CN110707804B - 一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法，储能备电装置包含两个电池组或者两个电池组以上，与电池组数量相同的电池组控制器件，充放电总控制器件和控制模块。控制模块通过控制电池组控制器件和充放电总控制器件的开关并且调控电池组的充放电工况以及充放电功率，在储能备电装置执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，在线通过控制充放电流程，记录充放电数据，对电池组进行分析或者测试分析，获取所述电池组的电池状态信息，根据电池组状态信息调整备电电量和储能电量，并提前隔离存在故障和安全隐患的电池组，保障储能备电系统的安全可靠性。

Description

一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法
技术领域
本发明涉及电力领域，并且更具体的，涉及储能备电系统架构和电量在线分配、在线对电池测试分析的方法。
背景技术
本发明与储能备电电源系统有关。该电源系统同时拥有储能的功能，也有备用电源的功能。
储能应用前景广阔，未来将为我国经济增长、绿色能源发展创造巨大的价值，但作为一个新兴的技术产业，现阶段发展仍然面临一些问题。技术经济性的提升、应用市场机制和定价体系的完善都是未来的工作重点，而最亟待解决的是需要各方合力为储能产业探索和挖掘多个可实现商业盈利的市场，实现产业健康、持续的发展。储能是建设坚强智能电网、泛在电力物联网的重要组成部分和实现多能协同优化、新能源消纳、节能减排的关键技术支撑。随着各国政府对储能产业的相关支持政策陆续出台，储能市场投资规模不断加大，产业链布局不断完善，商业模式日趋多元，应用场景加速延伸。在国内，一系列政策的出台加速了储能产业的蓬勃发展。
多站融合业务是当前国家电网有限公司泛在电力物联网建设专项试点任务之一，意即利用现有变电站深入挖掘资源价值，建设运营充电站、储能站、北斗基站和数据中心站等设施。“三站合一”建设方案是泛在电力物联网的技术重要支撑和探索，带来的优势包括提高土地资源利用率、提高电能综合能效、提高供电可靠性和提高经济效益。基于上述市场现状，锂电储能系统将逐步替代传统铅酸备电系统，目标应用领域为通信基站、数据中心机房、电力站点的备电系统等，应用前景非常广阔。然而存在以下不足之处：因锂电储能系统长期处于浮充状态时，电池的有效剩余容量无法准确得知，而且电池的故障信息难以发觉，无法保障备电系统用电安全性；一般采用的方法是定期安排人员线下放电测试，检测成本高，耗时耗力。不利于锂电系统的大范围推广应用。
中国发明专利(专利号：CN 108808819 A，专利名称：一种锂电储能备电系统)，该专利公开了一种锂电池储能备电系统的架构，依靠BMS(Battery Management System：电池管理系统)的控制策略，来避免系统长期处于浮充状态下单体电池易出现过欠压告警的问题等。BMS只是电池管理系统，只能对电池的状态进行监控管理，是一个电池被动保护器件，并不能有效解决系统浮充状态下电池告警故障的根本问题。
中国发明专利(专利号：CN107437847A，专利名称：用于数据中心机房建设的储能备电服务系统)，该专利公开了一种包括电池阵列、模块化UPS单元以及能量管理单元的储能备电服务系统，利用峰谷平时间段的电价差，减少数据中心机房的运营成本；当剩余电量值大于50％时，所述控制输出模块输出放电指令；当剩余电量值等于50％时，所述控制输出模块输出停放指令；当剩余电量值小于50％时，所述控制输出模块输出充电指令。该方法没有考虑电池老化后的电池容量衰减情况，而且设置50％的充放电阈值并不能保证经济性最佳。
中国发明专利(专利号：CN110165774A，专利名称：不间断电源UPS、电源系统和电池容量测试的方法)，该专利公开了一种电池容量测试方法，通过DC/DC电路对电池进行充放电，控制所述每个电池组由满电状态对负载放电到电池电压为放电截止电压。该方法需要加装特定的负载，DC/DC电路控制电池对负载进行放电，经济性低；对于已施工安装的电源系统，负载已经选定，放电工况就确定，只能对电池容量进行测试，缺乏对系统其他参数的测量措施；电池放电至放电截止电压，深度DOD对电池进行放电，影响电池的使用循环寿命。
中国发明专利(专利号：CN10106849325A，专利名称：一种模块化UPS及其工作方法)，该专利公开了一种根据工作参数，调整模块化UPS上的功率模块的工作模式，使得各个功率模块的工作模式根据当前电源状态和电池容量，充分利用模块化UPS中的功率模块，提高模块化UPS的系统性能。该方法只讲述了根据电池容量对系统功率的调整，没有讲述电池衰老后电池有效容量该如何确定，实用性较差。
中国发明专利(专利号：CN104065157B，专利名称：一种改进供电可靠性的不间断电源)，该专利公开了一种对现有的在线式UPS进行扩充，增加一套共用储能电池的UPS以及旁路支路，达到供电可靠性的效果。该方法缺乏电池衰减造成容量减小引起的供电可靠性降低的解决方案，无法解决电池老化后的问题；增加一套共用储能电池的UPS，系统成本增加，经济性低。
中国发明专利(专利号：CN107293319A，专利名称：备用电源检测方法与装置)，该专利公开了一种电容检测装置，通过外接恒流源、旁路负载和控制模块，实现对备用电源电容值的测试。该方法需要外接一套测试系统，操作复杂，成本高，经济性低。
发明内容
本申请提供了储能备电电源系统及测试方法，由电池(电池组)、电池组控制器件、充放电总控制器件、控制模块等组成，能够根据备用需求，进行动态配置备用电源容量，合理配置备用电源容量，提高系统的经济性；能够在不影响备用电源的条件下，当储能备电系统处于储能工作工况时，同时在线进行系统性能测试，完成系统状态的分析，及时发现系统的安全故障隐患，根据电池的状态信息调整备用电源工作区间，在市电异常时，电源系统备电时间充足；不需额外增加任何设备，无需额外的人工时间，在储能备电的架构和储能工作工况时，同时在线完成系统的测试工作。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法方法，其包含如下内容：
一种具有在线测试功能的储能备电装置，其中所述储能备电装置包含两个或者两个以上电池组、与电池组数量相同的电池组控制器件、一个充放电总控制器件和一个控制模块；所述的控制模块通过控制电池组控制器件和充放电总控制器件的开关并且调控电池组的充放电工况以及充放电功率，在储能备电装置执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，在线通过控制充放电流程，记录充放电数据，对电池组进行分析或者测试分析，获取所述电池组的电池状态信息，根据电池组状态信息调整备电电量和储能电量，并提前隔离存在故障和安全隐患的电池组，保障储能备电系统的安全可靠性；
