CN117394548A - 一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能柜性能监测技术领域，具体公开一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，该系统包括Database、性能监测层级划分模块、性能监测综合分析模块以及管理执行集成云平台，本发明实现针对一体化液冷储能柜的PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级三个维度进行动态调控管理，通过分析处理能够为储能设备提供全方位和细致性的运行安全保障，尤其是考虑到一体化液冷储能柜的密闭性设计特性，通过实施最大程度的性能调节管理，能够进一步减少一体化液冷储能柜的运维故障风险，使得一体化液冷储能柜的电力协同工作得到有力的支撑基础，并且极大地保障了一体化液冷储能柜的性能输出稳定性以及可持续性。
Description
技术领域
本发明涉及储能柜性能监测技术领域，具体而言，涉及一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统。
背景技术
由于新型发电站的电力输出具备波动性，因此工商业储能产品需要在系统电压、容量等上具备灵活配置的能力，现如今的储能产品正在朝着模块化、轻量化的方向进一步优化和完善发展，而一体化液冷储能柜采取冷却液进行散热，具有电池能量密度大、防护等级更强等优势，逐步受到了推崇应用，在此情景下，如何针对一体化液冷储能柜进行科学合理的性能监测以及调控成为了必要解决的问题。
现有技术如公开号为CN115202239A申请公开的一种储能站辅助设备监控系统，包括辅助设备监测模块、环境感知模块、通信模块、综合控制模块以及三维可视化展示模块，辅助设备监测模块被配置为实时监测储能站辅助设备的状态信息，环境感知模块被配置为实时监测储能站的环境信息，通信模块被配置为传递所述储能站辅助设备的状态信息和储能站的环境信息，综合控制模块被配置为接收并处理所述状态信息和环境信息，发出控制指令，三维可视化展示模块被配置为根据控制指令建立储能站与辅助设备的三维模型，构建以信息化、自动化、互动化为特征的新型储能站辅助设备监控及环境感知系统，实现数据分类存储分析、智能联动功能、以三维可视化的方式进行全景展现。
针对上述方案，本发明认为，通过利用多种监控传输设备针对储能系统进行监控，而欠缺实质性和及时性的性能针对调控，无法为储能设备提供全方位和细致性的运行安全保障，尤其是针对一体化液冷储能柜来说，受密闭性的设计影响，没有及时实施最大程度的性能调节管理，则会进一步增加一体化液冷储能柜的运维故障风险，致使一体化液冷储能柜无法进行稳定可靠的电力协同工作。
发明内容
为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，包括：Database，用于存储户外一体化液冷储能柜的性能校验参数。
性能监测层级划分模块，用于划分户外一体化液冷储能柜的性能监测层级，由此统计PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级。
性能监测综合分析模块，用于对户外一体化液冷储能柜进行性能监测，其中性能监测综合分析模块包括PCS层级监测单元、BMS层级监测单元以及网关通讯层级监测单元。
管理执行集成云平台，用于分别对户外一体化液冷储能柜的PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级进行动态调控管理。
作为一种优选技术方案，所述性能校验参数，具体包括直流链路额定流通电流及额定流通电压、各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差、电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率，包括单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线、各信道传递介质所属通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，还包括各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值。
作为一种优选技术方案，所述PCS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的PCS层级进行监测，具体过程包括：统计PCS层级的电气流通链路，包括各直流链路以及各交流链路。
监测统计PCS层级的各直流链路的流通电流和流通电压/>，a为各直流链路的编号，/>，d为直流链路数目。
初步计算PCS层级的直流链路所属均衡度，执行式为：
。
上式中，、/>分别为直流链路额定流通电流及额定流通电压，/>、/>分别为设定的直流链路的流通电流和流通电压对应的权值。
