CN116388347B - 一种户用电池储能的能量综合管理平台 - Google Patents
一种户用电池储能的能量综合管理平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116388347B CN116388347B CN202310646477.6A CN202310646477A CN116388347B CN 116388347 B CN116388347 B CN 116388347B CN 202310646477 A CN202310646477 A CN 202310646477A CN 116388347 B CN116388347 B CN 116388347B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- charge
- discharge
- electricity consumption
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims description 24
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 116
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 23
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 19
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种户用电池储能的能量综合管理平台，具体涉及电池能量管理技术领域，本发明设置户用电池评估模块，计算户用电池的初始能量效率，剔除了其中误差较大的电池，提高了对电池寿命进行预测的准确性，本发明设置用电信息采集模块采集不同家庭最近五年的用电情况，并通过用电信息分析模块分析用电情况，提高了数据分析结果的准确性，本发明设置供电匹配模块，针对不同家庭的用电情况设置不同的供电方案，实现了能量的合理分配，本发明设置户用电池监测模块、户用电池预测模块、户用电池更新模块，实现了对电池寿命的预测，提高了电池更换的及时度，避免了供电不足或者电池浪费的情况，保证了放电质量。
Description
技术领域
本发明涉及电池能量管理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种户用电池储能的能量综合管理平台。
背景技术
随着储能电池广泛地应用于不同的领域，工业或生活中对储能电池的需求量也越来越大，与此同时，对储能电池的响应需求也呈现出多样化。储能电池能量管理系统的主要功能是收集电池管理系统数据、储能变流器数据及配电柜数据，向各个部分发出控制指令，控制整个储能系统的运行，合理安排储能变流器工作，保证系统既可以按照预设的充放电时间、功率和运行模式自动运行，也可以接受操作员的即时指令运行。储能电池的能量管理系统是储能系统的大脑，主要实现能量的合理调度，根据电网峰谷平特点，实现储能系统的经济运行。
现有公开号CN109802493A公开一种储能电池能量管理系统及方法，预先建立储能电池能量的管理控制架构，采用分层方式管理，其中，其顶层设置能量管理中央控制器，用以实时采集系统中的运行数据，以控制储能电池管理系统的运行；其中间层设置电池能量管理协调器，用以协调第一预设时间周期内的充放电管理以及定期处理第二预设时间周期内的能量分配；其底层设置电池能量控制器，用以实时更新第二预设时间周期内的充放电需求。该发明能够优化管理储能电池在不同时间段内的充放电需求，同时满足储能电池充电和放电两个控制过程响应的复合需求，实现储能电池的能量合理分配，与储能电池能量管理系统的经济运行，进而保证储能电池供电的可靠性与电能的优化使用。
然而该发明虽然设置了第一预设时间周期和第二预设时间周期实现充放电管理和能量分配，由于实际家庭的用电情况不同，电池的充放电需求也不同，电池充放电管理和能量分配的准确性还需进一步提高。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种户用电池储能的能量综合管理平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种户用电池储能的能量综合管理平台，包括户用电池评估模块、用电信息采集模块、用电信息分析模块、供电匹配模块、户用电池监测模块、户用电池预测模块、户用电池更新模块、异常警报模块、异常数据采集模块、异常数据分析模块、异常反馈模块、维护终端和数据库。
