CN117233644B - 一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于变电站检测技术领域，具体公开了一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统，采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压；获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别。

Description

一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统

技术领域

本发明涉及变电站检测技术领域，具体涉及一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统。

背景技术

蓄电池是变电站直流电源的重要组成部分，作为后备电源广泛应用于变电站，其可靠性直接影响到电网的安全运行。一旦直流系统出现问题，蓄电池组会作为备用电源为负载供电，因此蓄电池组的运行状态就显得十分重要。

如专利申请号201711070390.X公开了一种基于数据融合技术的变电站蓄电池组状态评估方法，对变电站直流系统蓄电池组的电参量及状态参量进行划分，分析不同监控量在状态评估中的作用；对状态参量进行判定；针对不同电参量建立数学分析模型，对当前蓄电池组的运行状态进行分析；同时结合蓄电池组的历史数据，建立历史数据趋势分析模型，预测蓄电池组的运行状态；最终通过数据的深度融合数据，给出当前蓄电池组运行状态的评价，该方案通过在线测温对蓄电池组运行状态进行预测评估。

但是，在现有技术中，缺少针对变电站蓄电池组中单体蓄电池的动态变化对变电站蓄电池组整体进行评估的方法，由于单体蓄电池是构成蓄电池组的基本单元，因此单体蓄电池的使用状态对蓄电池组的整体状态极其重要。

基于此，本方案提供了一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站蓄电池组状态评估方法及系统，采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长的单体蓄电池记为目标单体蓄电池，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，在第一待验证状态下，获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比和变电站蓄电池组的异常目标个数比，进而得到变电站蓄电池组的异常系数，基于变电站蓄电池组的异常系数的大小，完成对变电站蓄电池组异常状态的识别，即变电站蓄电池组的异常系数越大，则变电站蓄电池组异常状态越严重，即变电站蓄电池组的异常系数越小，则变电站蓄电池组异常状态越轻微。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种变电站蓄电池组状态评估方法，包括以下步骤：

步骤一：采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压；

步骤二：获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

步骤三：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

步骤四：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别。

作为本发明进一步的方案：步骤三中，在第一待验证状态下：

将单体蓄电池浮充电压超出额定电压的时长且超过预设时长的时段记为异常时段；

将单体蓄电池浮充电压位于额定电压范围内的时段记为正常时段；

获取变电站蓄电池组充电过程中，目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长。

作为本发明进一步的方案：将单个目标单体蓄电池异常时段的时长进行求和，得到单个目标单体蓄电池总异常时长，将单个目标单体蓄电池总异常时长与单个目标单体蓄电池充电总时长进行比值，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比；

对每个目标单体蓄电池充电异常时长比进行求和取均值，得到变电站蓄电池组的充电异常时长比；

获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数，将目标单体蓄电池的个数之和与变电站蓄电池组中所有单体蓄电池个数进行比值，得到变电站蓄电池组的异常目标个数比；

通过对变电站蓄电池组的充电异常时长比与变电站蓄电池组的异常目标个数比进行处理，得到变电站蓄电池组的异常系数。

作为本发明进一步的方案：基于变电站蓄电池组的异常系数，获取变电站蓄电池组运行时的动态数据；

动态数据包括变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据。

作为本发明进一步的方案：通过对变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据及变电站蓄电池组运行损耗数据进行处理得到变电站蓄电池组状态评估值；

基于变电站蓄电池组状态评估值对变电站蓄电池组运行态异常等级进行识别和预警。

作为本发明进一步的方案：步骤四中，在第二待验证状态下：

获取周期内单体蓄电池每次充电过程中的浮充电压，按照方差计算公式得到该单体蓄电池周期内的浮充电压方差值；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值≤单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程平稳，得到该单体蓄电池运行正常信号；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值＞单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程波动大，得到该单体蓄电池运行效验信号。

作为本发明进一步的方案：基于单体蓄电池运行效验信号，建立X-Y二维平面坐标系，将变电站蓄电池组充电次数记为X轴，将单体蓄电池每次充电的浮充电压记为Y轴，以单体蓄电池在充电过程中电压标准值在坐标系内建立一条平行于X轴的标准线；