其中，所述的电池组是由多个电芯串联或者并联或者串并联组成；
其中，所述的储能工作工况包括调频调峰、平滑功率、辅助电网故障恢复；
其中，所述的储能电量是指参与储能工作工况的电量；
其中，所述的备用工作工况为备用负载提供电源；
其中，所述的备电电量是指参与备电工作工况的电量；
其中，所述的电量为电池所能充进去或者释放出来的能量，单位是Wh或kWh；
其中，所述的在线充放电测试工况是指对储能备电装置进行在线测试。
其中，所述的每个电池组与一个电池组控制器件连接，然后所有电池组控制器件并联到一个充放电总控制器件中，充放电总控制器件与电网市电和备电负载连接；每个与电池组相连的电池组控制器件、充放电总控制器件、市电和备电负载与控制模块进行信息传递，同时控制模块控制电池组控制器件和充放电总控制器件的的开关，并且调控电池组的充放电工况以及充放电功率。
其中，所述的工作工况之间的切换逻辑为在储能备电系统执行储能工作工况或者在线充放电测试工况时，发生市电异常时，储能备电系统进入备用工作工况；在储能备电系统执行储能工作工况时，当达到在线充放电测试触发条件时，储能备电系统进入在线充放电测试工况；在执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，当储能备电系统发生故障时，系统发出报警信息或者发生故障的电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；其他正常情况下执行储能工作工况；
其中，所述的市电异常是指市电停电或者电能参数不满足国内各项标准要求。
其中，所述的储能工作工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与市电连接的开关器件，断开充放电总控制器件与备电负载连接的开关器件，闭合与每个电池组连接电池组控制器件，此时的能量流流向为市电—充放电总控制器件—电池组控制器件—电池组或者电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—市电；
其中，所述的储能工作工况也可以是控制模块控制充放电总控制器件闭合与市电连接的开关器件，闭合充放电总控制器件与备电负载连接的开关器件，闭合与每个电池组连接电池组控制器件；
其中，所述的备电工作工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与备电负载连接的开关器件，断开充放电总控制器件打开与市电连接的开关器件，闭合与每个电池连接电池组控制器件，此时的能量流流向为电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—备电负载；
其中，所述的在线充放电测试工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与市电连接的开关器件，断开充放电总控制器件打开与备电负载连接的开关器件，闭合与每个电池连接电池组控制器件，此时的能量流流向为市电—充放电总控制器件—电池组控制器件—电池组或者电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—市电；控制需要进行测试的电池组按照预设定的测试流程进行充放电，在储能备电系统正常执行储能工作工况时，加入充放电测试流程，完成对电池的测试，分析出电池当前的状态信息；在线充放电测试工况执行结束后，对参加测试的电池组充电至规定的充电截止条件。
优先保障应急备电工况电量需求，在运行储能工作工况、在线充放电测试工况时，首先根据备电电源需求划分部分电量给备用电源，该部分电量需满足对备用负载的放电时间大于等于备电时间需求，剩余的电量再参与工作；
其中，所述的市电无异常是指市电未停电且电能参数满足国内各项标准要求，包括《GB12325-1990》、《GB/T15945-1995》、《GB/T15543-1995》、《GB/T18481-2001》、《GB/T14549-1993》、《GB/T12325-2008》、《GB/T12326-2008》、《GB/T 15543-2008》。
其中，所述的系统发出报警信息或者发生故障的电池组停止工作、控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息是指当储能备电系统发生严重故障信息时，故障电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；储能备电系统发生一般故障信息时系统只发出报警信息；
其中，所述的严重故障信息包括短路、热失控、绝缘异常、过热、通讯异常；
其中，所述的一般故障信息包括电池欠压、电池过压、SOC偏低、SOC偏高、均衡故障。
其中，所述的根据电池组状态信息调整备电电量和储能电量，是通过在线充放电测试工况中测试分析得到的电池组电量(Ej)和电池组内每个单体电池内阻值(Rji)综合计算分析电池组的老化状态(SOH：State of Health)值，老化状态的计算公式为SOHj＝Wj×Ej/Ej0+(1-Wj)×Rj/Rj0；根据公式
Figure BDA0002238382840000061
调整储能备电系统划分的备电电量，储能电量为Ej2＝Ej-Ej1；
其中，所述的Rj＝∑(hjm×Rjm)，Rj0＝∑hjm×R'jm，∑hjm＝1；
其中，所述的SOHj为第j组电池组的老化状态，Wj为第j组电池组的电量加权系数，Rj为第j组电池组所有单体电池的加权内阻，Rjm是第j组电池组第m个单体电池的内阻值，R'jm是第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，hjm第j组电池组中第m个单体电池的内阻加权系数；
其中，所述的0≤Wj≤1，0＜hjm＜1；
其中，所述的SOHj为第j组电池组的老化状态，SOHi为第i组电池组的老化状态，Eb为备电负载总共需要的备用电量，Ej为第j组电池组的总电量，Ej1为第j组电池组承担的备电电量，Ej2为第j组电池组承担的备电电量，∑SOHi为所有电池组老化状态总和，Ej0为第j组电池组初始的电量，可以是厂家提供的初始标称电量，也可以是第1次测试得到的电量；R'jm为第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，可以是厂家提供的初始标称内阻值，也可以是第1次测试得到的内阻值。
在一个或者多个电池组执行在线充放电测试工况前，将这些参与测试的电池组承担的备电电量分配到其他正常未发生故障的电池组中，此时未参与测试的电池组额外增加的备电电量大小为
Figure BDA0002238382840000062
则未参与测试的第j号电池组总共承担的备电电量为Ej1+E'j1；
其中，所述的SOHj为第j组电池组的老化状态；∑SOHk为除了执行在线充放电测试工况和发生故障的电池组外，其他所有电池组SOH的总和；EX为所有执行在线充放电测试工况电池组在未执行在线充放电测试工况时承担的备电电量总和。