户用电池评估模块：用于对户用电池的初始能量效率进行评估，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据处理单元、数据统计分析单元，数据判断单元、数据反馈单元；
用电信息采集模块：用于采集不同家庭的历史用电情况，包括年度用电总量、各个月份用电情况、各个时间段用电情况；
用电信息分析模块：用于接收不同家庭的历史用电情况并对接收到的家庭用电情况进行分析，统计用电高峰月份、不同家庭的主要用电时间段和用电级别；
供电匹配模块：用于根据用电信息分析模块分析的每个家庭的用电情况和户用电池评估模块对电池的评估情况生成适宜的供电方案；
户用电池监测模块：用于监测户用电池的实际使用情况，并根据实际使用情况计算电池每次充放电的能量效率；
户用电池预测模块：用于根据每次充放电情况和充放电时能量效率计算充放电能量效率经验式，并预测电池的实际使用寿命；
户用电池更新模块：用于在户用电池监测模块计算出的充放电能量效率即将达到预设值时发送更新户用电池指令；
异常警报模块：用于在监测到户用电池的使用情况出现异常时发出警报；
异常数据采集模块：用于在接收到警报后采集户用电池出现异常时的所有数据；
异常数据分析模块：用于对采集到的户用电池的异常数据进行分析，分析其可能性来源并一一验证，得到异常情况产生的原因；
异常反馈模块：用于根据异常数据分析模块的数据分析结果进行信息反馈；
维护终端：用于根据异常反馈模块反馈的信息对异常情况进行针对性修正。
数据库：用于储存平台的系统数据和用户用电数据。
优选的，户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法如下：
A1、对同一批出厂的户用电池进行编号a1、a2、...、ai、...an；
A2、通过数据采集单元采集电池放电时的端电压、电流、放电时间、充电时的端电压、电流、充电时间以及电池的理论电量；
A3、通过电池数据预处理单元计算电池的输出电量，电池的输入电量，并由电池的输出电量和输入电量以及理论电量计算电池的放电能量、充电能量和电池理论能量；
A4、通过电池数据处理单元计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc并计算充放电能量效率ηcd；
A5、通过数据统计分析单元将各个电池的充放电初始能量效率数据进行汇总，剔除异常数据后计算其效率限定区间；
A6、数据判断单元将电池的充放电初始效率与效率限定区间进行对比，若电池的充放电初始效率处于效率限定区间内则视为合格电池投入使用，在进行数据计算时充放电效率按照平均充放电效率计算，若电池的充放电初始效率不处于效率限定区间则视为不合格电池；
A7、将不合格数据对应的电池编号与异常数据对应的电池编号一同发送至数据反馈单元。
优选的，户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法对应具体计算步骤如下：
B1、计算电池的输出电量Qd和输入电量Qc：，其中Id为电池放电时的电流，td为放电时间，/>，其中Ic为电池充电时的电流，tc为充电时间；
B2、计算电池的放电能量Ed、充电能量Ec和电池理论能量Eth：，其中Vd为放电时的端电压，/>，其中Vc为充电时的端电压，/>，其中Qde为电池的理论电量；
B3、计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc：，/>；
B4、计算充放电能量效率ηcd：；
B5、将电池组的充放电能量效率ηcd1、ηcd2、...、ηcdi、...、ηcdn汇总求平均值ηcd0：；
B6、对充放电效率数据求其方差S2：；
B7、设定效率限定区间U[ηmin，ηmax] ：其中，/>。
优选的，用电信息采集模块采集的历史用电情况为每个家庭最近五年的用电情况。
优选的，用电信息分析模块对家庭用电情况进行分析的具体过程如下：
C1、统计每个家庭的年度用电总量平均值b1、b2、...、bi、...、bn；
C2、将用电量按照数值高低进行排列并设定等级，分别为高耗电、中耗电和低耗电；
C3、将每个家庭月份用电情况按照数值高低排列，将综合排名在前四的月份记为用电高峰月；
C4、统计每个家庭不同时间段的用电总电量在年度用电总量的占比计算主要用电时间段。
优选的，供电匹配模块进行供电匹配的方法如下：
D1、根据家庭用电的耗电等级选择适宜的户用电池组装方式，处于同一耗电等级家庭的户用电池组装方式相同；