在X轴上对变电站蓄电池组周期内的充电次数进行标记，获取变电站蓄电池组每次充电单体蓄电池所对应的浮充电压，将浮充电压作为Y轴坐标点在坐标系内进行描点；

得到单体蓄电池浮充电压所对应的点状图，将单体蓄电池浮充电压所对应的点状图从左到右用平滑曲线连接，得到单体蓄电池浮充电压周期状态图，将单体蓄电池浮充电压周期状态图的两端点位置垂直于标准线作辅助线，使单体蓄电池浮充电压周期状态图形成一个封闭状态下的浮充电压周期状态图像。

作为本发明进一步的方案：获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线上方的图像面积，将标准线上方的图像面积记为正图像面积，得到正图像面积值；

获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线下方的图像面积，将标准线下方的图像面积记为负图像面积，得到负图像面积值；

将封闭状态下浮充电压周期状态图像中的正图像面积值与负图像面积值进行求和，得到单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值；

将得到的单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值记为初始趋势面积值，以该初始趋势面积值为起点获取该单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值。

作为本发明进一步的方案：若多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈非线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于动态平衡状态；

若多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于非动态平衡状态；

且当多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动且持续增大时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于增大；

且当多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动且持续增小时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于减小。

一种变电站蓄电池组状态评估系统，包括：浮充电压采集模块、单体分析模块、第一状态验证模块、第二状态验证模块和云管控平台；

浮充电压采集模块用于采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池在充电过程中的浮充电压发送至云管控平台；

单体分析模块接收云管控平台传送的单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

第一状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

第二状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别。

本发明的有益效果：

本发明通过采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长的单体蓄电池记为目标单体蓄电池，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，在第一待验证状态下，获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比和变电站蓄电池组的异常目标个数比，进而得到变电站蓄电池组的异常系数，基于变电站蓄电池组的异常系数的大小，完成对变电站蓄电池组异常状态的识别；

本发明在变电站蓄电池组的异常状态下，结合变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据，得到变电站蓄电池组状态评估值，基于变电站蓄电池组状态评估值对变电站蓄电池组的评估等级进行识别，并基于不同等级的评估信号进行预警和变电站蓄电池组充电设备和负载端进行处理，使变电站蓄电池组运行更加安全，故障能够得到及时有效处理；

本发明通过采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长的单体蓄电池记为目标单体蓄电池，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，在第二待验证状态下，对单体蓄电池周期内的浮充电压方差进行识别得到该单体蓄电池运行效验信号，基于单体蓄电池运行效验信号，获取单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值，以该趋势面积值为起点获取该单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值完成对单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋势进行识别，形成对单体蓄电池在使用过程中的形成一个预警评估作用，实现对单体蓄电池剩余有效使用时长进行监测，在单体蓄电池故障时以实现及时有效的更换，进一步保证电站蓄电池组的正常使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种变电站蓄电池组状态评估方法的流程图；

图2是本发明一种变电站蓄电池组状态评估系统的程序框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本发明为一种变电站蓄电池组状态评估方法，包括以下步骤：

步骤一：采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压；

步骤二：获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

步骤三：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

步骤四：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别。

在第一待验证状态下：

将单体蓄电池浮充电压超出额定电压的时长且超过预设时长的时段记为异常时段；

将单体蓄电池浮充电压位于额定电压范围内的时段记为正常时段；

获取变电站蓄电池组充电过程中，目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长；

将单个目标单体蓄电池异常时段的时长进行求和，得到单个目标单体蓄电池总异常时长，将单个目标单体蓄电池总异常时长与单个目标单体蓄电池充电总时长进行比值，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比；

对每个目标单体蓄电池充电异常时长比进行求和取均值，得到变电站蓄电池组的充电异常时长比；

获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数，将目标单体蓄电池的个数之和与变电站蓄电池组中所有单体蓄电池个数进行比值，得到变电站蓄电池组的异常目标个数比；

通过对变电站蓄电池组的充电异常时长比与变电站蓄电池组的异常目标个数比进行处理，获取变电站蓄电池组的充电异常时长比与变电站蓄电池组的异常目标个数比的乘积，得到变电站蓄电池组的异常系数；