其中，所述的使得一个或者多个电池组执行在线充放电测试工况时，按照预设的充放电流程执行在线充放电测试工况，获取充放电电池数据，测试电池组的总电量，计算电池的内阻值；并通过获取到的总电量值值和内阻值分析电池当前的状态信息，根据电池组当前的状态信息调整每个电池组的备用电量和储能电量。
同时执行在线充放电测试工况的电池组数量可以是一组或一组以上，并且确定同时执行在线充放电测试工况的电池组数量方法为对参与测试的电池组按照电池组顺序依次进行编号，并按照编号累加进行挑选要同时进行测试的电池组，计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系，如果存在任意一个电池组总备电电量大于该电池组总电量值，则此时减去一个电池组，其他电池组同时进行测试；否则再添加一个电池组，再次计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系；执行完一次在线充放电测试流程后，再在未执行充放电测试流程的电池组中挑选要同时进行测试的电池组，挑选方法如上一样，直到所有要参与测试的电池组都执行了在线充放电测试流程。具体挑选方法包含如下S1到S8：
S1、g＝1；
S2、i＝g+1，选择电池组编号为[g,i)的电池组，如果g＞M，跳转到S8；否则执行S3；其中所述的M为总共参与测试的电池组的总数量；其中所述的g和i取值为正整数；其中所述的[g,i)为左闭右开的正整数集合区间，即集合取值为g,g+1,g+2,......,i-2,i-1；
S3、计算此时除了编号为[g,i)的电池组，其他电池组中任意一个电池组需要承担的总备电电量值与该电池组总电量值的大小，如果存在任意一个电池组总备电电量大于该电池组总电量值，K＝1，i＝i-1，执行S5；否则执行S4，K＝0；
S4、i＝i++；选择电池组编号为[g,i)的电池组，如果i＜＝(M+1)，执行S3；否则执行S5；
S5、如果i＝g+1且K＝1，则此时系统发出容量偏低，第g号电池组无法执行在线充放电测试的报警信息，不执行在线充放电测试工况，跳转到S7；否则执行S6；
S6、电池组编号为[g,i)的电池组同时执行在线充放电测试工况；在线充放电测试工况执行完成后，跳转到S7；
S7、g＝i，跳转到S2；
S8、结束充放电测试工况，
其中S1至S8所述的＝表示编程语言中赋值的含义，不是表示等于的含义。
其中，所述的电池组总电量的测试可以是采用满充满放测试，也可以是采用部分区间充放电测试；
其中，所述的满电放电测试，可以是先放电至放电截止条件，再充电至充电截止条件，记录充电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；也可以是先充电至充电截止条件，再放电至放电截止条件，记录放电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；
其中，所述的部分区间充放电测试，也可以是对电池组进行充电，也可以是对电池组进行放电；记录放电过程中的电池组充放电电流I和时间t，计算充电或者放电过程的总电量E，计算公式为：E＝V×|SOC1-SOC2|×∫Idt；
其中，所述的SOC1是测试开始时刻电池组的SOC值，SOC2是测试结束时刻电池组的SOC值，0％≤SOC1≤100％，0％≤SOC2≤100％，|SOC1-SOC2|＞10％；
其中，所述的V是电池组的标称电压。
其中，所述的电池的内阻值是通过加入脉冲充放电流程，计算电池的内阻值。具体为在储能备电系统执行在线充放电测试工况，在电池组SOC＝soc时控制模块控制执行HPPC充放电工况，采集电池组中每个电芯的电压和电池组充放电电流值，计算每个电芯的内阻值；或者按照电池厂家规定的内阻测试流程进行测试，计算电池组中每个电芯的的内阻值；
其中，所述的0≤soc≤100％；
其中，所述的HPPC测试为美国《FreedomCAR电池测试手册》中规定的标准测试流程。
本发明的有益效果在于：1.本发明能同时满足储能和备电工作需求；2.在系统处于储能工作工况时，通过设定特定的充放电流程，就可以完成电池性能的多项测试，直接在线对电池性能进行测试，分析电池的多项性能，不增加额外测试设备成本，不增加额外测试人力成本；3.通常备电电池系统测试时，需要外接特定的负载，本发明测试时的负载为市电电网，无需额外增加负载，提高系统的经济性；4.测试分析电池状态后，根据每个电池组的老化状态，更改每个电池组备用电量和储能电量的设置，保障备用电源的可靠性，降低系统的供电风险；5.实现在线自动隔离故障电池组，保障系统安全性；6.实现自动根据电池的老化状态，分配备用电源容量和储能工作容量，延长电池的使用寿命，提高系统的经济性；7.对电池电量测试时，可以不用对电池充放电至厂家规定的截止条件，实现浅充浅放，延长电池的使用寿命。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统的示意图；
图2示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统储能工作工况的示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统备电工作工况的示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统在线充放电测试工况的示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统电池组严重故障情况下的示意图；
图6示出了本申请实施例提供的一种在正常情况下储能电量和备电电量分配示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种在线充放电测试工况或者故障维修更换工况情况下储能电量和备电电量分配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请中的技术方案进行详细说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种储能备电电源系统的示意图，该电源系统可以广泛应用于数据中心、通信站点，或者应用到医院、配电房、路灯系统、商业大厦、汽车充电站等设备领域中，用于提供稳定、不间断的电力供应；同时多余的电量参与储能工作，获取利润，提高经济性的同时还能帮助提高电网电能质量。如图1所示，该储能备电系统包含控制模块4，充放电总控制器件3，多个电池组控制器件(图1中所示的5.1、5.X、…、5.N)和电池组。该电源系统优先保障应急备电工况电量需求，在运行储能工作工况、在线充放电测试工况时，首先根据备电电源需求划分部分电量给备用电源，该部分电量需满足对备用负载的放电时间大于等于备电时间需求，剩余的电量再参与工作；