D2、根据家庭用电的高峰期不同将电池充放电周期设置为普通模式和高峰模式，在用电淡季执行普通模式，充放电周期按照耗电级别分级设置，在用电高峰期执行高峰模式，缩短充放电周期，避免供电不足；
D3、统计不同家庭的主要用电时间段d1、d2、...、di、...、dn；
D4、根据主要用电时间段的差异设置不同的充电时间段，主要用电时间段相同家庭的充电时间段相同。
优选的，户用电池监测模块监测电池的使用情况包括电池每一次充放电情况、充放电时的温度以及充放电次数。
优选的，户用电池预测模块预测电池使用寿命的过程如下：
E1、将每一次的充放电能量效率汇总并与初始能量效率进行对比，判断充放电能量效率的变化趋势；
E2、由充放电能量效率的变化趋势计算充放电能量效率经验式：，其中ηn为电池实际使用时第n次充放电能量效率，T为充放电时的温度，Kn为第n次充放电时电池的损耗程度，与电池的充放电次数有关，其中θ为充电次数影响因子，γ为温度影响因素的指数经验因子，α、β为指数影响因子，δ为二次项系数，ε为一次项系数，φ为常数项，；
E3、由充放电能量效率经验式判断电池能量效率达到临界值时的充放电次数m，，其中m1为高峰模式时的充放电次数、m2为普通模式时的充放电次数，统计电池充放电周期数据，T1为高峰模式时的充放电周期、T2为普通模式时的充放电周期，由于电池在投入使用之前为了保护电池会进行充电，所以在计算电池使用时间时会额外加上一个补偿周期，具体的取值与电池更换时所处的用电淡旺季有关，若更换电池时处于用电高峰期，则电池使用寿命的计算公式为：/>，若更换电池时处于用电淡季，则电池使用寿命的计算公式为：/>。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明设置户用电池评估模块，计算户用电池的初始能量效率，剔除了其中误差较大的电池，提高了对电池寿命进行预测的准确性。
2.本发明设置用电信息采集模块采集不同家庭最近五年的用电情况，并通过用电信息分析模块分析用电情况，提高了数据分析结果的准确性，本发明设置供电匹配模块，针对不同家庭的用电情况设置不同的供电方案，实现了能量的合理分配。
3.本发明设置户用电池监测模块、户用电池预测模块、户用电池更新模块，户用电池监测模块根据户用电池实际使用的监测记录计算出了每一次充放电的能量效率，户用电池预测模块根据充放电情况判断充放电能量效率的影响因素，对多次充放电能量效率进行统计分析计算充放电能量效率经验式，统计电池效率达到临界值时的充电次数预测电池使用寿命，户用电池更新模块在充放电能量效率即将达到临界值时发送更新指令，三个模块的设置实现了对电池寿命的预测，提高了电池更换的及时度，减少了供电不足或者电池浪费的情况，保证了放电质量。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图。
图2为本发明的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了如图1所示一种户用电池储能的能量综合管理平台，包括户用电池评估模块、用电信息采集模块、用电信息分析模块、供电匹配模块、户用电池监测模块、户用电池预测模块、户用电池更新模块、异常警报模块、异常数据采集模块、异常数据分析模块、异常反馈模块、维护终端和数据库。
所述户用电池评估模块与供电匹配模块和户用电池预测模块连接，所述用电信息采集模块、用电信息分析模块、供电匹配模块顺序连接，所述供电匹配模块与户用电池监测模块连接，所述户用电池监测模块与户用电池预测模块、户用电池更新模块、异常警报模块连接，所述户用电池预测模块与户用电池更新模块连接，所述异常警报模块、异常数据采集模块、异常数据分析模块、异常反馈模块、维护终端顺序连接，所述数据库用于储存各个模块的数据。
所述户用电池评估模块用于对户用电池的初始能量效率进行评估，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据处理单元、数据统计分析单元，数据判断单元、数据反馈单元。
进一步，所述户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法如下：
A1、对同一批出厂的户用电池进行编号a1、a2、...、ai、...an；
A2、通过数据采集单元采集电池放电时的端电压、电流、放电时间、充电时的端电压、电流、充电时间以及电池的理论电量；
A3、通过电池数据预处理单元计算电池的输出电量，电池的输入电量，并由电池的输出电量和输入电量以及理论电量计算电池的放电能量、充电能量和电池理论能量；
