CN113572161A - 一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法 - Google Patents

一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，通过监测储能系统中各个电池模块的各项数据，同时获取电池管理系统评估各个电池模块的电池储能状态值，基于各项数据对储能系统整体状态进行评估，在电网集控中心中对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，从而提供支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测的结果，实现了针对保底电网应用场景提供具体方法对储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力进行评估和预测。

Description

一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法
技术领域
本申请涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法。
背景技术
台风袭击沿海城市时，容易造成变电站、电缆损坏、架空线短路或断线，直接导致片区重要负荷断电、关键电网节点失压，主要是片区电源缺失、线路过载、设备抗灾设计水平不足等原因。如果此时电网关键节点配置有适当容量具备抗灾水平的储能电源(可提供无功、有功)，则有利于保障重要变电站、线路、负荷的稳定，协助灾中的抢修及灾后的恢复。电池储能不受地形、气候等条件影响，容量配置灵活、输出稳定且响应速度快，适合在保底电网场景中应用。各类电池中，磷酸铁锂电池具有高功率密度、长循环寿命和无记忆等优点，且具有良好的热稳定和化学稳定性，尤其适合于大容量高功率储能场合应用。而电化学储能存在寿命损耗，其性能会随着时间逐渐衰减，实际容量和输出功率与额定值不一致，会影响在灾害来临时储能系统对保底电网的实际支撑能力，因此要结合现有的电池在线监测技术、变流器和辅助设备监测、灾害预警系统，在灾前对储能系统可支撑容量和范围进行在线评估，判断是否满足保底电网需求或需要紧急维护，提升储能系统在全生命周期内严重自然灾害情况下安全可靠运行水平。
目前有多种对锂电池进行在线状态监测的技术方案，主要判断电池储能是否异常、荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)等，但针对保底电网应用场景尚未有具体方法分析储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力。
发明内容
本申请提供了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，针对保底电网应用场景提供具体方法对储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力进行评估和预测。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，所述方法包括：
获取储能系统的监测数据，所述监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，所述电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
可选地，所述获取储能系统的监测数据之前还包括：
通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
可选地，所述获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值之前还包括：
电池管理系统通过电流积分法测量所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOC，并基于大数据对所述荷电状态SOC进行校正；
电池管理系统通过特征值法测量所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOH；
电池管理系统通过查表法获取所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOP。
可选地，所述基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值具体包括：
基于所述储能系统环境温度数据Tamb、所述储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure BDA0003184656090000031
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000032
基于所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000033
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000034
可选地，所述向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测具体包括：
向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值；
所述电网集控中心接收所述储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息；
所述电网集控中心根据所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值、所述储能系统整体功率状态评估值、所述储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息，评估在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力：
若所述灾害预警信息为无灾害，则根据所述保底电网的历史日常负荷预测信息对所述储能系统的削峰填谷能力进行持续评估和预测；
若所述灾害预警信息为有灾害，则对在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
可选地，所述对在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测具体包括：
当预设场景为黑启动场景时，判断所述储能系统整体功率状态评估值是否达标，若是，则基于所述储能系统整体荷电状态评估值以及所述储能系统整体健康状态评估值判断需要充电多久才能使得所述储能系统整体荷电状态评估值达到满足黑启动能量需求的预设阈值，并基于所述储能系统综合温度指标以及历史值预测是否造成所述储能系统的电池模块的温度超标，若否，则判定所述储能系统失去黑启动能力，通过备用电源进行辅助启动；
当预设场景为关键节点支撑场景时，基于所述负荷预测信息、网架结构及变动信息、所述灾害预警信息、所述储能系统综合温度指标以及所述储能系统整体功率状态评估值，对支撑关键节点电压达标时间进行评估，并对储能宕机以及连锁故障进行风险预测；
当预设场景为关键线路支撑场景时，基于所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值预测灾害时间内输出功率最大值曲线，再结合所述负荷预测信息拟合支撑时间与输出功率的预测表，最后结合所述网架结构及变动信息确定无法覆盖的负荷和线路。
本申请第二方面提供一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取储能系统的监测数据，所述监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
第二获取单元，用于获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，所述电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
评估单元，用于基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
发送单元，用于向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
可选地，还包括：
第一测量单元，用于通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
第二测量单元，用于通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
第三测量单元，用于通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
第四测量单元，用于通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
第五测量单元，用于通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
可选地，所述评估单元具体用于：
基于所述储能系统环境温度数据Tamb、所述储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure BDA0003184656090000061
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000062
基于所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000063
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000064