监测统计PCS层级的各交流链路的流通电流和流通电压/>，c为各交流链路的编号，/>，f为交流链路数目。
通过数值组合处理，提取PCS层级的各组合交流链路的流通电流差和流通电压差/>，b为各组合交流链路的编号，/>，h为组合交流链路数目。
分析PCS层级的交流链路所属均衡度，执行式为：/>，其中：
。
上式中，、/>为设定的交流链路和组合交流链路所属均衡修正因子，e为自然常数，/>、/>为设定的交流链路的许可偏离流通电流和许可偏离流通电压，/>、/>分别为各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差，/>、/>分别为设定的组合交流链路所属单位流通电流差和单位流通电压差对应的均衡减损因子。
通过数据整合处理得到PCS层级的综合运维态势表征值。
作为一种优选技术方案，所述PCS层级的综合运维态势表征值，具体处理过程包括：由计算表达式/>处理得到PCS层级的电气流通链路所属均衡度，/>、/>分别为设定的直流链路以及交流链路对应的均衡权重系数。
根据设定的电气流通链路所属参照拟定均衡度，若/>，则统计PCS层级的保护执行响应间隔时长/>，由此分析PCS层级的综合运维态势表征值/>，约束式为：。
式中，、/>分别为设定的PCS层级的保护执行单位响应间隔时长的运维态势影响因子以及电气流通链路所属均衡度对应单位数值的态势表征因子。
作为一种优选技术方案，所述BMS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的BMS层级进行监测，具体过程包括：统计BMS层级连接的电池簇，并从中统计各汇聚电池模组的各单体电池。
获取各汇聚电池模组的额定容量、各次蓄电量/>及蓄电时长/>、各次放电量及放电时长/>，其中，g为各汇聚电池模组编号，/>，i为电池模组数，j为各次蓄电编号，/>，s为蓄电总次数，k为各次放电编号，/>，o为放电总次数。
初步计算BMS层级连接的电池簇所属运维第一稳定度，约束式为：
，其中：/>。
式中，、/>分别为设定的蓄电量和放电量对应的修正因子，/>、/>为电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率。
采集各汇聚电池模组的各单体电池在各次蓄电以及各次放电的电压浮动曲线、电流浮动曲线以及电阻浮动曲线，由此通过曲线拟合算法，整合构建各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线以及放电电气特性曲线，根据单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线，由此比对得到各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线的总偏离长度以及放电电气特性曲线的总偏离长度/>，m为各单体电池的编号，/>，u为单体电池数。
计算BMS层级连接的电池簇所属运维第二稳定度，约束式为：
。
式中，、/>分别为设定的蓄电电气特性曲线单位偏离长度以及放电电气特性曲线单位偏离长度对应的运维稳定评估干扰因子。
综合分析BMS层级的综合运维态势表征值。
作为一种优选技术方案，所述BMS层级的综合运维态势表征值的约束式为：
，其中，/>、/>分别为设定的电池簇所属运维第一、第二稳定度对应的权重占比系数。
作为一种优选技术方案，所述网关通讯层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的网关通讯层级进行监测，具体过程包括：获取网关通讯层级的各通信网关接口及其信道传递介质，并识别提取各通信网关接口的数据传输误码率、数据传输速率/>以及时域频谱、相位频谱，由此分别统计各通信网关接口的时域最高振幅/>和最低振幅/>以及各频率分量的相位角度值/>，n为各通信网关接口编号，/>，r为通信网关接口数，p为各频率分量编号，/>，/>为频率分量的数目。
计算各通信网关接口的数据传输第一均衡值，表达式为：
。
式中，、/>为各通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，/>为设定的数据传输单位偏离速率对应的均衡减损因子，/>为设定数据传输第一均衡补偿因子。
分析各通信网关接口的数据传输第二均衡值，约束式为：
。
式中，为设定数据传输第二均衡补偿因子，/>为各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值，/>、/>为设定的通信网关接口的时域许可振幅差以及增设修正时域振幅。
依据表达式：分析各通信网关接口的综合运维态势表征值/>，/>、/>分别为设定的数据传输第一和第二均衡值对应的权重因子。