图2示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统储能工作工况的示意图，当市电未发生异常或故障，备电负载由市电提供电能，且此时未达到在线充放电测试工况的触发条件，系统运行储能工作工况，电池组中多余的电量参与调峰调频等储能工作；此时控制模块4控制能进行充放电的电池组的电池组控制器件(5.1、5.X、…、5.N)闭合开关器件，并控制充放电总控制器件3闭合与市电连接的开关器件，使市电2、充放电总控制器件3、电池组控制器件(5.1、5.X、…、5.N)、电池组形成闭合回路，市电对电池进行充电，电池对市电进行放电，达到削峰填谷等效果；同时，也可以控制电池在放电时，对备电负载中的用电负荷进行放电，电能无需反馈到电网中；或者同时对电网和备电负载中的用电负荷进行放电，达到削峰填谷等效果，并达到经济性最大化。
本申请实例中储能备电系统在进行储能工作削峰填谷等工作时，通过电网市电对电池充电，电池对电网进行放电或者切断市电对备电负载的供电，采用电池对备电负载进行放电，维持备电负载正常的运行。
本申请实例中储能备电系统在进行储能工作削峰填谷等工作时，首先要确保留足足够的电量给予备电负载使用，该备电电量部分可以由1个或者多个(不是所有的电池组)电池组承担，也可以由所有的电池组分别承担。
当备电电量由所有的电池组分别承担时，根据在线测试时每个电池组老化状态的结果，优先给老化状态值小的电池组的多分配储能削峰填谷电量，少分配备电电量。
根据在线测试情况，计算分析电池的性能时，可以通过计算电池组的容量或内阻，分析电池的性能相对优劣。
图3示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统应急备电工作工况的示意图，当市电发生异常或故障时，储能备电系统立即停止其他的工作，转为应急备电工作工况，为备用负载进行供电；此时控制模块4控制能进行充放电的电池组的电池组控制器件(5.1、5.X、…、5.N)闭合开关器件，并控制充放电总控制器件3闭合与备用负载连接的开关器件，使备电负载1、充放电总控制器件3、电池组控制器件(5.1、5.X、…、5.N)、电池组形成闭合回路，电池组为备电负载提供电能。
当市电发生异常或故障时，储能备电系统故障状态立即切换到应急备电工作工况，切换响应时间在10ms之内。
储能备电系统配备的电池电量远大于备用负载所需的电量，提高了系统备电时间，降低系统的供电风险。
系统采用多个电池组，当个别电池组发生故障时，另外的电池组能提供应急供电需求，提高了系统的供电可靠性。
图4示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统在线充放电测试工况的示意图，当需要对电池组进行测试时，控制模块4发出充放电测试流程指令；在储能备电系统执行储能工作工况时，加入特定的运行工况，在线完成电池测试工作。此时控制模块4控制执行充放电测试的电池组的电池组控制器件和闭合开关器件，并控制充放电总控制器件3闭合与市电连接的开关器件，使市电2、充放电总控制器件3、电池组控制器件、电池组形成闭合回路，电池组通过对电网进行充放电，执行相应的充放电测试流程，收集充放电过程中数据进行分析计算，完成电池性能的分析。
同时执行在线充放电测试工况的电池组数量可以是1组或1组以上，并且确定同时执行在线充放电测试工况的电池组数量方法为按照电池组编号顺序依次进行编号，并按照编号累加进行挑选，最多一次性挑选出总共参与测试电池组数量的一半。
电池使用过程中会出现老化，容量会衰减，内阻会增大，导致电池对外放电电量降低，电池故障率增大。
对电池性能的测试包含电量测试和内阻测试，但不限于电量测试和内阻测试。
对电池总电量测试可以通过充电或者放电进行。
对电池总电量充电或者放电测试时，可以是进行满充满放测试，也可以不需要满充满放测试；满充满放指的是对电池充电到厂家或者系统规定的截止条件，放电也是放电至到厂家或者系统规定的截止条件。
满电放电测试，可以是先放电至放电截止条件，再充电至充电截止条件，记录充电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；也可以是先充电至充电截止条件，再放电至放电截止条件，记录放电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；
非满充满放测试电池总电量时，即采用部分区间充放电测试，可以是对电池组进行充电，也可以是对电池组进行放电；记录放电过程中的电池组充放电电流I和时间t，计算充电或者放电过程的总电量E，计算公式为：E＝V×|SOC1-SOC2|×∫Idt；
SOC1是测试开始时刻电池组的SOC值，SOC2是测试结束时刻电池组的SOC值，0％≤SOC1≤100％，0％≤SOC2≤100％，|SOC1-SOC2|＞10％；V是电池组的标称电压。
对电池的内阻测试可以在SOC＝soc时(0≤soc≤100％)，通过HPPC测试流程，得出电池的内阻值。也可以通过厂家规定的直流内阻测试流程进行测试，得到电池的直流内阻值。
在对电池进行测试分析后，当发现电池组存在安全隐患时，分析故障为严重故障还是一般故障，当为严重故障时，故障电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；当为一般故障时系统只发出报警信息。
在对电池进行测试分析后，根据电池组的老化状态和电池组之间性能的差异，对电池组设置的备电电量进行调整，达到延长电池寿命的目的。
在对电池进行测试分析后，可以通过历史多次的策测量结果使用时间序列类的预测算法对电池的健康状态进行预测分析，提前判断电池组的失效退役时间。
图5示出了本申请实施例提供的一种储能备电系统电池组严重故障情况下的示意图，当一个或者多个电池组发生严重故障时，控制模块4控制故障电池组的电池组控制器件切断与充放电总控制器件的连接。安排人员对故障电池进行检修更换后，人为操作使检修更换后的电池组接入系统参与工作。
检测电池故障机制可以是由系统硬件设备自带的检测机制，比如电池电压过高、电压过低、绝缘电阻异常等；也可以是经过电池充放电检测分析后发现的故障信息，如电池内阻过大、电池一致性偏差、电池容量过低等。
控制模块4控制故障电池组的电池组控制器件切断与充放电总控制器件的连接，可以是通过继电器、IGBT、MOSFET、DC/DC、DC/AC等开关器件进行切换。
在断开故障电池组时，首先将故障电池组承担的备电电量由其他电池组代替，然后再将故障电池组隔离出储能备电系统，保障备用电源的可靠性。
图6示出了本申请实施例提供的一种在正常情况下储能电量和备电电量分配示意图；根据充放电测试的结果，分析计算出每个电池的老化状态，5.X.b处是第X个电池组分配的备电电量，5.X.a处是第X个电池组分配的储能电量。
根据每个电池组的老化状态(SOH：State of Health)值，计算第j个电池组需要分配的备电电量和储能电量，调整为系统的留下备用电源部分电量，备电电量的计算公式为
