容准确定位）；所述的二级异常目标核容分析来定位是指对一级阶段发现的异常直流电源部件采取一对一针对性的确认措施，来进一步核查、验证、定位异常部件是否存在问题，并给出准确的分析建议；
三、三级紧急事故措施来自愈（BP级，BP self-healing level 事故自愈保护）；所述的三级紧急事故措施来自愈是指在二级阶段发现的关于电源的问题未及时维护或处理会带来的直流电源系统运行隐患甚至事故发生，三级阶段采取避险措施来对直流电源系统进行自愈保护，保证直流电源可靠、稳定、真正可用；
四、四级大数据常规分析来反馈（BA级，BA Big data analytics level 大数据分析反馈）；所述的四级大数据常规分析来反馈是在步骤1、2、3基础之上通过大数据的软件平台将直流电源本体、设备状态以及周遭环境的数据，设备台账管理，设备检修计划，设备寿命分析，电源故障类型分析等做大数据分析，为运维及管理人员提供运维及决策依据。
具体的步骤一中，所述的实时监测主要是实现对直流电源本体、设备状态以及周遭环境的数据监测，主要实现对母线电压、电池组压、单体电池电压、单体电池温度、单体电池内阻、单体电池开路状态、充电电流、放电电流、蓄电池组脱离母线状态、电源室环境温度、电源室空调电源、电源室空调温度、电源室消防状态的监测和预警。
具体的步骤二中，所述的确认措施主要包括对直流电源充电机运行状态核查、蓄电池的异常定位、异常电池的单体在线核容、放电性能确认、蓄电池在线活化养护以及不合格电池的准确更换及维护建议。
具体的步骤三中，所述的避险措施是主要包括对开路蓄电池的跨接自愈保护、对空调电源的自启动、对电源室温度异常的消防联动启动以及报警联动；这样形成一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统进行整体的状态和管理的性能评价模型，指导运维和管理工作。
本发明的优点在于：
一种分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法，通过一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统的评价设计思想，建立一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估，解决现有人工巡检、停电检修、单纯监测能运维方式存在的不系统、不准确、不实时，耗费人力物力也无法做到的对直流电源系统性能评价及运维养护的现实问题，另外解决了系统主动自动自愈规避直流电源事故发生的概率，使直流电源系统作为真正的后备电源安全稳定的运行，另外，系统大数据分析模块可以为运维人员提供设备选型、决策建议、台账管理等方面的大数据支撑，提高运维效率和自动化管理水平。
附图说明：
图1是本发明的评价模型图；
图2是本发明的四级评价阶段流转图；
图3是本发明中的四级评价逻辑图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。参见附图1，一种分级四段式直流电源性能评价模型，及其实现方法，该评价模型是通过一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统的评价设计思想，建立一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估。
一种分级四段式直流电源性能评价模型的实现方法，包括如下实现步骤：
一、一级全面实时监测来预警（BM级，BM on time level 实时监测）；
所述的一级全面实时监测来预警是指通过在线监测装置实现对直流电源系统的实时在线的监测，并进行初步的告警预判，初步确定异常、异动以及不合理的直流电源部件；
二、二级异常目标核容分析来定位（BD级，BD accurate level 核
容准确定位）；所述的二级异常目标核容分析来定位是指对一级阶段发现的异常直流电源部件采取一对一针对性的确认措施，来进一步核查、验证、定位异常部件是否存在问题，并给出准确的分析建议；
三、三级紧急事故措施来自愈（BP级，BP self-healing level 事
故自愈保护）；所述的三级紧急事故措施来自愈是指在二级阶段发现的关于电源的问题未及时维护或处理会带来的直流电源系统运行隐患甚至事故发生，三级阶段采取避险措施来对直流电源系统进行自愈保护，保证直流电源可靠、稳定、真正可用；
四、四级大数据常规分析来反馈（BA级，BA Big data analytics
level 大数据分析反馈）；所述的四级大数据常规分析来反馈是在步骤1、2、3基础之上通过大数据的软件平台将直流电源本体、设备状态以及周遭环境的数据，设备台账管理，设备检修计划，设备寿命分析，电源故障类型分析等做大数据分析，为运维及管理人员提供运维及决策依据。
具体的步骤一中，所述的实时监测主要是实现对直流电源本体、设备状态以及周遭环境的数据监测，主要实现对母线电压、电池组压、单体电池电压、单体电池温度、单体电池内阻、单体电池开路状态、充电电流、放电电流、蓄电池组脱离母线状态、电源室环境温度、电源室空调电源、电源室空调温度、电源室消防状态的监测和预警；具体的实现方式是，对于实时监测的不同的对象和测量量，设定了不同的一级报警门限，采集数据一旦越门限就发起预警，预警内容包括：时间、故障对象、故障类型、故障内容、故障位置、二级处理建议。