A4、通过电池数据处理单元计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc并计算充放电能量效率ηcd；
A5、通过数据统计分析单元将各个电池的充放电初始能量效率数据进行汇总，剔除异常数据后计算其效率限定区间；
A6、数据判断单元将电池的充放电初始效率与效率限定区间进行对比，若电池的充放电初始效率处于效率限定区间内则视为合格电池投入使用，在进行数据计算时充放电效率按照平均充放电效率计算，若电池的充放电初始效率不处于效率限定区间则视为不合格电池；
A7、将不合格数据对应的电池编号与异常数据对应的电池编号一同发送至数据反馈单元。
进一步，户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法对应具体计算步骤如下：
B1、计算电池的输出电量Qd和输入电量Qc：，其中Id为电池放电时的电流，td为放电时间，/>，其中Ic为电池充电时的电流，tc为充电时间；
B2、计算电池的放电能量Ed、充电能量Ec和电池理论能量Eth：，其中Vd为放电时的端电压，/>，其中Vc为充电时的端电压，/>，其中Qde为电池的理论电量；
B3、计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc：，/>；
B4、计算充放电能量效率ηcd：；
B5、将电池组的充放电能量效率ηcd1、ηcd2、...、ηcdi、...、ηcdn汇总求平均值ηcd0：；
B6、对充放电效率数据求其方差S2：；
B7、设定效率限定区间U[ηmin，ηmax] ：其中，/>。
本实施例中具体需要说明的是，对电池的能量效率进行评估，并设定一个能量效率限定区间，剔除那些能量效率差值明显的数据是为了在后续预测电池寿命时确定电池的初始状态相同，之所以会产生不同的能量效率数据是因为具体施加条件不同，减少了电池本身的误差情况。
所述用电信息采集模块用于采集不同家庭的历史用电情况，包括年度用电总量、各个月份用电情况、各个时间段用电情况。
进一步，所述用电信息采集模块采集的历史用电情况为每个家庭最近五年的用电情况。
本实施例中具体需要说明的是，采集每个家庭最近五年的用电信息不仅可以对比不同家庭的用电情况，还可以实现家庭自身用电情况的对比，降低了数据误差，提高了数据来源的准确性。
所述用电信息分析模块用于接收不同家庭的历史用电情况并对接收到的家庭用电情况进行分析，统计用电高峰月份、不同家庭的主要用电时间段和用电级别。
进一步，所述用电信息分析模块对家庭用电情况进行分析的具体过程如下：
C1、统计每个家庭的年度用电总量平均值b1、b2、...、bi、...、bn；
C2、将用电量按照数值高低进行排列并设定等级，分别为高耗电、中耗电和低耗电；
C3、将每个家庭月份用电情况按照数值高低排列，将综合排名在前四的月份记为用电高峰月；
C4、统计每个家庭不同时间段的用电总电量在年度用电总量的占比计算主要用电时间段。
所述供电匹配模块用于根据用电信息分析模块分析的每个家庭的用电情况和户用电池评估模块对电池的评估情况生成适宜的供电方案。
进一步，所述供电匹配模块进行供电匹配的方法如下：
D1、根据家庭用电的耗电等级选择适宜的户用电池组装方式，处于同一耗电等级家庭的户用电池组装方式相同；
D2、根据家庭用电的高峰期不同将电池充放电周期设置为普通模式和高峰模式，在用电淡季执行普通模式，充放电周期按照耗电级别分级设置，在用电高峰期执行高峰模式，缩短充放电周期，避免供电不足；
D3、统计不同家庭的主要用电时间段d1、d2、...、di、...、dn；
D4、根据主要用电时间段的差异设置不同的充电时间段，主要用电时间段相同家庭的充电时间段相同。
所述户用电池监测模块用于监测户用电池的实际使用情况，并根据实际使用情况计算电池每次充放电的能量效率。
进一步，所述户用电池监测模块监测电池的使用情况包括电池每一次充放电情况、充放电时的温度以及充放电次数。
所述户用电池预测模块用于根据每次充放电情况和充放电时能量效率计算充放电能量效率经验式，并预测电池的实际使用寿命。
进一步，所述户用电池预测模块预测电池使用寿命的过程如下：
E1、将每一次的充放电能量效率汇总并与初始能量效率进行对比，判断充放电能量效率的变化趋势；
E2、由充放电能量效率的变化趋势计算充放电能量效率经验式：，其中ηn为电池实际使用时第n次充放电能量效率，T为充放电时的温度，Kn为第n次充放电时电池的损耗程度，与电池的充放电次数有关，其中θ为充电次数影响因子，γ为温度影响因素的指数经验因子，α、β为指数影响因子，δ为二次项系数，ε为一次项系数，φ为常数项，；