Figure BDA0002238382840000131
储能电量为Ej2＝Ej-Ej1。
Ej1为第j组电池组承担的备电电量，SOHj为第j组电池组的老化状态，SOHi为第i组电池组的老化状态，Eb为备电负载总共需要的备用电量，Ej为第j组电池组的总电量，Ej2为第j组电池组承担的备电电量，∑SOHi为所有电池组SOH的总和。
电池组的老化状态(SOH：State of Health)值，是通过在线充放电测试工况中测试分析得到的电池组电量(Ej)和电池组内每个单体电池内阻值(Rji)综合计算分析得到的，计算公式为SOHj＝Wj×Ej/Ej0+(1-Wj)×Rj/Rj0,
Rj＝∑(hjm×Rjm)，Rj0＝∑hjm×R'jm，∑hjm＝1,
SOHj为第j组电池组的老化状态，Wj为第j组电池组的电量系数，Rj为第j组电池组所有单体电池的加权内阻，Rjm是第j组电池组第m个单体电池的内阻值，R'jm是第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，hjm第j组电池组中第m个单体电池的内阻系数，
0≤Wj≤1，0＜hjm＜1。
Ej0为第j组电池组初始的电量，可以是厂家提供的初始标称电量，也可以是第1次测试得到的电量；R'jm为第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，可以是厂家提供的初始标称内阻值，也可以是第1次测试得到的内阻值。
图7示出了本申请实施例提供的一种在线充放电测试工况或者故障维修更换工况情况下储能电量和备电电量分配示意图；当电池组X执行在线充放电测试工况或者故障维修更换工况时，首先要将电池组X承担的备电电量分配到其他电池组中，分配方法为
Figure BDA0002238382840000141
此时第j号电池组充电的备电电量为Ej1+E'j1，图中电池组1中的总备电电量为5.1.b处备电电量加上5.1.c处备电电量之和。
SOHj为第j组电池组的老化状态；∑SOHk为除了电池组X，其他所有电池组SOH的总和；EX为电池组X在未执行在线充放电测试工况或者故障维修更换工况时承担的备电电量。
当电池组X执行在线充放电测试工况或者故障维修更换工况时，如果此时第j号电池组充电的备电电量(Ej1+E'j1)＞Ej，则电池组X不进入在线充放电测试工况或者故障维修更换工况，立即发出警告。
警告可以是通过蜂鸣器、LED灯或者云平台弹窗等形式。
在储能备电系统未发生故障、市电正常、系统未达到执行在线充放电测试工况的触发条件时时，系统按照预设值执行储能工作工况，执行调频调频工作功能；在执行储能工作工况时，实时监测市电情况，一旦监测到市电异常，立即停止储能工作工况并切换到应急备电工作工况。
所述的工作工况之间的切换逻辑为在储能备电系统执行储能工作工况或者在线充放电测试工况时，发生市电异常时，储能备电系统进入备用工作工况；在储能备电系统执行储能工作工况时，当达到在线充放电测试触发条件时，储能备电系统进入在线充放电测试工况；在执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，当储能备电系统发生故障时，系统发出报警信息或者发生故障的电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；其他正常情况下执行储能工作工况；
在储能备电系统执行储能工作工况时，当达到在线充放电测试触发条件时，储能备电系统进入在线充放电测试工况，共同进行充放电测试电池组数量可以是一组或一组以上，并且确定同时执行在线充放电测试工况的电池组数量方法为对参与测试的电池组按照电池组顺序依次进行编号，并按照编号累加进行挑选要同时进行测试的电池组，计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系，如果存在任意一个电池组总备电电量大于该电池组总电量值，则此时减去一个电池组，其他电池组同时进行测试；否则再添加一个电池组，再次计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系；执行完一次在线充放电测试流程后，再在未执行充放电测试流程的电池组中挑选要同时进行测试的电池组，挑选方法如上一样，直到所有要参与测试的电池组都执行了在线充放电测试流程。具体挑选方法包含如下S1到S8：
S1、g＝1；
S2、i＝g+1，选择电池组编号为[g,i)的电池组，如果g＞M，跳转到S8；否则执行S3；其中所述的M为总共参与测试的电池组的总数量；其中所述的g和i取值为正整数；其中所述的[g,i)为左闭右开的正整数集合区间，即集合取值为g,g+1,g+2,......,i-2,i-1；
S3、计算此时除了编号为[g,i)的电池组，其他电池组中任意一个电池组需要承担的总备电电量值与该电池组总电量值的大小，如果存在任意一个电池组总备电电量大于该电池组总电量值，K＝1，i＝i-1，执行S5；否则执行S4，K＝0；
S4、i＝i++；选择电池组编号为[g,i)的电池组，如果i＜＝(M+1)，执行S3；否则执行S5；
S5、如果i＝g+1且K＝1，则此时系统发出容量偏低，第g号电池组无法执行在线充放电测试的报警信息，不执行在线充放电测试工况，跳转到S7；否则执行S6；
S6、电池组编号为[g,i)的电池组同时执行在线充放电测试工况；在线充放电测试工况执行完成后，跳转到S7；
S7、g＝i，跳转到S2；
S8、结束充放电测试工况，
其中S1至S8所述的＝表示编程语言中赋值的含义，不是表示等于的含义。
在第[g,i)组电池组执行完在线充放电测试工况后，对这些电池组充电至厂家充电截止条件或者系统设置的充电截止条件。
在执行在线充放电测试工况时，进行电量测试和内阻测试，但不限于电量测试和内阻测试，比如还可以对功率、一致性、自放电、内短路、自放电等进行测试分析。电量测试方法根据不同的触发条件可以进行满充满放测试，也可以不需要满充满放测试。当采用的是满电充放电测试时可以是先放电至放电截止条件，再充电至充电截止条件，记录第j组电池组充电过程中的电池组总电压Uj，充放电电流Ij和时间tj，计算电池组总电量Ej，计算公式为：Ej＝∫UjIjdtj；也可以是先充电至充电截止条件，再放电至放电截止条件，记录放电过程中的电池组总电压Uj，充放电电流Ij和时间tj，计算电池组总电量Ej，计算公式为Ej＝∫UjIjdtj；
当采用的是非满充满放测试电池总电量时，即采用部分区间充放电测试，可以是对电池组进行充电，也可以是对电池组进行放电；记录第j组电池组充电或者放电过程中的电池组工作电流Ij和时间tj，计算充电或者放电过程的总电量Ej，计算公式为：Ej＝Vj×|SOC1j-SOC2j|×∫Ijdtj；
其中所述的SOC1j是测试开始时刻电池组的SOC值，SOC2j是测试结束时刻电池组的SOC值，0％≤SOC1j≤100％，0％≤SOC2j≤100％，|SOC1j-SOC2j|＞10％；
