CN116008834A - 移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质 - Google Patents

移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质 Download PDF

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CN116008834A CN202310003169.1A CN202310003169A CN116008834A CN 116008834 A CN116008834 A CN 116008834A CN 202310003169 A CN202310003169 A CN 202310003169A CN 116008834 A CN116008834 A CN 116008834A
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冯鑫振
陶以彬
王德顺
桑丙玉
李官军
薛金花
余豪杰
庄俊
刘欢
李跃龙
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Abstract

本发明提供了一种移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质，包括：获取移动式储能系统的电池运行数据；根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；将所述告警工单发送给运维人员；所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。本发明对电池进行失衡分析、短板定位和提前预警，可实现移动式储能系统远程运维，实现系统电池故障的提前预警，提高移动式储能系统运维效率，减少运维时间。

Description

移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明属于移动式储能应用技术领域，具体涉及一种移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质。
背景技术
目前，柴油发电机消耗柴油和产生的二氧化碳排放较多，同时还存在噪音大和供电质量差等缺点；移动式储能系统相比于传统柴油发电车具有低噪音零污染、机动灵活、供电质量高等诸多优点，可作为现有柴油发电车的绿色替代，广泛应用于重要负荷保电、配电网供电能力提升、临时应急供电以及不停电作业等场景。市场上已有移动式储能系统替代传统柴油发电车参与应急供电、重要负荷保电、不停电作业等应用场景。由于移动式储能系统作为应急供电电源使用频次不会很高，有些移动式储能系统甚至会半年也不用一次，导致电池系统一致性变差和容量快速衰减。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种移动式储能系统的电池监测运维方法，包括：
获取移动式储能系统的电池运行数据；
根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
优选的，所述电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
优选的，所述失衡分析包括：
根据所述电池运行数据计算极差，当所述极差大于对应的预设的阈值时，则确定电池组中的电池单体编号并进行定位；
所述极差包括：SOC极差、单体电压极差和温度极差。
优选的，所述极差的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000021
其中，SOCH为SOC最大值，SOCL为SOC最小值，SOCTH为SOC极差，UH为电池单体最高电压，UL为电池单体最低电压，UTH为单体电压极差，TH为电池单体最高温度，TL为电池单体最低温度，TTH为温度极差。
优选的，所述短板定位，包括：
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高温度计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的温度阈值范围内的电池单体进行定位；
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高电压计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的电压阈值范围内的电池单体进行定位。
优选的，所述提前预警，包括：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
优选的，所述电池效率的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000022
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
本发明还提出一种移动式储能系统的电池监测运维系统，包括：
数据模块：用于获取移动式储能系统的电池运行数据；
监测模块：用于根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
发送模块：用于将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
优选的，所述数据模块中的电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
优选的，所述监测模块中失衡分析包括：
根据所述电池运行数据计算极差，当所述极差大于对应的预设的阈值时，则确定电池组中的电池单体编号并进行定位；
所述极差包括：SOC极差、单体电压极差和温度极差。
优选的，所述监测模块中极差的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000031
其中，SOCH为SOC最大值，SOCL为SOC最小值，SOCTH为SOC极差，UH为电池单体最高电压，UL为电池单体最低电压，UTH为单体电压极差，TH为电池单体最高温度，TL为电池单体最低温度，TTH为温度极差。
优选的，所述监测模块中短板定位，包括：
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高温度计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的温度阈值范围内的电池单体进行定位；
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高电压计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的电压阈值范围内的电池单体进行定位。
优选的，所述监测模块中的提前预警，包括：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
优选的，所述监测模块中电池效率的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000032
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
本发明还提出一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述的一种移动式储能系统的电池监测运维方法。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述的一种移动式储能系统的电池监测运维方法。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明提出一种移动式储能系统的电池监测运维方法、系统、设备及介质，包括：获取移动式储能系统的电池运行数据；根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；将所述告警工单发送给运维人员；所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。本发明对电池进行失衡分析、短板定位和提前预警，可实现移动式储能系统远程运维，实现系统电池故障的提前预警，提高移动式储能系统运维效率，减少运维时间。
附图说明
图1为本发明提供的一种移动式储能系统的电池监测运维方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种移动式储能系统的电池监测运维方法的实施例中的电池监测与运维逻辑框图；
图3为本发明提供的一种移动式储能系统的电池监测运维系统的功能图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明提出一种移动式储能系统的电池监测运维方法，如图1所示，包括：
步骤1：获取移动式储能系统的电池运行数据；
步骤2：根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
步骤3：将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，如图2所示，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
具体的，步骤1包括：
具体的，所述电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
首先需要建立信息网络，将移动式储能系统中电池系统信息、PCS信息等通过4G无线通讯技术传输到移动式储能系统管控与运维平台(以下简称“平台”)，电池监测与运维算法嵌入到平台中，电池和PCS等运行数据作为平台的“输入”，平台通过算法给出故障预警和运维工单，作为平台的“输出”。
通过采用电池检测和运维方法，可实现移动式储能系统电池故障提前预警和远程运维，提高移动式储能系统运维效率，减少运维时间。
具体的，步骤2包括：
具体的，所述失衡分析包括：
根据所述电池运行数据计算极差，当所述极差大于对应的预设的阈值时，则确定电池组中的电池单体编号并进行定位；
所述极差包括：SOC极差、单体电压极差和温度极差。
具体的，所述极差的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000051
其中，SOCH为SOC最大值，SOCL为SOC最小值，SOCTH为SOC极差，UH为电池单体最高电压，UL为电池单体最低电压，UTH为单体电压极差，TH为电池单体最高温度，TL为电池单体最低温度，TTH为温度极差。
充电时，当SOC极差大于SOCTH时记录SOCH组号，说明该组电池中有单体电池存在问题，可结合电压极差确定单体电池标号准确定位问题电池；同理，在放电时，当SOC极差大于SOCTH时记录SOCL组号，说明该组电池中有单体电池存在问题。
单体电压极差与SOC极差一样，充电时当单体电压极差大于UTH时记录UH单体电池编号，放电时当单体电压极差大于UTH时记录UL单体电池编号。
温度极差大于TTH时记录TH单体电池编号，表明该单体电池内阻增大或该组电池所处位置的散热出现了问题。
具体的，所述短板定位，包括：
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高温度计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的温度阈值范围内的电池单体进行定位；
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高电压计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的电压阈值范围内的电池单体进行定位。
失衡分析主要是电池一致性的宏观分析，短板定位是针对具体短板电池进行排查和定位。短板定位是对单体最高温度和单体最高、最低电压每5分钟进行1次计次(只在充放电运行状态下统计)，累计次数排名前三的最高温度单体电池且接近告警温度的需要进行定位更换或局部优化散热方案；同理，累计次数排名前三的且在电池充满状态时的最高电压单体电池、在电池放空状态时的最低电压单体电池需要进行定位更换或电池补电。
具体的，所述提前预警，包括：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
具体的，所述电池效率的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000061
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
具体的，当电池效率低于预期值时，说明电池出现了内阻增大等问题。
具体的，电池充电提醒主要是考虑到移动式储能系统作为应急供电电源使用频次不会很高，长时间不充电的情况下，一方面电池会自放电，另一方面对电池的一致性，SOC准确度会产生极大的影响，因此根据移动式储能系统运行结束时的SOC和间隔时间，计算出下次提醒充电的时间：
Figure BDA0004034836570000062
具体的，步骤3包括：形成的告警和提醒均形成工单由平台发送给相关运维人员，并开始下一轮的系统运行数据分析。
本发明的目的在于实现移动式储能系统故障提前预警和远程运维。解决移动式储能系统由于自身“分散”、“移动”等特性带来的运维困难的问题。
实施例2：
本发明提出一种移动式储能系统的电池监测运维系统，如图3所示，包括：
数据模块：用于获取移动式储能系统的电池运行数据；
监测模块：用于根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
发送模块：用于将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
具体的，所述数据模块中的电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
具体的，所述监测模块中失衡分析具体用于：
根据所述电池运行数据计算极差，当所述极差大于对应的预设的阈值时，则确定电池组中的电池单体编号并进行定位；
所述极差包括：SOC极差、单体电压极差和温度极差。
具体的，所述监测模块中极差的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000071
其中，SOCH为SOC最大值，SOCL为SOC最小值，SOCTH为SOC极差，UH为电池单体最高电压，UL为电池单体最低电压，UTH为单体电压极差，TH为电池单体最高温度，TL为电池单体最低温度，TTH为温度极差。
具体的，所述监测模块中短板定位具体用于：
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高温度计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的温度阈值范围内的电池单体进行定位；
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高电压计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的电压阈值范围内的电池单体进行定位。
具体的，所述监测模块中的提前预警具体用于：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
具体的，所述监测模块中电池效率的计算式如下：
Figure BDA0004034836570000072
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
实施例3：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种移动式储能系统的电池监测运维方法的步骤。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种移动式储能系统的电池监测运维方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (13)