E3、由充放电能量效率经验式判断电池能量效率达到临界值时的充放电次数m，，其中m1为高峰模式时的充放电次数、m2为普通模式时的充放电次数，统计电池充放电周期数据，T1为高峰模式时的充放电周期、T2为普通模式时的充放电周期，由于电池在投入使用之前为了保护电池会进行充电，所以在计算电池使用时间时会额外加上一个补偿周期，具体的取值与电池更换时所处的用电淡旺季有关，若更换电池时处于用电高峰期，则电池使用寿命的计算公式为：/>，若更换电池时处于用电淡季，则电池使用寿命的计算公式为：/>。
本实施例中具体需要说明的是，户用电池预测模块计算电池充放电能量效率经验式的实验过程如下：
F1、在户用电池评估模块合格的电池中随机抽取M个电池，将电池组等分为三个实验组，分别记为对照组P、温度调控组X、充电次数调控组Z；
F2、设置实验标准：充电达到电池容量95%时停止充电，放电至剩余电池容量为15%时停止放电，电池容量从95%降至15%的时间即为充放电标准周期，温度标准为25℃，电池所连接负载均为同一型号的同一设备；
F3、将对照组在25℃条件下进行一次充放电试验计算充放电能量效率，温度调控组按照0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃温度条件将电池分为八组，每组有N个电池并且编号进行一次充放电试验，充电次数调控组则在25℃条件下进行n次充放电；
F4、将温度调控组实验数据Xa1、Xa2、...、Xai、...XaN，Xb1、Xb2、...、Xbi、...、XbN，...，Xj1、Xj2、...、Xji、...XjN和充电次数调控组实验数据Z1、Z2、...、Zi、...、Zn绘制成曲线图进行观察，发现电池在25℃时充放电能量效率最高，随着温度的上升和下降充放电能量效率逐渐下降，温度对充放电能量效率的影响符合二次函数曲线，电池在25℃温度条件下进行多次充放电试验，发现随着充放电次数的增加电池的充放电能量效率逐渐下降，充放电次数越多电池的损耗情况越严重，以充电次数体现电池的损耗程度发现充电次数对充放电能量效率的影响符合指数函数曲线；
F5、对温度调控组的电池进行多次充放电试验并统计数据绘成曲线图，观察实验数据，温度在25℃以外的电池组随着温度的上升或者下降，随着充电次数的增加，充放电能量效率曲线下降趋势相较25℃时更加迅速；
F6、根据充放电效率曲线变化趋势计算充放电能量效率经验式。
所述户用电池更新模块用于在户用电池监测模块计算出的充放电能量效率即将达到预设值时发送更新户用电池指令。
本实施例中具体需要说明的是，预设值为10%。
所述异常警报模块用于在监测到户用电池的使用情况出现异常时发出警报。
所述异常数据采集模块用于在接收到警报后采集户用电池出现异常时的所有数据。
所述异常数据分析模块用于对采集到的户用电池的异常数据进行分析，分析其可能性来源并一一验证，得到异常情况产生的原因。
所述异常反馈模块用于根据异常数据分析模块的数据分析结果进行信息反馈。
所述维护终端用于根据异常反馈模块反馈的信息对异常情况进行针对性修正。
所述数据库用于储存平台的系统数据和用户用电数据。
如图2本实施例提供一种户用电池储能的能量综合管理平台的运行流程，具体包括下列步骤：
S1：对户用电池进行评估，计算户用电池的初始能量效率；
S2：采集不同家庭的最近五年的用电情况，包括年度用电总量、各个月份用电情况、各个时间段用电情况；
S3：对采集到的家庭用电情况进行分析，统计用电高峰月份、不同家庭的主要用电时间段和用电级别；
S4：根据用电信息分析模块分析的每个家庭的用电情况和户用电池评估模块对电池的评估情况生成适宜的供电方案；
S5：实时监测户用电池的实际使用情况，并根据实际使用情况计算电池每次充放电的能量效率；
S6、根据每次充放电情况和充放电时能量效率计算充放电能量效率经验式，并预测电池的实际使用寿命；
S7：在户用电池监测模块计算出的充放电能量效率即将达到预设值时发送更新户用电池指令；
S8、在监测到户用电池的使用情况出现异常时发出警报；
S9、在接收到警报后采集户用电池出现异常时的所有数据；
S10、对采集到的户用电池的异常数据进行分析，分析其可能性来源并一一验证，得到异常情况产生的原因；
S11、根据异常数据分析模块的数据分析结果进行信息反馈；
S12、根据异常反馈模块反馈的信息对异常情况进行针对性修正。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：包括：
户用电池评估模块：用于对户用电池的初始能量效率进行评估，包括数据采集单元、数据预处理单元、数据处理单元、数据统计分析单元，数据判断单元、数据反馈单元；