其中所述的Vj是电池组的标称电压。
在电池组SOC＝soc时控制模块控制执行HPPC充放电工况，通过HPPC测试流程，得出电池组中每个电芯的内阻值Rjm；也可以通过厂家规定的内阻测试流程进行测试，得到电池组中每个电芯的内阻值Rjm。Rjm表示第j组电池组第m个单体电池的内阻值，0≤soc≤100％。
对每个电池组根据公式SOHj＝Wj×Ej/Ej0+(1-Wj)×Rj/Rj0,Rj＝∑(hjm×Rjm)，Rj0＝∑hjm×R'jm，∑hjm＝1，0≤Wj≤1，0＜hjm＜1。R'jm是第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，计算出第j号电池组当前的老化状态SOH值，根据每个电池组的老化状态SOH值，调整每个电池组的备用电量和储能电量，其中，第j号电池组的备电电量的计算公式为
Figure BDA0002238382840000161
储能电量为Ej2＝Ej-Ej1。Ej1为第j组电池组承担的备电电量，SOHj为第j组电池组的老化状态，SOHi为第i组电池组的老化状态，Eb为备电负载总共需要的备用电量，Ej为第j组电池组的总电量，Ej2为第j组电池组承担的备电电量，∑SOHi为所有电池组SOH的总和。
当系统检测出有故障电池组时，故障电池组总共承担的备电总电量EX，首先要将EX分配给其他正常的电池组，其中第j组电池组分配的电量为
Figure BDA0002238382840000171
其中，SOHj为上一次执行在线充放电测试计算分析出的第j组电池组的老化状态；∑SOHk为所有正常电池组上一次执行在线充放电测试计算分析出的SOH的总和。计算此时任意1个电池组承担的总备电电量，如果大于该电池组的总电量，储能备电系统不进入故障维修更换工况，立即发出警告。其他情况下，则控制模块控制故障电池组的电池组控制器件切断与充放电总控制器件的连接。并发出报警提醒安排人员对故障电池进行检修更换，进行了检修更换流程后人为操作使检修更换后的电池组接入系统参与工作。
实施例1
在线充放电测试工况触发条件设置为定期触发，当储能备电系统正在执行储能工作工况，达到在线充放电测试工况触发时间点时，立即执行在线充放电测试工况。
此系统总共有10组电池组，第10组电池组发生短路故障，被切断隔离出系统。系统中总共能参与在线充放电测试电池组总共剩余9组，每个电池组中都有104个单体电池串联组成。对这9组电池组进行编号，编号分别为1到9，首先挑选编号为[1,2)，即编号为1的电池组，编号为[1,2)，即编号为1的的电池组总共承担的备电电量为EX，将EX分配给其他(第2到第9组)电池组，则其他电池组中第j组电池组额外分配到的备电电量为
Figure BDA0002238382840000172
总备电电量为Ej1+E'j1，Ej1为储能备电系统未执行在线充放电测试工况时第j组电池组承担的备电电量。比较总备电电量(Ej1+E'j1)和第j组电池组的总电量Ej，此时第2组电池组需要承担的备电(E21+E'21)＜E2，再挑选编号为[1,3)，即编号为1和2的电池组，再次比较Ej1+E'j1和第j组电池组的总电量Ej的大小，循环累加选取直到选取编号为[1,5)，即编号为1、2、3和4的电池组，此时计算出第5组电池组E51+E5'1＞E5，则选取编号为[1,4)，即编号为1、2和3的电池组同时执行充放电测试，按照满充满放策略，先以0.5C电流恒流对电池组放电至厂家规定的单体最低电压至2.8V，再以0.5C电流恒流对电池组充电至SOC＝50％时，记录此时电池组所有单体单体电池的电压值Vjk，充电电流I1，然后电流变为0，时间持续10s，记录此时电池组所有单体单体电池的电压值Vjn，然后再以0.5C电流恒流对电池组充电至单体最高电压为厂家规定的充电截止电压3.6V，每隔1s记录充电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt。计算第j组电池组中第m号单体电池的内阻值Rjm＝(Vjk-Vjn)/I1，然后计算更新第j组电池组的老化状态，hjm取平均值，即hjm＝1/104，Wj＝0.5，/>
Figure BDA0002238382840000181
SOHj＝0.5×Ej/Ej0+(1-0.5)×Rj/Rj0，其中Ej0为厂家提供的第j组电池组初始标称电量，其中R'jm为第j组电池组中第m个单体电池厂家提供的初始标称内阻值，测试完成后对编号为[1,4)的电池组即编号为1、2和3的电池组进行充电至厂家规定的充电截止条件。然后再选取编号为[4,5)的电池组采用同样的方法比较未选中电池组任意第j组电池组的Ej1+E'j1和总电量Ej的大小，此时直到选取的第[4,8)组时，仍满足Ej1+E'j1＜Ej，接下来选取第[4,9)组时，计算得出第1组电池组需要承担的总备电电量大于该电池组的总电量，则选取编号为[4,8)的电池组即编号为4、5、6和7的电池组同时执行充放电测试，分别测试分析计算出编号为[4,8)的电池组的总电量和内阻，从而计算出编号为[4,8)的电池组的老化状态；测试完成后对编号为[4,8)的电池组进行充电至系统设置的充电截止条件，然后再采用同样的方法对剩下的电池组进行挑选测试，直到所有9组电池组都执行了在线充放电测试工况后停止在线充放电测试工况，此时根据在线充放电测试得出的每组电池值老化状态，调整每个电池组分配的备电电量和储能削峰填谷电量，第j组电池组的备电电量的计算公式为
Figure BDA0002238382840000182
储能电量为Ej2＝Ej-Ej1。然后按照这个电量分配结果执行储能工作工况，其中Eb为备电负载总共需要的备用电量。
实施例2
如实施例1，其他情况一样，所不同的是R'jm为第1次测试时得到的第j组电池组中第m个单体电池内阻值。
实施例3
如实施例1，其他情况一样，所不同的是Ej0为第1次测试时得到的第j组电池组电量。
实施例4
如实施例1，其他情况一样，所不同的是挑选第[1,2)组电池组，计算出第5号电池组需要承担的总备电电量大于第5号电池组的总电量，则此时系统发出电量偏低，第1号电池组无法执行在线充放电测试的报警信息。
实施例5
如实施例1，其他情况一样，所不同的是电池组电量的测试方法采用不满充满放的方法。此时电池组的SOC为SOC1＝65％，则采用0.3c电流恒流放电至电池组SOC为SOC2＝30％，记录放电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算充电或者放电过程的总容量C，计算公式为：C＝∫Idt，则电池组的总电量为E＝C×V×|SOC2-SOC1|，V是电池组的标称电压。
实施例6
如实施例5，其他情况一样，所不同的是此时电池组的SOC1为32％，则采用1c电流恒流充电至电池组SOC为SOC2＝71％。
实施例7