本申请第三方面提供一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估系统，包括本申请第二方面任意一项所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，还包括：电网集控中心；
所述抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置与所述电网集控中心通信连接。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中，提供了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，通过监测储能系统中各个电池模块的各项数据，同时获取电池管理系统评估各个电池模块的电池储能状态值，基于各项数据对储能系统整体状态进行评估，在电网集控中心中对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，从而提供支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测的结果，实现了针对保底电网应用场景提供具体方法对储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力进行评估和预测。
附图说明
图1为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法的方法流程图；
图2为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置的结构示意图；
图3为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请设计了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，针对保底电网应用场景提供具体方法对储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力进行评估和预测。
为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法的方法流程图，如图1所示，具体为：
101、获取储能系统的监测数据，监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
具体地，在线监测首选需要储能系统内部配置相应的传感器和测量装置，通过传感器和测量装置，对监测数据进行测量，具体包括：
通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
上述监测数据通常在预设时间内，例如一个月内，储存在储能系统本地，超过预设时间的监测数据将上传至电网集控中心数据库进行保存，成为历史数据。
102、获取电池管理系统评估得到的储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
需要说明的是，电池管理系统(BMS)会对储能系统各个电池模块进行常规的电池储能状态分析，主要包含电池的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP，具体包括：
电池管理系统通过电流积分法测量储能系统中每个电池模块的荷电状态SOC，并基于大数据对荷电状态SOC进行校正；
电池管理系统通过特征值法测量储能系统中每个电池模块的健康状态SOH；
电池管理系统通过查表法获取储能系统中每个电池模块的功率状态SOP。
103、基于监测数据以及电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
具体包括：
基于储能系统环境温度数据Tamb、储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure BDA0003184656090000081
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000091
基于储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000092
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000093
104、向电网集控中心发送储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值，使得电网集控中心对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测；
需要说明的是，电网集控中心将对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，具体包括：
向电网集控中心发送储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
电网集控中心接收储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息；
电网集控中心根据储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值、储能系统整体功率状态评估值、储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息，评估在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力：
若灾害预警信息为无灾害，则根据保底电网的历史日常负荷预测信息对储能系统的削峰填谷能力进行持续评估和预测；
若灾害预警信息为有灾害，则对在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测，具体地：
当预设场景为黑启动场景时，判断储能系统整体功率状态评估值是否达标，若是，则基于储能系统整体荷电状态评估值以及储能系统整体健康状态评估值判断需要充电多久才能使得储能系统整体荷电状态评估值达到满足黑启动能量需求的预设阈值，并基于储能系统综合温度指标以及历史值预测是否造成储能系统的电池模块的温度超标，若否，则判定储能系统失去黑启动能力，通过备用电源进行辅助启动；
当预设场景为关键节点支撑场景时，基于负荷预测信息、网架结构及变动信息、灾害预警信息、储能系统综合温度指标以及储能系统整体功率状态评估值，对支撑关键节点电压达标时间进行评估，并对储能宕机以及连锁故障进行风险预测；
当预设场景为关键线路支撑场景时，基于储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值预测灾害时间内输出功率最大值曲线，再结合负荷预测信息拟合支撑时间与输出功率的预测表，最后结合网架结构及变动信息确定无法覆盖的负荷和线路。
请参阅图2，图2为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置的结构示意图，如图2所示，具体为：
第一获取单元201，用于获取储能系统的监测数据，监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
第二获取单元202，用于获取电池管理系统评估得到的储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
评估单元203，用于基于监测数据以及电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
发送单元204，用于向电网集控中心发送储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值，使得电网集控中心对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
可选地，还包括：
第一测量单元205，用于通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
第二测量单元206，用于通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
第三测量单元207，用于通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
第四测量单元208，用于通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
第五测量单元209，用于通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
可选地，评估单元203具体用于：
基于储能系统环境温度数据Tamb、储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure BDA0003184656090000111
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000112
基于储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000113
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure BDA0003184656090000121
请参阅图3，图3为本申请实施例中一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估系统的结构示意图，如图3所示，包括本申请第二个实施例任意一项的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置301，还包括：电网集控中心302；
抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置301与电网集控中心302通信连接。
本申请实施例中，提供了一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，通过监测储能系统中各个电池模块的各项数据，同时获取电池管理系统评估各个电池模块的电池储能状态值，基于各项数据对储能系统整体状态进行评估，在电网集控中心中对储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，从而提供支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测的结果，实现了针对保底电网应用场景提供具体方法对储能系统的输出时间预测、输出功率特性预测及对应能够覆盖的保底电网范围等直观的抗灾保障能力进行评估和预测。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，包括：
获取储能系统的监测数据，所述监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，所述电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
2.根据权利要求1所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，所述获取储能系统的监测数据之前还包括：
通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
3.根据权利要求1所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，所述获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值之前还包括：
电池管理系统通过电流积分法测量所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOC，并基于大数据对所述荷电状态SOC进行校正；
电池管理系统通过特征值法测量所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOH；
电池管理系统通过查表法获取所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOP。
4.根据权利要求1所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，所述基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值具体包括：
基于所述储能系统环境温度数据Tamb、所述储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure FDA0003184656080000021
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000022
基于所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000023
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000024
5.根据权利要求1所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，所述向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测具体包括：
向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值；
所述电网集控中心接收所述储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息；
所述电网集控中心根据所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值、所述储能系统整体功率状态评估值、所述储能系统所处的保底电网的负荷预测信息、网架结构及变动信息以及灾害预警信息，评估在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力：
若所述灾害预警信息为无灾害，则根据所述保底电网的历史日常负荷预测信息对所述储能系统的削峰填谷能力进行持续评估和预测；
若所述灾害预警信息为有灾害，则对在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
6.根据权利要求5所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估方法，其特征在于，所述对在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测具体包括：
当预设场景为黑启动场景时，判断所述储能系统整体功率状态评估值是否达标，若是，则基于所述储能系统整体荷电状态评估值以及所述储能系统整体健康状态评估值判断需要充电多久才能使得所述储能系统整体荷电状态评估值达到满足黑启动能量需求的预设阈值，并基于所述储能系统综合温度指标以及历史值预测是否造成所述储能系统的电池模块的温度超标，若否，则判定所述储能系统失去黑启动能力，通过备用电源进行辅助启动；
当预设场景为关键节点支撑场景时，基于所述负荷预测信息、网架结构及变动信息、所述灾害预警信息、所述储能系统综合温度指标以及所述储能系统整体功率状态评估值，对支撑关键节点电压达标时间进行评估，并对储能宕机以及连锁故障进行风险预测；
当预设场景为关键线路支撑场景时，基于所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值预测灾害时间内输出功率最大值曲线，再结合所述负荷预测信息拟合支撑时间与输出功率的预测表，最后结合所述网架结构及变动信息确定无法覆盖的负荷和线路。
7.一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取储能系统的监测数据，所述监测数据包括储能系统环境温度数据、储能系统中每个电池模块的温度数据、实时充放电电流数据、电池端口电压数据、实时内阻值数据以及储能系统端口电压数据；
第二获取单元，用于获取电池管理系统评估得到的所述储能系统中每个电池模块的电池储能状态值，所述电池储能状态值包括荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP；
评估单元，用于基于所述监测数据以及所述电池储能状态值分别进行储能系统温度状态评估，储能系统的荷电状态SOC、健康状态SOH以及功率状态SOP评估，分别得到储能系统综合温度指标、储能系统整体荷电状态评估值、储能系统整体健康状态评估值以及储能系统整体功率状态评估值；
发送单元，用于向电网集控中心发送所述储能系统综合温度指标、所述储能系统整体荷电状态评估值、所述储能系统整体健康状态评估值以及所述储能系统整体功率状态评估值，使得所述电网集控中心对所述储能系统在预设场景下的抗灾保底电网支撑能力进行评估，所述抗灾保底电网支撑能力包括支撑时间、输出功率、供电范围以及风险预测。
8.根据权利要求7所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，其特征在于，还包括：
第一测量单元，用于通过温度测量仪获取储能系统环境温度数据；
第二测量单元，用于通过设置于电池模块组内的温度传感器测量每个电池模块的温度数据；
第三测量单元，用于通过电流表测量每个电池模块的实时充放电电流数据；
第四测量单元，用于通过电压表测量每个电池模块的端口电压数据以及储能系统端口电压数据；
第五测量单元，用于通过电阻表测量每个电池模块的实时内阻值数据。
9.根据权利要求7所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，其特征在于，所述评估单元具体用于：
基于所述储能系统环境温度数据Tamb、所述储能系统中每个电池模块的温度数据TB,i计算储能系统综合温度指标，具体为：
Figure FDA0003184656080000051
其中，a1B、a2B、a3B为比例系数，NB为电池模块数量，TESS,p为储能系统综合温度指标，TB,max为电池模块最高温度、TB,ave为电池模块平均温度；
基于所述储能系统中每个电池模块的荷电状态SOCB,i计算储能系统整体荷电状态评估值SOCESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000052
基于所述储能系统中每个电池模块的健康状态SOHB,i,en计算储能系统整体健康状态评估值SOHESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000053
其中，NB,en为SOH能够满足正常工作的电池模块数量，SOHB,i,en为SOH能够满足正常工作的电池模块中第i个的健康状态评估值；
基于所述储能系统中每个电池模块的功率状态SOPB,i计算储能系统整体功率状态评估值SOPESS，具体为：
Figure FDA0003184656080000054
10.一种抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估系统，其特征在于，包括权利要求7至9任意一项所述的抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置，还包括：电网集控中心；
所述抗灾保底电网的储能系统在线状态监测和评估装置与所述电网集控中心通信连接。
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