作为一种优选技术方案，所述PCS层级，具体动态调控管理过程为：根据PCS层级的综合运维态势表征值，与设定的PCS层级在各综合运维态势表征值范围对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行校验，由此得到PCS层级对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行动态调控。
作为一种优选技术方案，所述BMS层级，具体动态调控管理过程为：根据BMS层级的综合运维态势表征值，进而比对得到BMS层级的电芯参照安全运维温度以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度/>。
（1），监测提取各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液流速以及在各温度监测点的电芯温度/>，分析各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液目标执行流速/>进行动态调控，/>的约束式为：/>。
式中，E为各温度监测点的编号，，/>为温度监测点数，/>为设定的电芯温度单位偏离值对应的冷却液参照调节流速。
（2）监测提取BMS层级连接的电池簇隶属簇内环境温度以及簇内水冷机主体出水管的当前预置流量/>，分析BMS层级连接的簇内水冷机主体出水管的目标调控执行流量进行动态调控，/>的约束式为：/>。
式中，为设定的电池簇隶属簇内环境温度单位偏离值对应的水冷机参照调节出水流量。
作为一种优选技术方案，所述网关通讯层级，具体动态调控管理过程为：根据各通信网关接口的综合运维态势表征值，并与设定的通信网关接口的综合运维态势表征界限值/>进行比对，当/>时，则筛分异常通讯网关接口进行通讯告警管控处理。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过提供一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，实现针对PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级三个维度进行动态调控管理，有力弥补了现有技术因欠缺实质性和及时性的性能针对调控而导致存在的局限与不足，通过分析处理能够为储能设备提供全方位和细致性的运行安全保障，尤其是考虑到一体化液冷储能柜的密闭性设计特性，通过实施最大程度的性能调节管理，能够进一步减少一体化液冷储能柜的运维故障风险，使得一体化液冷储能柜能够进行稳定可靠的电力协同工作。
（2）本发明通过分析PCS层级的综合运维态势表征值，并分别针对PCS层级对应输出交流电压的幅值以及相位进行动态调控，能够减少一体化液冷储能柜的PCS层级在使用过程中出现的谐波以及不稳定性，有利于优化PCS层级的负载以及传输，避免过度的电能使用消耗而给PCS层级造成寿命减损影响，提高了PCS层级在实际应用过程中的调节灵活性和适应性。
（3）本发明通过根据分析得到的BMS层级的综合运维态势表征值，由此进行电池模组的液冷板所属冷却液执行流速以及簇内水冷机主体出水管执行流量的自主化调节管控，充分维护了BMS层级的电池模组以及单体电池的性能，能够确保BMS层级的电池簇内运行温度处于合规的范围内，从而进一步提升了电池模组的能量密度以及充放电能力，避免高温或低温对单体电池造成的损害，减少热失控等安全风险，间接维护了BMS层级中电池模组以及单体电池的使用可持续性。
（4）本发明还通过设置网关通讯层级监测单元，针对各通信网关接口进行了数值处理和分析，考虑到网关通讯作为监测数据传输的重要载体，通过实施网关通讯的针对性数据监测以及处理，能够最大化的反馈一体化液冷储能柜内部的潜在运行风险，避免在出现实际的运行故障时，由于网关通讯层级的性能局限而导致发生的数据传输不及时现象，有利于及时的采取通讯管理举措，由此进一步保障了一体化液冷储能柜运行稳态性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的系统模块连接示意图。
图2为本发明的性能监测综合分析模块的单元示意图
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。
参照图1所示，本发明提供一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，包括Database、性能监测层级划分模块、性能监测综合分析模块以及管理执行集成云平台。
本发明在具体的实施例中，通过提供一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，实现针对PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级三个维度进行动态调控管理，有力弥补了现有技术因欠缺实质性和及时性的性能针对调控而导致存在的局限与不足，通过分析处理能够为储能设备提供全方位和细致性的运行安全保障，尤其是考虑到一体化液冷储能柜的密闭性设计特性，通过实施最大程度的性能调节管理，能够进一步减少一体化液冷储能柜的运维故障风险，使得一体化液冷储能柜能够进行稳定可靠的电力协同工作。