如实施例1，其他情况一样，所不同的是电池组中所有单体电池的内阻测试方法为采用HPPC充放电工况，在电池组SOC为60％时，以1c电流放电10s，记录此时所有的单体电压值Vjk和电流I1，然后电流变为0持续40s，再以0.75c电流充电10s，记录此时所有的单体电压值Vjn和电流I2，计算所有单体电池的内阻值Rjm＝|Vjk-Vjn|/|I1-I2|。
实施例8
如实施例1，其他情况一样，所不同的是在线充放电测试工况触发条件设置为人为触发。
实施例9
如实施例1，其他情况一样，所不同的是照满充满放策略采用的是先充电至充电截止条件再放电至放电截止条件。
实施例10
如实施例1，其他情况一样，所不同的是取hjm＝Rjm/∑Rji，Wj＝1，其中，Rjm为第j组电池组中第m个单体电池的内阻值，∑Rji为第j组电池组中所有单体电池的内阻值之和。
实施例11
如实施例1，其他情况一样，所不同的是取hjm＝1/104，Wj＝0。
实施例12
当储能备电系统检测到第x组电池组绝缘阻值过低，判断存在短路严重故障，系统首先控制器控制第x组电池组的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息，同时将第x组电池组承担的备电电量分配到其他电池组中，其他电池组中第j号电池组额外承担的备电电量为
Figure BDA0002238382840000201
实施例13
如实施例12，其他情况一样，所不同的是发生故障的电池组为多组。
实施例14
如实施例13，其他情况一样，所不同的是第j号电池组承担的备电电量为Ej1+E'j1，大于第j号电池组的总电量Ej，此时第j组电池组总共承担的备电电量为Ej，系统发出报警信息。
实施例15
当储能备电系统检测到第x组电池组SOC过低时，判断存在一般故障，系统发出报警信息。
实施例16
储能备电系统未检测到故障、此时市电正常、系统未达到执行在线充放电测试工况的条件时，系统按照每天一充一放的条件执行储能工作工况，执行调峰调频工作功能。
实施例17
如实施例16，其他情况一样，所不同的系统执行储能工作工况，发挥平滑功率工作功能。
实施例18
在储能备电系统执行储能工作工况时，检测到市电输入电压过高，超过正常范围时，储能备电系统立即切换到应急备电工作工况。
实施例19
如实施例18所示，其他情况一样，所不同的是检测到市电输入电压过低超过正常范围时。
实施例20
如实施例18所示，其他情况一样，所不同的是检测到市电输入频率过高超过正常范围时。
实施例21
如实施例18所示，其他情况一样，所不同的是检测到市电输入频率过低超过正常范围时。
实施例22
如实施例18，实施例19，实施例20，实施例21，其他情况一样，所不同的检测到市电异常时储能备电系统正在执行在线充放电测试工况。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (11)

1.一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：所述储能备电装置包含两个或者两个以上电池组、与电池组数量相同的电池组控制器件、一个充放电总控制器件和一个控制模块；所述的控制模块通过控制电池组控制器件和充放电总控制器件的开关并且调控电池组的充放电工况以及充放电功率，在储能备电装置执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，在线通过控制充放电流程，记录充放电数据，对电池组进行分析或者测试分析，获取所述电池组的电池状态信息，根据电池组状态信息调整备电电量和储能电量，并提前隔离存在故障和安全隐患的电池组，保障储能备电系统的安全可靠性；
其中所述的电池组是由多个电芯串联或者并联或者串并联组成；
其中所述的储能工作工况包括调频调峰、平滑功率、辅助电网故障恢复；
其中所述的储能电量是指参与储能工作工况的电量；
其中所述的备用工作工况为备用负载提供电源；
其中所述的备电电量是指参与备电工作工况的电量；
其中所述的在线充放电测试工况是指对储能备电装置进行在线测试。
2.如权利要求1所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：所述的每个电池组与一个电池组控制器件连接，然后所有电池组控制器件并联到一个充放电总控制器件中，充放电总控制器件与电网市电和备电负载连接；每个与电池组相连的电池组控制器件、充放电总控制器件、市电和备电负载与控制模块进行信息传递，同时控制模块控制电池组控制器件和充放电总控制器件的开关，并且调控电池组的充放电工况以及充放电功率。
3.如权利要求1所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：所述的工作工况之间的切换逻辑为在储能备电系统执行储能工作工况或者在线充放电测试工况时，发生市电异常时，储能备电系统进入备用工作工况；在储能备电系统执行储能工作工况时，当达到在线充放电测试触发条件时，储能备电系统进入在线充放电测试工况；在执行储能工作工况或者备用工作工况或者在线充放电测试工况时，当储能备电系统发生故障时，系统发出报警信息或者发生故障的电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；其他正常情况下执行储能工作工况；
其中所述的市电异常是指市电停电或者电能参数不满足国内各项标准要求；
其中所述的储能工作工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与市电连接的开关器件，断开充放电总控制器件与备电负载连接的开关器件，闭合与每个电池组连接电池组控制器件，此时的能量流流向为市电—充放电总控制器件—电池组控制器件—电池组或者电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—市电；
其中所述的备电工作工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与备电负载连接的开关器件，断开充放电总控制器件打开与市电连接的开关器件，闭合与每个电池连接电池组控制器件，此时的能量流流向为电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—备电负载；
其中所述的在线充放电测试工况是控制模块控制充放电总控制器件闭合与市电连接的开关器件，断开充放电总控制器件打开与备电负载连接的开关器件，闭合与每个电池连接电池组控制器件，此时的能量流流向为市电—充放电总控制器件—电池组控制器件—电池组或者电池组—电池组控制器件—充放电总控制器件—市电；控制需要进行测试的电池组按照预设定的测试流程进行充放电，在储能备电系统正常执行储能工作工况时，加入充放电测试流程，完成对电池的测试，分析出电池当前的状态信息；在线充放电测试工况执行结束后，对参加测试的电池组充电至规定的充电截止条件。