用电信息采集模块：用于采集不同家庭的历史用电情况，包括年度用电总量、各个月份用电情况、各个时间段用电情况；
用电信息分析模块：用于接收不同家庭的历史用电情况并对接收到的家庭用电情况进行分析，统计用电高峰月份、不同家庭的主要用电时间段和用电级别；
供电匹配模块：用于根据用电信息分析模块分析的每个家庭的用电情况和户用电池评估模块对电池的评估情况生成适宜的供电方案；
户用电池监测模块：用于监测户用电池的实际使用情况，并根据实际使用情况计算电池每次充放电的能量效率；
户用电池预测模块：用于根据每次充放电情况和充放电时能量效率计算充放电能量效率经验式，并预测电池的实际使用寿命；
户用电池更新模块：用于在户用电池监测模块计算出的充放电能量效率即将达到预设值时发送更新户用电池指令；
异常警报模块：用于在监测到户用电池的使用情况出现异常时发出警报；
异常数据采集模块：用于在接收到警报后采集户用电池出现异常时的所有数据；
异常数据分析模块：用于对采集到的户用电池的异常数据进行分析，分析其可能性来源并一一验证，得到异常情况产生的原因；
异常反馈模块：用于根据异常数据分析模块的数据分析结果进行信息反馈；
维护终端：用于根据异常反馈模块反馈的信息对异常情况进行针对性修正。
2.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法如下：
A1、对同一批出厂的户用电池进行编号a1、a2、...、ai、...an；
A2、通过数据采集单元采集电池放电时的端电压、电流、放电时间、充电时的端电压、电流、充电时间以及电池的理论电量；
A3、通过电池数据预处理单元计算电池的输出电量，电池的输入电量，并由电池的输出电量和输入电量以及理论电量计算电池的放电能量、充电能量和电池理论能量；
A4、通过电池数据处理单元计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc并计算充放电能量效率ηcd；
A5、通过数据统计分析单元将各个电池的充放电初始能量效率数据进行汇总，剔除异常数据后计算其效率限定区间；
A6、数据判断单元将电池的充放电初始效率与效率限定区间进行对比，若电池的充放电初始效率处于效率限定区间内则视为合格电池投入使用，在进行数据计算时充放电效率按照平均充放电效率计算，若电池的充放电初始效率不处于效率限定区间则视为不合格电池；
A7、将不合格数据对应的电池编号与异常数据对应的电池编号一同发送至数据反馈单元。
3.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述户用电池评估模块对户用电池的初始能量效率的评估方法对应具体计算步骤如下：
B1、计算电池的输出电量Qd和输入电量Qc：，其中Id为电池放电时的电流，td为放电时间，/>，其中Ic为电池充电时的电流，tc为充电时间；
B2、计算电池的放电能量Ed、充电能量Ec和电池理论能量Eth：，其中Vd为放电时的端电压，/>，其中Vc为充电时的端电压，/>，其中Qde为电池的理论电量；
B3、计算电池的放电能量效率ηd、充电能量效率ηc：，/>；
B4、计算充放电能量效率ηcd：；
B5、将电池组的充放电能量效率ηcd1、ηcd2、...、ηcdi、...、ηcdn汇总求平均值ηcd0：；
B6、对充放电效率数据求其方差S2：；
B7、设定效率限定区间U[ηmin，ηmax] ：其中，/>。
4.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述用电信息采集模块采集的历史用电情况为每个家庭最近五年的用电情况。
5.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述用电信息分析模块对家庭用电情况进行分析的具体过程如下：
C1、统计每个家庭的年度用电总量平均值b1、b2、...、bi、...、bn；
C2、将用电量按照数值高低进行排列并设定等级，分别为高耗电、中耗电和低耗电；
C3、将每个家庭月份用电情况按照数值高低排列，将综合排名在前四的月份记为用电高峰月；
C4、统计每个家庭不同时间段的用电总电量在年度用电总量的占比计算主要用电时间段。
6.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述供电匹配模块进行供电匹配的方法如下：
D1、根据家庭用电的耗电等级选择适宜的户用电池组装方式，处于同一耗电等级家庭的户用电池组装方式相同；