1.一种移动式储能系统的电池监测运维方法，其特征在于，包括：
获取移动式储能系统的电池运行数据；
根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述失衡分析包括：
根据所述电池运行数据计算极差，当所述极差大于对应的预设的阈值时，则确定电池组中的电池单体编号并进行定位；
所述极差包括：SOC极差、单体电压极差和温度极差。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述极差的计算式如下：
Figure FDA0004034836560000011
其中，SOCH为SOC最大值，SOCL为SOC最小值，SOCTH为SOC极差，UH为电池单体最高电压，UL为电池单体最低电压，UTH为单体电压极差，TH为电池单体最高温度，TL为电池单体最低温度，TTH为温度极差。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述短板定位，包括：
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高温度计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的温度阈值范围内的电池单体进行定位；
在预设时间内对电池组的各电池单体进行最高电压计次，筛选出在预设计次排名内且在预设的电压阈值范围内的电池单体进行定位。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提前预警，包括：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电池效率的计算式如下：
Figure FDA0004034836560000012
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
8.一种移动式储能系统的电池监测运维系统，其特征在于，包括：
数据模块：用于获取移动式储能系统的电池运行数据；
监测模块：用于根据所述电池运行数据进行监测分析，得到告警工单；
发送模块：用于将所述告警工单发送给运维人员；
所述监测分析，包括：失衡分析、短板定位和提前预警。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据模块中的电池运行数据，至少包括下述的一种或多种：总充电量、总放电量、单簇SOC、总SOC、单体最高电压、单体最低电压、单体最高温度和单体最低温度。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述监测模块中的提前预警，包括：
在预设周期内计算电池组的电池效率，当所述电池效率低于预设的效率预期时，则进行内阻增大预警；
根据电池的总SOC在预设的时间内进行充电提醒。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述监测模块中电池效率的计算式如下：
Figure FDA0004034836560000021
其中，ηn为第n个周期的电池效率，Q放n为第n个周期累计充电量，Q充n为第n个周期累计放电量，Q放n-1为第n个周期累计充电量，Q充n-1为第n-1个周期累计放电量。
12.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种移动式储能系统的电池监测运维方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的一种移动式储能系统的电池监测运维方法。
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