4.如权利要求3所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：优先保障应急备电工况电量需求，在运行储能工作工况、在线充放电测试工况时，首先根据备电电源需求划分部分电量给备用电源，该部分电量需满足对备用负载的放电时间大于等于备电时间需求，剩余的电量再参与工作。
5.如权利要求3所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：所述的系统发出报警信息或者发生故障的电池组停止工作、控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息是指当储能备电系统发生严重故障信息时，故障电池组停止工作，控制器控制故障电池组相连的电池组控制器件断开与充放电总控制器件的连接并发出报警信息；储能备电系统发生一般故障信息时系统只发出报警信息；
其中所述的严重故障信息包括短路、热失控、绝缘异常、过热、通讯异常；
其中所述的一般故障信息包括电池欠压、电池过压、SOC偏低、SOC偏高、均衡故障。
6.如权利要求1所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：所述的根据电池组状态信息调整备电电量和储能电量，是通过在线充放电测试工况中测试分析得到的电池组电量和电池组内每个单体电池内阻值(Rji)综合计算分析电池组的老化状态(SOH：State of Health)值，老化状态的计算公式为SOHj＝Wj×Ej/Ej0+(1-Wj)×Rj/Rj0；根据公式
Figure FDA0003939732520000031
调整储能备电系统划分的备电电量，储能电量为Ej2＝Ej-Ej1；
其中所述的Rj＝∑(hjm×Rjm)，Rj0＝∑hjm×R'jm，∑hjm＝1；
其中所述的SOHj为第j组电池组的老化状态，Wj为第j组电池组的电量加权系数，Rj为第j组电池组所有单体电池的加权内阻，Rjm是第j组电池组第m个单体电池的内阻值，R'jm是第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，hjm第j组电池组中第m个单体电池的内阻加权系数；
其中所述的0≤Wj≤1，0＜hjm＜1；
其中所述的SOHj为第j组电池组的老化状态，SOHi为第i组电池组的老化状态，Eb为备电负载总共需要的备用电量，Ej为第j组电池组的总电量，Ej1为第j组电池组承担的备电电量，Ej2为第j组电池组承担的储能电量，∑SOHi为所有电池组老化状态总和，Ej0为第j组电池组初始的电量，所述初始的电量为厂家提供的初始标称电量或第1次测试得到的电量；R'jm为第j组电池组第m个单体电池的初始内阻值，所述初始内阻值为厂家提供的初始标称内阻值或第1次测试得到的内阻值。
7.如权利要求3或4或6所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置，其特征在于：在一个或者多个电池组执行在线充放电测试工况前，将这些参与测试的电池组承担的备电电量分配到其他正常未发生故障的电池组中，此时未参与测试的电池组额外增加的备电电量大小为
Figure FDA0003939732520000041
则未参与测试的第j号电池组总共承担的备电电量为Ej1+E'j1；
其中所述的SOHj为第j组电池组的老化状态；∑SOHk为除了执行在线充放电测试工况和发生故障的电池组外，其他所有电池组SOH的总和；EX为所有执行在线充放电测试工况电池组在未执行在线充放电测试工况时承担的备电电量总和。
8.权利要求1～7任一项所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置所使用的测试方法，其特征在于：当使得一个或者多个电池组执行在线充放电测试工况时，按照预设的充放电流程执行在线充放电测试工况，获取充放电电池数据，测试电池组的总电量，计算电池的内阻值；并通过获取到的总电量值和内阻值分析电池当前的状态信息，根据电池组当前的状态信息调整每个电池组的备用电量和储能电量。
9.如权利要求8所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置的测试方法，其特征在于：同时执行在线充放电测试工况的电池组数量为一组或一组以上，并且确定同时执行在线充放电测试工况的电池组数量方法为对参与测试的电池组按照电池组顺序依次进行编号，按照编号累加进行挑选要同时进行测试的电池组，计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系，如果存在任意一个电池组总备电电量大于该电池组总电量值，则此时减去一个电池组，其他电池组同时进行测试；否则再添加一个电池组，再次计算其它未选中的电池组需要承担的总备电电量与该电池组总电量的大小关系；执行完一次在线充放电测试流程后，再在未执行充放电测试流程的电池组中挑选要同时进行测试的电池组，挑选方法如上一样，直到所有要参与测试的电池组都执行了在线充放电测试流程。
10.如权利要求8所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置的测试方法，其特征在于：所述的电池组总电量的测试采用满充满放测试或采用部分区间充放电测试；
其中所述的满充满放测试，为先放电至放电截止条件，再充电至充电截止条件，记录充电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；或为先充电至充电截止条件，再放电至放电截止条件，记录放电过程中的电池组总电压U，充放电电流I和时间t，计算电池组总电量E，计算公式为：E＝∫UIdt；
其中所述的部分区间充放电测试，为对电池组进行充电或对电池组进行放电；记录放电过程中的电池组充放电电流I和时间t，计算充电或者放电过程的总电量E，计算公式为：E＝V×|SOC1-SOC2|×∫Idt；
其中所述的SOC1是测试开始时刻电池组的SOC值，SOC2是测试结束时刻电池组的SOC值，0％≤SOC1≤100％，0％≤SOC2≤100％，|SOC1-SOC2|＞10％；
其中所述的V是电池组的标称电压。
11.如权利要求8所述的一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法，其特征在于：所述的电池的内阻值是通过加入脉冲充放电流程，计算电池的内阻值，具体为在储能备电系统执行在线充放电测试工况，在电池组SOC＝soc时控制模块控制执行HPPC充放电工况，采集电池组中每个电芯的电压和电池组充放电电流值，计算每个电芯的内阻值；或者按照电池厂家规定的内阻测试流程进行测试，计算电池组中每个电芯的内阻值；
其中所述的0≤soc≤100％；
其中HPPC测试为美国《FreedomCAR电池测试手册》中规定的标准测试流程。
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