D2、根据家庭用电的高峰期不同将电池充放电周期设置为普通模式和高峰模式，在用电淡季执行普通模式，充放电周期按照耗电级别分级设置，在用电高峰期执行高峰模式，缩短充放电周期，避免供电不足；
D3、统计不同家庭的主要用电时间段d1、d2、...、di、...、dn；
D4、根据主要用电时间段的差异设置不同的充电时间段，主要用电时间段相同家庭的充电时间段相同。
7.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述户用电池监测模块监测电池的使用情况包括电池每一次充放电情况、充放电时的温度以及充放电次数。
8.根据权利要求1所述的一种户用电池储能的能量综合管理平台，其特征在于：所述户用电池预测模块预测电池使用寿命的过程如下：
E1、将每一次的充放电能量效率汇总并与初始能量效率进行对比，判断充放电能量效率的变化趋势；
E2、由充放电能量效率的变化趋势计算充放电能量效率经验式：，其中ηn为电池实际使用时第n次充放电能量效率，T为充放电时的温度，Kn为第n次充放电时电池的损耗程度，与电池的充放电次数有关，其中θ为充电次数影响因子，γ为温度影响因素的指数经验因子，α、β为指数影响因子，δ为二次项系数，ε为一次项系数，φ为常数项，；
E3、由充放电能量效率经验式判断电池能量效率达到临界值时的充放电次数m，，其中m1为高峰模式时的充放电次数、m2为普通模式时的充放电次数，统计电池充放电周期数据，T1为高峰模式时的充放电周期、T2为普通模式时的充放电周期，由于电池在投入使用之前为了保护电池会进行充电，所以在计算电池使用时间时会额外加上一个补偿周期，具体的取值与电池更换时所处的用电淡旺季有关，若更换电池时处于用电高峰期，则电池使用寿命的计算公式为：/>，若更换电池时处于用电淡季，则电池使用寿命的计算公式为：/>。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310646477.6A CN116388347B (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种户用电池储能的能量综合管理平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310646477.6A CN116388347B (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种户用电池储能的能量综合管理平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116388347A CN116388347A (zh) | 2023-07-04 |
| CN116388347B true CN116388347B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=86971404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310646477.6A Active CN116388347B (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种户用电池储能的能量综合管理平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116388347B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117312762A (zh) * | 2023-11-27 | 2023-12-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 储能系统的管理系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114048999A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-15 | 湖南能创科技有限责任公司 | 家庭户用能源管理系统 |
| CN115411812A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 安徽通盛能源科技有限公司 | 一种多级储能电池管理系统的安全处理方法 |
| CN116191626A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-30 | 重庆博与精供应链管理有限公司 | 户用储能系统电池管理方法、装置及系统 |