具体的步骤二中，所述的确认措施主要包括对直流电源充电机运行状态核查、蓄电池的异常定位、异常电池的单体在线核容、放电性能确认、蓄电池在线活化养护以及不合格电池的准确更换及维护建议；具体的实现方式是，对于充电机故障类型时，系统对充电机进行集中密集监测与评估分析，每隔10分钟采样充电机的输入电压、输出电压、纹波比率以及充电机的故障码，并进行数据录波，系统综合分析后确认充电机的故障情况；
对于蓄电池故障类型时，系统对内阻偏高异常、电压异常的蓄电池进行集中监测，并对异常的目标蓄电池进行0.1C10方式进行在线的单体核对性放电试验，并对放电过程进行曲线录波存储形成诊断分析，对容量不足80%的蓄电池进行在线的活化养护，对确认后的不能使用的蓄电池进行明确警告建议。
具体的步骤三中，所述的避险措施是主要包括对开路蓄电池的跨接自愈保护、对空调电源的自启动、对电源室温度异常的消防联动启动以及报警联动；具体的实现方式是，在直流电源系统对外供电时已存在的开路蓄电池隐患点直接进行开路跨接保护自愈，将故障蓄电池直接退出运行蓄电池组以保证整租供电正常，对发现电源时空调电源未启动或故障停运，直接控制空调开关自动重合闸自启动，对发现电源室温度异常存在起火点直接联动电源室消防装置启动灭火，并直接进行报警上传。
本发明一种分级四段式直流电源性能评价模型及其实现方法，通过一种分级分阶段、逐步递进的对直流电源系统的评价设计思想，建立一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估，解决现有人工巡检、停电检修、单纯监测能运维方式存在的不系统、不准确、不实时，耗费人力物力也无法做到的对直流电源系统性能评价及运维养护的现实问题，另外解决了系统主动自动自愈规避直流电源事故发生的概率，使直流电源系统作为真正的后备电源安全稳定的运行，另外，系统大数据分析模块可以为运维人员提供设备选型、决策建议、台账管理等方面的大数据支撑，提高运维效率和自动化管理水平，具有广阔的应用前景。
应当指出和理解的是，对本领域普通技术人员来讲，在不脱离发明的精神和范围内，还可以做出若干改进或变换，而这些改进或变换都应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种分级四段式直流电源性能评价模型,其特征在于：该评价模型是一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估。
2.一种分级四段式直流电源性能评价模型,其特征在于：该评价模型是一种对于直流电源系统及后备储能元件蓄电池的一级全面实时监测来预警、二级异常目标核容分析来定位、三级紧急事故措施来自愈、四级大数据常规分析来反馈，形成四级闭环评价模型来全面对直流电源系统进行性能评估。
3.如权利要求2所述的一种分级四段式直流电源性能评价模型的实现方法，其特征在于，步骤1一中，实时监测主要是实现对直流电源本体、设备状态以及周遭环境的数据监测，主要实现对母线电压、电池组压、单体电池电压、单体电池温度、单体电池内阻、单体电池开路状态、充电电流、放电电流、蓄电池组脱离母线状态、电源室环境温度、电源室空调电源、电源室空调温度、电源室消防状态的监测和预警；具体的实现方式是，对于实时监测的不同的对象和测量量，设定了不同的一级报警门限，采集数据一旦越门限就发起预警，预警内容包括：时间、故障对象、故障类型、故障内容、故障位置、二级处理建议。
4.如权利要求2所述的一种分级四段式直流电源性能评价模型的实现方法，其特征在于，步骤二中，所述的确认措施主要包括对直流电源充电机运行状态核查、蓄电池的异常定位、异常电池的单体在线核容、放电性能确认、蓄电池在线活化养护以及不合格电池的准确更换及维护建议；具体的实现方式是，对于充电机故障类型时，系统对充电机进行集中密集监测与评估分析，每隔10分钟采样充电机的输入电压、输出电压、纹波比率以及充电机的故障码，并进行数据录波，系统综合分析后确认充电机的故障情况；具体的实现方式是，对于蓄电池故障类型时，系统对内阻偏高异常、电压异常的蓄电池进行集中监测，并对异常的目标蓄电池进行0.1C10方式进行在线的单体核对性放电试验，并对放电过程进行曲线录波存储形成诊断分析，对容量不足80%的蓄电池进行在线的活化养护，对确认后的不能使用的蓄电池进行明确警告建议。
5.如权利要求2所述的一种分级四段式直流电源性能评价模型的实现方法，其特征在于，步骤三中，所述的避险措施是主要包括对开路蓄电池的跨接自愈保护、对空调电源的自启动、对电源室温度异常的消防联动启动以及报警联动；具体的实现方式是，在直流电源系统对外供电时已存在的开路蓄电池隐患点直接进行开路跨接保护自愈，将故障蓄电池直接退出运行蓄电池组以保证整租供电正常，对发现电源时空调电源未启动或故障停运，直接控制空调开关自动重合闸自启动，对发现电源室温度异常存在起火点直接联动电源室消防装置启动灭火，并直接进行报警上传。
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