所述Database，用于存储户外一体化液冷储能柜的性能校验参数。
具体地，所述性能校验参数，具体包括直流链路额定流通电流及额定流通电压、各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差、电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率，包括单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线、各信道传递介质所属通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，还包括各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值。
所述性能监测层级划分模块，用于划分户外一体化液冷储能柜的性能监测层级，由此统计PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级。
应阐述的是，上述PCS层级、BMS层级分别指代的是储能变流器、电池管理系统，其中（1）：PCS用于实现交流电与直流电之间的变换，支持并网运行模式和离网运行模式，即按照设定的条件可以脱离主网，分为主动离网和被动离网两种切换模式，被动离网切换时间不超过20ms，在电网恢复供电时，具备平滑切换并网模式运行，整个过程负荷不受影响。
（2）BMS拥有电池模拟量高精度监测及上报功能、电池系统运行报警、报警本地显示及上报功能、电池系统保护功能、自诊断功能、均衡功能、数据存储上报功能等，可以针对电池簇进行实时电压检测、充放电电流检测、单体电池端电压检测以及电池模组的多点温度检测等，同时具备过压告警、欠压告警、过流告警、高温告警以及低温告警等告警功能，同时若电池系统出现电压、电流、温度等出现超过安全保护门限的情况时，将进行故障隔离，将问题电池模组退出运行，同时上报保护信息，并进行告警显示。
所述性能监测综合分析模块，用于对户外一体化液冷储能柜进行性能监测
参照图2所示，性能监测综合分析模块包括PCS层级监测单元、BMS层级监测单元以及网关通讯层级监测单元。
具体地，所述PCS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的PCS层级进行监测，具体过程包括：统计PCS层级的电气流通链路，包括各直流链路以及各交流链路。
在实施例中，上述PCS层级的电气流通链路，包括各直流链路以及各交流链路，电池模组的直流电通过PCS将直流电转换成三相交流电，也可以通过PCS将交流电转换成直流电，实现储能电池和电网之间的能量双向流动。
监测统计PCS层级的各直流链路的流通电流和流通电压/>，a为各直流链路的编号，/>，d为直流链路数目。
初步计算PCS层级的直流链路所属均衡度，执行式为：
。
上式中，、/>分别为直流链路额定流通电流及额定流通电压，/>、/>分别为设定的直流链路的流通电流和流通电压对应的权值。
监测统计PCS层级的各交流链路的流通电流和流通电压/>，c为各交流链路的编号，/>，f为交流链路数目。
通过数值组合处理，提取PCS层级的各组合交流链路的流通电流差和流通电压差/>，b为各组合交流链路的编号，/>，h为组合交流链路数目。
进一步需要理解的是，上述PCS层级的各组合交流链路，具体指代的是，将PCS层级的各交流链路进行两两组合处理，即单个组合交流链路覆盖两个交流链路，通过组合处理，有利于进一步分析出PCS层级的运维稳态性，揭示出PCS层级的电力传输链路可能存在的潜在电气局限，进而提高了数据分析处理的精准性以及灵活性。
分析PCS层级的交流链路所属均衡度，执行式为：/>，其中：
。
上式中，、/>为设定的交流链路和组合交流链路所属均衡修正因子，e为自然常数，/>、/>为设定的交流链路的许可偏离流通电流和许可偏离流通电压，/>、/>分别为各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差，/>、/>分别为设定的组合交流链路所属单位流通电流差和单位流通电压差对应的均衡减损因子。
通过数据整合处理得到PCS层级的综合运维态势表征值。
进一步地，所述PCS层级的综合运维态势表征值，具体处理过程包括：由计算表达式/>处理得到PCS层级的电气流通链路所属均衡度/>，/>、/>分别为设定的直流链路以及交流链路对应的均衡权重系数。
根据设定的电气流通链路所属参照拟定均衡度，若/>，则统计PCS层级的保护执行响应间隔时长/>，由此分析PCS层级的综合运维态势表征值/>，约束式为：。
式中，、/>分别为设定的PCS层级的保护执行单位响应间隔时长的运维态势影响因子以及电气流通链路所属均衡度对应单位数值的态势表征因子。