-
2023
- 2023-06-02 CN CN202310646477.6A patent/CN116388347B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114048999A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-15 | 湖南能创科技有限责任公司 | 家庭户用能源管理系统 |
| CN115411812A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 安徽通盛能源科技有限公司 | 一种多级储能电池管理系统的安全处理方法 |
| CN116191626A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-30 | 重庆博与精供应链管理有限公司 | 户用储能系统电池管理方法、装置及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116388347A (zh) | 2023-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10840567B2 (en) | Storage battery cooling control device and storage battery cooling control method | |
| CN116388347B (zh) | 一种户用电池储能的能量综合管理平台 | |
| CN113990054A (zh) | 一种储能电站数据分析与预警系统 | |
| CN116401585B (zh) | 一种基于大数据的储能电池失效风险评估方法 | |
| CN108988337B (zh) | 一种微电网系统储能装置的设计方法及微电网系统 | |
| CN111830422B (zh) | 一种变电站用蓄电池状态评估方法及装置 | |
| CN117836644A (zh) | 二次电池的健康状态估计方法、二次电池的健康状态估计程序及二次电池的健康状态估计装置 | |
| CN116796540A (zh) | 考虑弃光率和预测精度的大型光伏电站储能容量配置方法 | |
| CN115356647A (zh) | 一种锂离子电池寿命早期预测方法 | |
| CN116885763B (zh) | 一种适用于分布式储能系统的能量管理装置及方法 | |
| CN117129899A (zh) | 一种电池健康状态预测管理系统及方法 | |
| CN116826813B (zh) | 一种光伏储能单元的储能管理系统 | |
| CN116488219B (zh) | 一种基于多层级架构的分布式储能采集策略控制方法 | |
| JPWO2019176063A1 (ja) | 異常検知装置、異常検知方法およびプログラム | |
| CN115825756B (zh) | 分散式储能电站故障多级诊断方法及系统 | |
| CN116699445A (zh) | 一种电池储能系统的容量预测方法及其系统 | |
| US20230231396A1 (en) | Method and apparatus for executing a charging operation of a device battery | |
| CN116111678A (zh) | 基于最大寿命的储能电池动态分级充放电控制方法 | |
| CN113437766A (zh) | 一种风光储的能量综合协同系统 | |
| CN113991777A (zh) | 一种电池储能系统在线式运行安全态势感知方法 | |
| CN116908720B (zh) | 一种电池组一致性状态诊断方法、装置及存储介质 | |
| CN112485688B (zh) | 一种基于多元非线性回归的退役电池储能电站寿命预测方法 | |
| CN107955951B (zh) | 一种电解铝全生命周期的管理方法 | |
| CN112485688A (zh) | 一种基于多元非线性回归的退役电池储能电站寿命预测方法 | |
| CN117538767B (zh) | 一种电动汽车充放电过程车-桩协同状态监测系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |