CN115619291B - 基于数据分析的超级电容混合储能管理系统 - Google Patents

基于数据分析的超级电容混合储能管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，包括电容信息采集模块、环境信息采集模块、储能信息采集模块、用能信息采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；所述电容信息采集模块用于采集超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息包括超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息；所述环境信息采集模块用于采集超级电容混合储能所在位置的环境温度信息；所述储能信息采集模块用于采集超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息。本发明能够更加全面的进行超级电容混合储能管理，更好的保护了超级电容混合储能设备。

Description

基于数据分析的超级电容混合储能管理系统
技术领域
本发明涉及超级电容领域，具体涉及基于数据分析的超级电容混合储能管理系统。
背景技术
超级电容又名电化学电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，不同于传统的化学电源，超级电容是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次
超级电容混合储能是一种利用超级电容进行电能储存的技术，在进行超级电容混合储能设备进行管理过程中，即会使用到超级电容混合储能管理系统。
现有的超级电容混合储能管理系统，管理内容单一，保护超级电容混合储能设备的效果差，给超级电容混合储能管理系统的使用带来了一定的影响，因此，提出基于数据分析的超级电容混合储能管理系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的超级电容混合储能管理系统，管理内容单一，保护超级电容混合储能设备的效果差，给超级电容混合储能管理系统的使用带来了一定的影响的问题，提供了一种基于数据分析的超级电容混合储能管理系统。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明提供一种基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，包括信息采集端和数据接收模块；信息采集端用于采集数据信息组一并将其发送至数据接收模块；其中，数据信息组一包括超级电容混合储能信息、超级电容混合储能所在位置的环境温度信息、超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息和使用超级电容混合储能的设备的用能信息；数据接收模块用于接收数据信息组并进行存储；还包括数据处理模块、总控模块与信息发送模块；
所述数据处理模块用于对数据信息组一进行处理以生成数据信息组二，将其发送至总控模块；数据信息组二包括用能评级信息、储能维护信息、储能设备更换信息、环境调控信息与位置更换信息；
其中，对数据信息组一中用能评级信息的具体处理过程为：
步骤一：提取出采集到的使用超级电容混合储能的设备的用能信息，从用能设备信息中获取到用能设备数量信息、各个用能设备的用能总量信息与各个设备的用能时长信息；再提取出采集到的超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准储能量信息；
步骤二：将用能设备数量信息标记为i，各个用能设备的用能总量信息标记为G，各个设备的用能时长信息标记为P，超级电容标准储能量信息标记为E；
步骤三：通过公式，获取到单个设备的单日用电参数信息Epi；
步骤四：提取出i个单日用电参数信息Epi，将其按照从大到小的顺序进行排列，将单日用电参数信息Epi最大的1/3对应的用能设备分配为一级用能设备，将单日用电参数信息Epi对应的用能设备最小的1/3分配为三级用能设备，将剩余单日用电参数信息Epi对应的用能设备分配为二级用能设备；
所述总控模块通过控制信息发送模块将数据信息组二发送到预设接收终端。
进一步在于，所述信息采集端包括电容信息采集模块、环境信息采集模块、储能信息采集模块和用能信息采集模块；所述电容信息采集模块用于采集超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息包括超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息；所述环境信息采集模块用于采集超级电容混合储能所在位置的环境温度信息；所述储能信息采集模块用于采集超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息；所述用能信息采集模块用于采集使用超级电容混合储能的设备的用能信息；
进一步在于，所述用能评级信息包括一级用能设备、二级用能设备与三级用能设备。