基于变电站蓄电池组的异常系数，获取变电站蓄电池组运行时的动态数据；

动态数据包括变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据，其中：

变电站蓄电池组亏电损耗数据为蓄电池组放置时蓄电池组的电量损耗量与放置时间之比；

变电站蓄电池组温度数据通过设置在蓄电池组的温度传感器获得，为变电站蓄电池组运行时温度数据；

变电站蓄电池组运行损耗数据为变电站蓄电池组负载端电能与变电站蓄电池组充电端电能之比；

变电站蓄电池组负载端电能的获取过程为：

在变电站蓄电池组负载端设置电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集变电站蓄电池组负载端的输入电流，通过电压传感器采集变电站蓄电池组负载端的输入电压，将输入电流与输入电压进行乘积并对充电时间进行积分，获得变电站蓄电池组负载端电能；

变电站蓄电池组充电端电能的获取过程为：

在变电站蓄电池组充电端设置电流传感器和电压传感器，通过电流传感器采集变电站蓄电池组充电端的输出电流，通过电压传感器采集变电站蓄电池组充电端的输出电压，将输出电流与输出电压进行乘积并对充电时间进行积分，获得变电站蓄电池组充电端电能；

将变电站蓄电池组亏电损耗数据标记为Ei；

将变电站蓄电池组温度数据标记为Wi；

将变电站蓄电池组运行损耗数据标记为Si；

对变电站蓄电池组亏电损耗数据Ei、变电站蓄电池组温度数据Wi及变电站蓄电池组运行损耗数据Si进行量化处理，取其数值代入公式计算，即通过公式计算得到变电站蓄电池组状态评估值XU，其中，Bi为变电站蓄电池组的异常系数，a1、a2、a3均为预设比例系数，且a1、a2、a3均大于0；

预设的变电站蓄电池组状态评估值阈值的极限值为XU1和XU2，其中，XU1<XU2；

变电站蓄电池组状态评估值阈值的极限值为XU1和XU2是一个经验值，根据经验得到；

实际在得到过程中，对很多组变电站蓄电池组亏电损耗数据Ei、变电站蓄电池组温度数据Wi及变电站蓄电池组运行损耗数据Si进行处理得到很多组变电站蓄电池组状态评估值XU，工作人员根据这么多组变电站蓄电池组状态评估值XU对变电站蓄电池组所对应的运行态等级进行识别，从而得到一个变电站蓄电池组状态评估值与变电站蓄电池组状态评估值运行态等级的对应关系，进而根据变电站蓄电池组状态评估值运行态等级对变电站蓄电池组状态评估值阈值进行推导划分，从而得到变电站蓄电池组状态评估值阈值的极限值为XU1和XU2，通过对变电站蓄电池组状态评估值阈值的极限值的比较，即完成对变电站蓄电池组所对应的运行态等级进行识别；

当XU<XU1时，则表示变电站蓄电池组运行态三级异常，变电站蓄电池组轻微损坏，能够满足正常使用，得到三级预警评估信号；

当XU1≤XU<XU2时，则表示变电站蓄电池组运行态二级异常，变电站蓄电池组明显损坏，需要及时修复；得到二级预警评估信号；

当XU≥XU2时，则表示变电站蓄电池组运行态一级异常，变电站蓄电池组损坏严重，需要更换或修理，得到一级预警评估信号；

云管控平台根据得到的变电站蓄电池组的各级预警评估信号，实现对变电站蓄电池组的各级预警评估信号进行显示预警；

云管控平台接收到三级预警评估信号时，云管控平台显示“黄色警报”，云管控平台将黄色警报发送至管理人员智能终端；

云管控平台接收到二级预警评估信号时，云管控平台显示“橙色警报”，云管控平台将橙色警报发送至管理人员智能终端，同时生成停止充电指令，基于该停止充电指令云管控平台控制充电设备断电；

云管控平台接收到一级预警评估信号时，云管控平台显示“红色警报”，云管控平台将红色警报发送至管理人员智能终端，同时生成断电指令，基于该断电指令云管控平台控制充电设备和负载端均断电。

在第二待验证状态下：

在变电站蓄电池组每次充电过程中，对单体蓄电池每次的浮充电压进行获取；

获取单体蓄电池在充电过程中电压标准值，电压标准值为单体蓄电池在充电过程中的理想电压值；

建立X-Y二维平面坐标系，将变电站蓄电池组充电次数记为X轴，将单体蓄电池每次充电的浮充电压记为Y轴，以单体蓄电池在充电过程中电压标准值在坐标系内建立一条平行于X轴的标准线；

对每个单体蓄电池在X-Y二维平面坐标系内进行构建，具体的：

在X轴上对变电站蓄电池组充电次数进行标记，获取变电站蓄电池组每次充电单体蓄电池所对应的浮充电压，将浮充电压作为Y轴坐标点在坐标系内进行描点；

从而得到周期内变电站蓄电池组充电过程中，单体蓄电池浮充电压所对应的点状图，按照变电站蓄电池组充电次数的时间顺序，将单体蓄电池浮充电压所对应的点状图从左到右用平滑曲线连接，得到单体蓄电池浮充电压周期状态图；

其中，周期按变电站蓄电池组充电次数算，每个周期内变电站蓄电池组充电次数不低于5次；

在一个具体的实施例中，获取周期内单体蓄电池每次充电过程中的浮充电压，按照方差计算公式得到该单体蓄电池周期内的浮充电压方差值；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值≤单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程平稳，得到该单体蓄电池运行正常信号；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值＞单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程波动大，得到该单体蓄电池运行效验信号；

其中，单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值根据工作人员经验预设的一个值；

基于单体蓄电池运行效验信号，将单体蓄电池浮充电压周期状态图的两端点位置垂直于标准线作辅助线，使单体蓄电池浮充电压周期状态图形成一个封闭状态下的浮充电压周期状态图像；

获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线上方的图像面积，将标准线上方的图像面积记为正图像面积，得到正图像面积值；

获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线下方的图像面积，将标准线下方的图像面积记为负图像面积，得到负图像面积值；

将封闭状态下浮充电压周期状态图像中的正图像面积值与负图像面积值进行求和，得到单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值；

若单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值等于零，则该单体蓄电池周期内浮充电压整体与电压标准值一致；

若单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值大于零，则该单体蓄电池周期内浮充电压整体高于电压标准值；

若单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值小于零，则该单体蓄电池周期内浮充电压整体小于电压标准值；

将得到的单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值记为初始趋势面积值，以该初始趋势面积值为起点获取该单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值；

若多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈非线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于动态平衡状态；

若多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于非动态平衡状态；

且当多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动且持续增大时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于增大；

且当多个连续周期内的单体蓄电池的趋势面积值呈线性波动且持续增小时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于减小；

单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于增大或趋于减小时，均得到该单体蓄电池运行警示信号；

其中，多个连续周期不少于五个连续周期；

云管控平台根据得到的单体蓄电池运行警示信号，对该单体蓄电池的使用状态进行监控监测，以确保变电站蓄电池组运行状态正常；

其中，对单体蓄电池的使用状态进行监控监测包括但不限于定期检查。

在一个具体的实施例中，云管控平台能够设置一个单体蓄电池趋势面积值阈值；

通过对呈线性波动单体蓄电池的趋势面积值到达单体蓄电池趋势面积值阈值的时间进行预测，从而实现对单体蓄电池剩余有效使用时长进行监测，在单体蓄电池故障时以实现及时有效的更换，进一步保证电站蓄电池组的正常使用。

实施例2

请参阅图2所示，本发明为一种变电站蓄电池组状态评估系统，包括：浮充电压采集模块、单体分析模块、第一状态验证模块、第二状态验证模块和云管控平台；

浮充电压采集模块用于采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池在充电过程中的浮充电压发送至云管控平台；

单体分析模块接收云管控平台传送的单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

第一状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

第二状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别。

本发明的核心点之一：在于采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长的单体蓄电池记为目标单体蓄电池，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，在第一待验证状态下，获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比和变电站蓄电池组的异常目标个数比，进而得到变电站蓄电池组的异常系数，基于变电站蓄电池组的异常系数的大小，完成对变电站蓄电池组异常状态的识别，即变电站蓄电池组的异常系数越大，则变电站蓄电池组异常状态越严重，即变电站蓄电池组的异常系数越小，则变电站蓄电池组异常状态越轻微；

本发明的核心点之一：在于在变电站蓄电池组的异常状态下，结合变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据，得到变电站蓄电池组状态评估值，基于变电站蓄电池组状态评估值对变电站蓄电池组的评估等级进行识别，并基于不同等级的评估信号进行预警和变电站蓄电池组充电设备和负载端进行处理，使变电站蓄电池组运行更加安全，故障能够得到及时有效处理；

本发明的核心点之一：在于采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长的单体蓄电池记为目标单体蓄电池，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，在第二待验证状态下，对单体蓄电池周期内的浮充电压方差进行识别得到该单体蓄电池运行效验信号，基于单体蓄电池运行效验信号，获取单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值，以该趋势面积值为起点获取该单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值完成对单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋势进行识别，形成对单体蓄电池在使用过程中的形成一个预警评估作用，实现对单体蓄电池剩余有效使用时长进行监测，在单体蓄电池故障时以实现及时有效的更换，进一步保证电站蓄电池组的正常使用。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种变电站蓄电池组状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压；

步骤二：获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

步骤三：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

步骤四：变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别；

步骤三中，在第一待验证状态下：

将单体蓄电池浮充电压超出额定电压的时长且超过预设时长的时段记为异常时段；

将单体蓄电池浮充电压位于额定电压范围内的时段记为正常时段；

获取变电站蓄电池组充电过程中，目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长；

将单个目标单体蓄电池异常时段的时长进行求和，得到单个目标单体蓄电池总异常时长，将单个目标单体蓄电池总异常时长与单个目标单体蓄电池充电总时长进行比值，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比；

对每个目标单体蓄电池充电异常时长比进行求和取均值，得到变电站蓄电池组的充电异常时长比；

获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数，将目标单体蓄电池的个数之和与变电站蓄电池组中所有单体蓄电池个数进行比值，得到变电站蓄电池组的异常目标个数比；

通过对变电站蓄电池组的充电异常时长比与变电站蓄电池组的异常目标个数比进行处理，得到变电站蓄电池组的异常系数；

基于变电站蓄电池组的异常系数，获取变电站蓄电池组运行时的动态数据；

动态数据包括变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据；

通过对变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据及变电站蓄电池组运行损耗数据进行处理得到变电站蓄电池组状态评估值；

将变电站蓄电池组亏电损耗数据标记为Ei；

将变电站蓄电池组温度数据标记为Wi；

将变电站蓄电池组运行损耗数据标记为Si；

对变电站蓄电池组亏电损耗数据Ei、变电站蓄电池组温度数据Wi及变电站蓄电池组运行损耗数据Si进行量化处理，取其数值代入公式计算，即通过公式计算得到变电站蓄电池组状态评估值XU，其中，Bi为变电站蓄电池组的异常系数，a1、a2、a3均为预设比例系数，且a1、a2、a3均大于0；

基于变电站蓄电池组状态评估值对变电站蓄电池组运行态异常等级进行识别和预警。

2.根据权利要求1所述的一种变电站蓄电池组状态评估方法，其特征在于，步骤四中，在第二待验证状态下：

获取周期内单体蓄电池每次充电过程中的浮充电压，按照方差计算公式得到该单体蓄电池周期内的浮充电压方差值；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值≤单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程平稳，得到该单体蓄电池运行正常信号；

若单体蓄电池周期内的浮充电压方差值＞单体蓄电池周期内的浮充电压方差值的阈值，则表示单体蓄电池在周期内充电过程波动大，得到该单体蓄电池运行效验信号。

3.根据权利要求2所述的一种变电站蓄电池组状态评估方法，其特征在于，基于单体蓄电池运行效验信号，建立X-Y二维平面坐标系，将变电站蓄电池组充电次数记为X轴，将单体蓄电池每次充电的浮充电压记为Y轴，以单体蓄电池在充电过程中电压标准值在坐标系内建立一条平行于X轴的标准线；

在X轴上对变电站蓄电池组周期内的充电次数进行标记，获取变电站蓄电池组每次充电单体蓄电池所对应的浮充电压，将浮充电压作为Y轴坐标点在坐标系内进行描点；

得到单体蓄电池浮充电压所对应的点状图，将单体蓄电池浮充电压所对应的点状图从左到右用平滑曲线连接，得到单体蓄电池浮充电压周期状态图，将单体蓄电池浮充电压周期状态图的两端点位置垂直于标准线作辅助线，使单体蓄电池浮充电压周期状态图形成一个封闭状态下的浮充电压周期状态图像。

4.根据权利要求3所述的一种变电站蓄电池组状态评估方法，其特征在于，获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线上方的图像面积，将标准线上方的图像面积记为正图像面积，得到正图像面积值；

获取封闭状态下浮充电压周期状态图像中位于标准线下方的图像面积，将标准线下方的图像面积记为负图像面积，得到负图像面积值；

将封闭状态下浮充电压周期状态图像中的正图像面积值与负图像面积值进行求和，得到单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值；

将得到的单体蓄电池周期内浮充电压的趋势面积值记为初始趋势面积值，以该初始趋势面积值为起点获取该单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值。

5.根据权利要求4所述的一种变电站蓄电池组状态评估方法，其特征在于，若单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值呈非线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于动态平衡状态；

若单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值呈线性波动时，则表示该单体蓄电池在多个连续周期内单体蓄电池浮充电压处于非动态平衡状态；

且当单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值呈线性波动且持续增大时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于增大；

且当单体蓄电池多个连续周期内的浮充电压的趋势面积值呈线性波动且持续增小时，则表示该单体蓄电池浮充电压在使用时间内整体趋于减小。

6.一种变电站蓄电池组状态评估系统，其特征在于，包括：浮充电压采集模块、单体分析模块、第一状态验证模块、第二状态验证模块和云管控平台；

浮充电压采集模块用于采集变电站蓄电池组内每个单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，将单体蓄电池在充电过程中的浮充电压发送至云管控平台；

单体分析模块接收云管控平台传送的单体蓄电池在充电过程中的浮充电压，获取单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长，若单体蓄电池浮充电压大于额定电压的时长超过预设时长时，将该单体蓄电池记为目标单体蓄电池；

第一状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数大于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第一待验证状态，基于第一待验证状态对变电站蓄电池组的评估等级进行识别；

第二状态验证模块在变电站蓄电池组单次充电过程中，若目标单体蓄电池个数等于零时，将变电站蓄电池组的状态标记为第二待验证状态，基于第二待验证状态对单体蓄电池的使用状态进行监测，完成对单体蓄电池浮充电压变化趋势的识别；

在第一待验证状态下：

将单体蓄电池浮充电压超出额定电压的时长且超过预设时长的时段记为异常时段；

将单体蓄电池浮充电压位于额定电压范围内的时段记为正常时段；

获取变电站蓄电池组充电过程中，目标单体蓄电池的个数、每个目标单体蓄电池异常时段的次数及每次异常时段的时长；

将单个目标单体蓄电池异常时段的时长进行求和，得到单个目标单体蓄电池总异常时长，将单个目标单体蓄电池总异常时长与单个目标单体蓄电池充电总时长进行比值，得到单个目标单体蓄电池充电异常时长比；

对每个目标单体蓄电池充电异常时长比进行求和取均值，得到变电站蓄电池组的充电异常时长比；

获取变电站蓄电池组充电过程中目标单体蓄电池的个数，将目标单体蓄电池的个数之和与变电站蓄电池组中所有单体蓄电池个数进行比值，得到变电站蓄电池组的异常目标个数比；

通过对变电站蓄电池组的充电异常时长比与变电站蓄电池组的异常目标个数比进行处理，得到变电站蓄电池组的异常系数；

基于变电站蓄电池组的异常系数，获取变电站蓄电池组运行时的动态数据；

动态数据包括变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据和变电站蓄电池组运行损耗数据；

通过对变电站蓄电池组亏电损耗数据、变电站蓄电池组温度数据及变电站蓄电池组运行损耗数据进行处理得到变电站蓄电池组状态评估值；

将变电站蓄电池组亏电损耗数据标记为Ei；

将变电站蓄电池组温度数据标记为Wi；

将变电站蓄电池组运行损耗数据标记为Si；

对变电站蓄电池组亏电损耗数据Ei、变电站蓄电池组温度数据Wi及变电站蓄电池组运行损耗数据Si进行量化处理，取其数值代入公式计算，即通过公式计算得到变电站蓄电池组状态评估值XU，其中，Bi为变电站蓄电池组的异常系数，a1、a2、a3均为预设比例系数，且a1、a2、a3均大于0；

基于变电站蓄电池组状态评估值对变电站蓄电池组运行态异常等级进行识别和预警。