具体地，所述BMS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的BMS层级进行监测，具体过程包括：统计BMS层级连接的电池簇，并从中统计各汇聚电池模组的各单体电池。
获取各汇聚电池模组的额定容量、各次蓄电量/>及蓄电时长/>、各次放电量及放电时长/>，其中，g为各汇聚电池模组编号，/>，i为电池模组数，j为各次蓄电编号，/>，s为蓄电总次数，k为各次放电编号，/>，o为放电总次数。
初步计算BMS层级连接的电池簇所属运维第一稳定度，约束式为：
，其中：/>。
式中，、/>分别为设定的蓄电量和放电量对应的修正因子，/>、/>为电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率。
采集各汇聚电池模组的各单体电池在各次蓄电以及各次放电的电压浮动曲线、电流浮动曲线以及电阻浮动曲线，由此通过曲线拟合算法，整合构建各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线以及放电电气特性曲线，根据单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线，由此比对得到各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线的总偏离长度以及放电电气特性曲线的总偏离长度/>，m为各单体电池的编号，/>，u为单体电池数。
需要解释的是，上述各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线分别由各次蓄电的电压浮动曲线、电流浮动曲线以及电阻浮动曲线进行拟合构建而成，同理，各汇聚电池模组的各单体电池所属放电电气特性曲线分别由各次放电的电压浮动曲线、电流浮动曲线以及电阻浮动曲线进行拟合构建而成，并根据整合构建的各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线以及放电电气特性曲线进行数值处理分析，能够综合评估单体电池的电气特性，及时地检测出电池模组中单体电池的故障或异常情况，进一步提升电池模组的运行诊断效益以及管控及时水平。
计算BMS层级连接的电池簇所属运维第二稳定度，约束式为：
。
式中，、/>分别为设定的蓄电电气特性曲线单位偏离长度以及放电电气特性曲线单位偏离长度对应的运维稳定评估干扰因子。
综合分析BMS层级的综合运维态势表征值。
进一步地，所述BMS层级的综合运维态势表征值的约束式为：
，其中，/>、/>分别为设定的电池簇所属运维第一、第二稳定度对应的权重占比系数。
具体地，所述网关通讯层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的网关通讯层级进行监测，具体过程包括：获取网关通讯层级的各通信网关接口及其信道传递介质，并识别提取各通信网关接口的数据传输误码率、数据传输速率/>以及时域频谱、相位频谱，由此分别统计各通信网关接口的时域最高振幅/>和最低振幅/>以及各频率分量的相位角度值/>，n为各通信网关接口编号，/>，r为通信网关接口数，p为各频率分量编号，/>，/>为频率分量的数目。
在实施例中，上述信道传递介质包括但不限于无线公网、以太网、光纤等。
进一步需要理解的是，上述时域频谱、相位频谱，其中时域频谱表示通信网关传输信号在时间域中的频率分布情况，它描述了通信网关传输信号的幅度变化，即通信网关传输信号信号的能量分布，相位频谱表示通信网关传输信号信号在频域中的相位变化情况，它描述了通信网关传输信号的相对时间偏移，通过时域频谱、相位频谱的分析，有助于实现对通信网关接口的全面了解，进而及时的发现和诊断通信网关接口中的潜在性能问题。
本发明在具体的实施例中，通过设置网关通讯层级监测单元，针对各通信网关接口进行了数值处理和分析，考虑到网关通讯作为监测数据传输的重要载体，通过实施网关通讯的针对性数据监测以及处理，能够最大化的反馈一体化液冷储能柜内部的潜在运行风险，避免在出现实际的运行故障时，由于网关通讯层级的性能局限而导致发生的数据传输不及时现象，有利于及时的采取通讯管理举措，由此进一步保障了一体化液冷储能柜运行稳态性。
计算各通信网关接口的数据传输第一均衡值，表达式为：
。
式中，、/>为各通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，/>为设定的数据传输单位偏离速率对应的均衡减损因子，/>为设定数据传输第一均衡补偿因子。
分析各通信网关接口的数据传输第二均衡值，约束式为：
。
式中，为设定数据传输第二均衡补偿因子，/>为各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值，/>、/>为设定的通信网关接口的时域许可振幅差以及增设修正时域振幅。