进一步在于，所述储能维护信息与储能设备更换信息的具体处理过程如下：
S1：提取出采集到的超级电容混合储能信息，从超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息，将其依次标记为Q1、M1和Q2；
S2：再提取出实时最大储能信息，将其标记为M2；
S3：计算出超级电容标准寿命信息Q1与超级电容实际使用时长信息Q2之间的差值，获取到寿命差Qq；
S4：提取出超级电容标准储能信息M1与实时最大储能信息M2之间的差值获取到最大储能差Mm；
S5：当寿命差Qq小于预设值时a1，且最大储能差Mm小于预设值时，即生成储能维护信息；
S6：当寿命差Qq小于预设值时a1，但最大储能差Mm大于预设值时，即生成储能更换信息；
S7：当寿命差Qq大于预设值时a2，无论最大储能差Mm为何值都生成储能更换信息。
进一步在于，所述环境调控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的环境温度信息，将其标记为W，当环境温度信息W小于预设温度时，提取出超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并对上述信息进行处理获取到环境评估参数信息，当环境评估参数信息大于预警值时，即生成环境调控信息。
进一步在于，所述位置更换信息的具体处理过程如下：环境调控信息生成预设时长后，再次采集超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并处理出环境评估参数信息，当再次获取到的环境评估参数信息仍小于预警值时，即生成位置更换信息。
进一步在于，所述环境评估参数信息的具体处理过程如下：计算出采集超级电容标准储能信息与实时最大储能信息之间的差值获取到储能差，将其标记为Z1，再计算出超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息之间的差值获取到寿命差Z2，Z1和Z2即为环境评估参数信息，当寿命差Z2小于预设值，但储能差Z1大于警示值时，即生成环境调控信息或位置更换信息。
本发明相比现有技术具有以下优点：该基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，通过细化的采集超级电容混合储能的数据信息并对采集到的数据进行处理生成用能评级信息，来对用能设备进行评级，并在评级完成后再能源不足是进行优先功能分类，保证重点用电设备能够得到充足的能源支持，实现了更加智能化的超级电容混合储能调配管理，同时超级电容混合储能设备进行数据分析对生成储能维护信息和储能设备更换信息，能够及时的了解到超级电容混合储能设备的状态信息，及时发现超级电容混合储能设备的异常，并生成对应的维护信息或者更换信息，从而保证用能设备能够得到稳定的供能，从而实现对超级电容混合储能的维护更换的智能化管理，还通过对超级电容混合储能设备所在环境信息进行分析生成环境调控信息与位置更换信息，来保证超级电容混合储能设备始终在一个适应的环境内，从而避免环境问题影响超级电容混合储能设备的使用寿命问题，使得该系统能够更加全面进行超级电容混合储能管理，让该系统更加值得推广使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供一种技术方案：基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，包括电容信息采集模块、环境信息采集模块、储能信息采集模块、用能信息采集模块、数据接收模块、数据处理模块、总控模块与信息发送模块；
电容信息采集模块采集超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息包括超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息；
环境信息采集模块采集超级电容混合储能所在位置的环境温度信息；
储能信息采集模块采集超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息；
用能信息采集模块采集使用超级电容混合储能的设备的用能信息；
数据接收模块用于接收超级电容混合储能信息、环境温度信息、实时储能信息与用能信息，将超级电容混合储能信息、环境温度信息、实时储能信息与用能信息储存好之后，再将上述信息发送到数据处理模块；
数据处理模块用于对超级电容混合储能信息、环境温度信息、实时储能信息与用能信息进行处理生成用能评级信息、储能维护信息、储能设备更换信息、环境调控信息与位置更换信息；
用能评级信息、储能维护信息、储能设备更换信息、环境调控信息与位置更换信息生成后总控模块控制信息发送模块将用能评级信息、储能维护信息、储能设备更换信息、环境调控信息与位置更换信息发送到预设接收终端；
本发明通过细化的采集超级电容混合储能的数据信息并对采集到的数据进行处理生成用能评级信息，来对用能设备进行评级，并在评级完成后再能源不足是进行优先功能分类，保证重点用电设备能够得到充足的能源支持，实现了更加智能化的超级电容混合储能调配管理，同时超级电容混合储能设备进行数据分析对生成储能维护信息和储能设备更换信息，能够及时的了解到超级电容混合储能设备的状态信息，及时发现超级电容混合储能设备的异常，并生成对应的维护信息或者更换信息，从而保证用能设备能够得到稳定的供能，从而实现对超级电容混合储能的维护更换的智能化管理，还通过对超级电容混合储能设备所在环境信息进行分析生成环境调控信息与位置更换信息，来保证超级电容混合储能设备始终在一个适应的环境内，从而避免环境问题影响超级电容混合储能设备的使用寿命问题，使得该系统能够更加全面进行超级电容混合储能管理，让该系统更加值得推广使用。
用能评级信息包括一级用能设备、二级用能设备与三级用能设备，用能评级信息的具体处理过程如下：
步骤一：提取出采集到的使用超级电容混合储能的设备的用能信息，从用能设备信息中获取到用能设备数量信息、各个用能设备的用能总量信息与各个设备的用能时长信息；
步骤二：再提取出采集到的超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准储能量信息，将用能设备数量信息标记为i，各个用能设备的用能总量信息标记为G，各个设备的用能时长信息标记为P，超级电容标准储能量信息标记为E，用能时长单位为天；
步骤三：通过公式，获取到单个设备的单日用电参数信息Epi；
步骤四：提取出i个单日用电参数信息Epi，将其按照从大到小的顺序进行排列，将单日用电参数信息Epi最大的1/3对应的用能设备分配为一级用能设备，将单日用电参数信息Epi对应的用能设备最小的1/3分配为三级用能设备，将剩余单日用电参数信息Epi对应的用能设备分配为二级用能设备；
总控模块在接收到用能评级信息后即提取出超级电容混合储能的实时储能信息，当超级电容混合储能的实时储能信息大于预设值时，即同时保证一级用能设备、二级用能设备与三级用能设备的用能，当超级电容混合储能的实时储能信息在预设值范围内时，即优先保证一级用能设备与二级用能设备用能，超级电容混合储能的实时储能信息小于预设值时，即只优先保证一级用能设备用能；
通过上述过程，将用能设备分级后，不仅方便管理人员根据用能量进行智能化的管控操作，还能够在能源紧张保证重点设备充足用能，及实现了能源的智能化调配管理。
储能维护信息与储能设备更换信息的具体处理过程如下：
S1：提取出采集到的超级电容混合储能信息，从超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息，将其依次标记为Q1、M1和Q2；
S2：再提取出实时最大储能信息，将其标记为M2；
S3：计算出超级电容标准寿命信息Q1与超级电容实际使用时长信息Q2之间的差值，获取到寿命差Qq；
S4：提取出超级电容标准储能信息M1与实时最大储能信息M2之间的差值获取到最大储能差Mm；
S5：当寿命差Qq小于预设值时a1，且最大储能差Mm小于预设值时，即生成储能维护信息；
S6：当寿命差Qq小于预设值时a1，但最大储能差Mm大于预设值时，即生成储能更换信息；
S7：当寿命差Qq大于预设值时a2，无论最大储能差Mm为何值都生成储能更换信息；
通过上述过程，及时的了解到超级电容混合储能设备的状态信息，及时发现超级电容混合储能设备的异常，并生成对应的维护信息或者更换信息，从而保证用能设备能够得到稳定的供能，从而实现对超级电容混合储能的维护更换的智能化管理，避免超级电容混合储能设备老化异常导致的供能不稳定等状况发生。
环境调控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的环境温度信息，将其标记为W，当环境温度信息W小于预设温度时，提取出超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并对上述信息进行处理获取到环境评估参数信息，当环境评估参数信息大于预警值时，即生成环境调控信息，位置更换信息的具体处理过程如下：环境调控信息生成预设时长后，再次采集超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并处理出环境评估参数信息，当再次获取到的环境评估参数信息仍小于预警值时，即生成位置更换信息，环境评估参数信息的具体处理过程如下：计算出采集超级电容标准储能信息与实时最大储能信息之间的差值获取到储能差，将其标记为Z1，再计算出超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息之间的差值获取到寿命差Z2，Z1和Z2即为环境评估参数信息，当寿命差Z2小于预设值，但储能差Z1大于警示值时，即生成环境调控信息或位置更换信息；
通过上述过程，实现了对超级电容混合储能设备所处环境的管控，让超级电容混合储能设备能够始终处于适宜的环境里，避免了超级电容混合储能设备长期处于低温或者高温环境导致的设备老化加速的状况发生，更好进行超级电容混合储能设备的综合化管理。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，包括信息采集端和数据接收模块；信息采集端用于采集数据信息组一并将其发送至数据接收模块；其中，数据信息组一包括超级电容混合储能信息、超级电容混合储能所在位置的环境温度信息、超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息和使用超级电容混合储能的设备的用能信息；数据接收模块用于接收数据信息组并进行存储；其特征在于，还包括数据处理模块、总控模块与信息发送模块；
所述数据处理模块用于对数据信息组一进行处理以生成数据信息组二，将其发送至总控模块；数据信息组二包括用能评级信息、储能维护信息、储能设备更换信息、环境调控信息与位置更换信息；
其中，对数据信息组一中用能评级信息的处理过程为：
步骤一：提取出采集到的使用超级电容混合储能的设备的用能信息，从用能设备信息中获取到用能设备数量信息、各个用能设备的用能总量信息与各个设备的用能时长信息；再提取出采集到的超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准储能量信息；
步骤二：将用能设备数量信息标记为i，各个用能设备的用能总量信息标记为G，各个设备的用能时长信息标记为P,超级电容标准储能量信息标记为E；
步骤三：通过公式，获取到单个设备的单日用电参数信息Epi；
步骤四：提取出i个单日用电参数信息Epi，将其按照从大到小的顺序进行排列，将单日用电参数信息Epi最大的1/3对应的用能设备分配为一级用能设备，将单日用电参数信息Epi对应的用能设备最小的1/3分配为三级用能设备，将剩余单日用电参数信息Epi对应的用能设备分配为二级用能设备；
所述总控模块通过控制信息发送模块将数据信息组二发送到预设接收终端；
所述信息采集端包括电容信息采集模块、环境信息采集模块、储能信息采集模块和用能信息采集模块；所述电容信息采集模块用于采集超级电容混合储能信息，超级电容混合储能信息包括超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息；所述环境信息采集模块用于采集超级电容混合储能所在位置的环境温度信息；所述储能信息采集模块用于采集超级电容混合储能的实时储能信息与实时最大储能信息；所述用能信息采集模块用于采集使用超级电容混合储能的设备的用能信息；
所述用能评级信息包括一级用能设备、二级用能设备与三级用能设备；
总控模块在接收到用能评级信息后即提取出超级电容混合储能的实时储能信息，当超级电容混合储能的实时储能信息大于预设值时，即同时保证一级用能设备、二级用能设备与三级用能设备的用能，当超级电容混合储能的实时储能信息在预设值范围内时，即优先保证一级用能设备与二级用能设备用能，超级电容混合储能的实时储能信息小于预设值时，即只优先保证一级用能设备用能；
所述储能维护信息与储能设备更换信息的具体处理过程如下：
S1：提取出采集到的超级电容混合储能信息，从超级电容混合储能信息中获取到超级电容标准寿命信息、超级电容标准储能信息与超级电容实际使用时长信息，将其依次标记为Q1、M1和Q2；
S2：再提取出实时最大储能信息，将其标记为M2；
S3：计算出超级电容标准寿命信息Q1与超级电容实际使用时长信息Q2之间的差值，获取到寿命差Qq；
S4：提取出超级电容标准储能信息M1与实时最大储能信息M2之间的差值获取到最大储能差Mm；
S5：当寿命差Qq小于预设值时a1，且最大储能差Mm小于预设值时，即生成储能维护信息；
S6：当寿命差Qq小于预设值时a1，但最大储能差Mm大于预设值时，即生成储能更换信息；
S7：当寿命差Qq大于预设值时a2，无论最大储能差Mm为何值都生成储能更换信息。
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，其特征在于：所述环境调控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的环境温度信息，将其标记为W，当环境温度信息W小于预设温度时，提取出超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并对上述信息进行处理获取到环境评估参数信息，当环境评估参数信息大于预警值时，即生成环境调控信息。
3.根据权利要求1所述的基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，其特征在于：所述位置更换信息的具体处理过程如下：环境调控信息生成预设时长后，再次采集超级电容标准储能信息、实时最大储能信息、超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息，并处理出环境评估参数信息，当再次获取到的环境评估参数信息仍小于预警值时，即生成位置更换信息。
4.根据权利要求2或3所述的基于数据分析的超级电容混合储能管理系统，其特征在于：所述环境评估参数信息的具体处理过程如下：计算出采集超级电容标准储能信息与实时最大储能信息之间的差值获取到储能差，将其标记为Z1，再计算出超级电容标准寿命信息与超级电容实际使用时长信息之间的差值获取到寿命差Z2，Z1和Z2即为环境评估参数信息，当寿命差Z2小于预设值，但储能差Z1大于警示值时，即生成环境调控信息或位置更换信息。
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