依据表达式：分析各通信网关接口的综合运维态势表征值/>，/>、/>分别为设定的数据传输第一和第二均衡值对应的权重因子。
所述管理执行集成云平台，用于分别对户外一体化液冷储能柜的PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级进行动态调控管理。
具体地，所述PCS层级，具体动态调控管理过程为：根据PCS层级的综合运维态势表征值，与设定的PCS层级在各综合运维态势表征值范围对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行校验，由此得到PCS层级对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行动态调控。
在实施例中，上述得到PCS层级对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行动态调控，其中PCS并接至电网上，并可以通过调节输出交流电压的相位和幅值，实现与电网交换有功功率和无功功率，PCS层级通过调节输出交流电压的幅值和相位，可以实现四象限运行，从而满足不同应用场景下的功能需求。
本发明在具体实施例中，通过分析PCS层级的综合运维态势表征值，并分别针对PCS层级对应输出交流电压的幅值以及相位进行动态调控，能够减少一体化液冷储能柜的PCS层级在使用过程中出现的谐波以及不稳定性，有利于优化PCS层级的负载以及传输，避免过度的电能使用消耗而给PCS层级造成寿命减损影响，提高了PCS层级在实际应用过程中的调节灵活性和适应性。
具体地，所述BMS层级，具体动态调控管理过程为：根据BMS层级的综合运维态势表征值，进而比对得到BMS层级的电芯参照安全运维温度以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度/>。
需要补充说明的是，上述比对得到BMS层级的电芯参照安全运维温度以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度/>，具体过程为：依据BMS层级的综合运维态势表征值，并根据设定的BMS层级在各综合运维态势表征值范围的电芯参照安全运维温度以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度进行比对，得到BMS层级的电芯参照安全运维温度/>以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度/>。
（1），监测提取各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液流速以及在各温度监测点的电芯温度/>，分析各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液目标执行流速/>进行动态调控，/>的约束式为：/>。
式中，E为各温度监测点的编号，，/>为温度监测点数，/>为设定的电芯温度单位偏离值对应的冷却液参照调节流速。
在实施例中，各汇聚电池模组内部布置多个温度监测点，能够最大程度的监测各温度监测点的电芯温度情况，温度监测通过BMU实时采集电池模组内部电芯的温度，同时，液冷控温系统通过电池模组底部液冷板中的冷却液的均匀流动来给电芯降温，使电芯具备良好的工作环境和温升一致性。
（2）监测提取BMS层级连接的电池簇隶属簇内环境温度以及簇内水冷机主体出水管的当前预置流量/>，分析BMS层级连接的簇内水冷机主体出水管的目标调控执行流量进行动态调控，/>的约束式为：/>。
式中，为设定的电池簇隶属簇内环境温度单位偏离值对应的水冷机参照调节出水流量。
在实施例中，BMS层级连接的电池簇隶属簇内环境包括水冷机，水冷机分为1进1出两根主体水管，分别连接簇内各PCS变流器散热器和各pack散热器，其中PCS变流器散热器和pack散热器额定流量为5L/min，最小流量为4L/min，最大流量为6L/min，在5L/min的流量下，pack散热器的流阻是7.2kPa，PCS散热器的是23.5kPa。
本发明在具体的实施例中，通过根据分析得到的BMS层级的综合运维态势表征值，由此进行电池模组的液冷板所属冷却液执行流速以及簇内水冷机主体出水管执行流量的自主化调节管控，充分维护了BMS层级的电池模组以及单体电池的性能，能够确保BMS层级的电池簇内运行温度处于合规的范围内，从而进一步提升了电池模组的能量密度以及充放电能力，避免高温或低温对单体电池造成的损害，减少热失控等安全风险，间接维护了BMS层级中电池模组以及单体电池的使用可持续性。
具体地，所述网关通讯层级，具体动态调控管理过程为：根据各通信网关接口的综合运维态势表征值，并与设定的通信网关接口的综合运维态势表征界限值/>进行比对，当/>时，则筛分异常通讯网关接口进行通讯告警管控处理。
需要解释的是，上述筛分异常通讯网关接口进行通讯告警管控处理，具体过程为：根据各通信网关接口的综合运维态势表征值，并与设定的通信网关接口的综合运维态势表征界限值/>进行比对，若某通信网关接口的综合运维态势表征值低于通信网关接口的综合运维态势表征界限值，则将该通信网关接口定义为异常通讯网关接口进行通讯告警管控处理。
在实施例中，本发明具备远程检测功能，涵盖统一的集成云平台和APP，可以进行远程监测运维操作，实现实时监测储能数据，并可以展示储能柜中的变流器、电池的状态量和报警等信息，支持各种数值量、状态量、列表、棒图、仪表图、饼图、曲线等数据模式的刷新。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于，包括：
Database，用于存储户外一体化液冷储能柜的性能校验参数；
性能监测层级划分模块，用于划分户外一体化液冷储能柜的性能监测层级，由此统计PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级；
性能监测综合分析模块，用于对户外一体化液冷储能柜进行性能监测，其中性能监测综合分析模块包括PCS层级监测单元、BMS层级监测单元以及网关通讯层级监测单元；
管理执行集成云平台，用于分别对户外一体化液冷储能柜的PCS层级、BMS层级以及网关通讯层级进行动态调控管理。
2.根据权利要求1所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述性能校验参数，具体包括直流链路额定流通电流及额定流通电压、各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差、电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率，包括单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线、各信道传递介质所属通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，还包括各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值。
3.根据权利要求1所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述PCS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的PCS层级进行监测，具体过程包括：
统计PCS层级的电气流通链路，包括各直流链路以及各交流链路；
监测统计PCS层级的各直流链路的流通电流和流通电压/>，a为各直流链路的编号，，d为直流链路数目；
初步计算PCS层级的直流链路所属均衡度，执行式为：
；
上式中，、/>分别为直流链路额定流通电流及额定流通电压，/>、/>分别为设定的直流链路的流通电流和流通电压对应的权值；
监测统计PCS层级的各交流链路的流通电流和流通电压/>，c为各交流链路的编号，，f为交流链路数目；
通过数值组合处理，提取PCS层级的各组合交流链路的流通电流差和流通电压差/>，b为各组合交流链路的编号，/>，h为组合交流链路数目；
分析PCS层级的交流链路所属均衡度，执行式为：/>，其中：
；
上式中，、/>为设定的交流链路和组合交流链路所属均衡修正因子，e为自然常数，、/>为设定的交流链路的许可偏离流通电流和许可偏离流通电压，/>、/>分别为各组合交流链路的界定流通电流差和界定流通电压差，/>、/>分别为设定的组合交流链路所属单位流通电流差和单位流通电压差对应的均衡减损因子；
通过数据整合处理得到PCS层级的综合运维态势表征值。
4.根据权利要求3所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述PCS层级的综合运维态势表征值，具体处理过程包括：
由计算表达式处理得到PCS层级的电气流通链路所属均衡度/>，/>、/>分别为设定的直流链路以及交流链路对应的均衡权重系数；
根据设定的电气流通链路所属参照拟定均衡度，若/>，则统计PCS层级的保护执行响应间隔时长/>，由此分析PCS层级的综合运维态势表征值/>，约束式为：
；
式中，、/>分别为设定的PCS层级的保护执行单位响应间隔时长的运维态势影响因子以及电气流通链路所属均衡度对应单位数值的态势表征因子。
5.根据权利要求1所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述BMS层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的BMS层级进行监测，具体过程包括：
统计BMS层级连接的电池簇，并从中统计各汇聚电池模组的各单体电池；
获取各汇聚电池模组的额定容量、各次蓄电量/>及蓄电时长/>、各次放电量/>及放电时长/>，其中，g为各汇聚电池模组编号，/>，i为电池模组数，j为各次蓄电编号，/>，s为蓄电总次数，k为各次放电编号，/>，o为放电总次数；
初步计算BMS层级连接的电池簇所属运维第一稳定度，约束式为：/>，其中：
；
式中，、/>分别为设定的蓄电量和放电量对应的修正因子，/>、/>为电池模组的稳态蓄电速率以及稳态放电速率；
采集各汇聚电池模组的各单体电池在各次蓄电以及各次放电的电压浮动曲线、电流浮动曲线以及电阻浮动曲线，由此通过曲线拟合算法，整合构建各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线以及放电电气特性曲线，根据单体电池所属蓄电电气参照理论特性曲线以及放电电气参照理论特性曲线，由此比对得到各汇聚电池模组的各单体电池所属蓄电电气特性曲线的总偏离长度以及放电电气特性曲线的总偏离长度/>，m为各单体电池的编号，/>，u为单体电池数；
计算BMS层级连接的电池簇所属运维第二稳定度，约束式为：
；
式中，、/>分别为设定的蓄电电气特性曲线单位偏离长度以及放电电气特性曲线单位偏离长度对应的运维稳定评估干扰因子；
综合分析BMS层级的综合运维态势表征值。
6.根据权利要求5所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述BMS层级的综合运维态势表征值的约束式为：
，其中，/>、/>分别为设定的电池簇所属运维第一、第二稳定度对应的权重占比系数。
7.根据权利要求1所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述网关通讯层级监测单元，用于对户外一体化液冷储能柜的网关通讯层级进行监测，具体过程包括：
获取网关通讯层级的各通信网关接口及其信道传递介质，并识别提取各通信网关接口的数据传输误码率、数据传输速率/>以及时域频谱、相位频谱，由此分别统计各通信网关接口的时域最高振幅/>和最低振幅/>以及各频率分量的相位角度值/>，n为各通信网关接口编号，/>，r为通信网关接口数，p为各频率分量编号，/>，/>为频率分量的数目；
计算各通信网关接口的数据传输第一均衡值，表达式为：
；
式中，、/>为各通信网关接口的数据传输界定误码率以及参照数据传输速率，/>为设定的数据传输单位偏离速率对应的均衡减损因子，/>为设定数据传输第一均衡补偿因子；
分析各通信网关接口的数据传输第二均衡值，约束式为：
；
式中，为设定数据传输第二均衡补偿因子，/>为各通信网关接口在各频率分量的拟定适配相位角度值，/>、/>为设定的通信网关接口的时域许可振幅差以及增设修正时域振幅；
依据表达式：分析各通信网关接口的综合运维态势表征值，/>、/>分别为设定的数据传输第一和第二均衡值对应的权重因子。
8.根据权利要求4所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述PCS层级，具体动态调控管理过程为：
根据PCS层级的综合运维态势表征值，与设定的PCS层级在各综合运维态势表征值范围对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行校验，由此得到PCS层级对应输出交流电压的适配幅值以及适配相位进行动态调控。
9.根据权利要求6所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述BMS层级，具体动态调控管理过程为：
根据BMS层级的综合运维态势表征值，进而比对得到BMS层级的电芯参照安全运维温度以及电池簇隶属簇内环境安全运行温度/>；
（1），监测提取各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液流速以及在各温度监测点的电芯温度/>，分析各汇聚电池模组的液冷板所属冷却液目标执行流速/>进行动态调控，的约束式为：
；
式中，E为各温度监测点的编号，，/>为温度监测点数，/>为设定的电芯温度单位偏离值对应的冷却液参照调节流速；
（2）监测提取BMS层级连接的电池簇隶属簇内环境温度以及簇内水冷机主体出水管的当前预置流量/>，分析BMS层级连接的簇内水冷机主体出水管的目标调控执行流量/>进行动态调控，/>的约束式为：
；
式中，为设定的电池簇隶属簇内环境温度单位偏离值对应的水冷机参照调节出水流量。
10.根据权利要求7所述的一种高防护型户外一体化液冷储能柜性能监测调控系统，其特征在于：所述网关通讯层级，具体动态调控管理过程为：
根据各通信网关接口的综合运维态势表征值，并与设定的通信网关接口的综合运维态势表征界限值/>进行比对，当/>时，则筛分异常通讯网关接口进行通讯告警管控处理。
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| Publication number | Publication date |
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