一种应急电源状态监控方法与流程

1.本发明涉及应急电源技术领域，特别涉及一种应急电源状态监控方法。


背景技术：

2.应急电源是指在突然失去市电的情况下，为照明设备、仪器设备、家用电器以及其它重要用电设备等负载立刻提供电力的临时电力供应装置，用于确保重要用电设备如应急照明设备、电梯、消防警报设备等能够持续得到电力供应，保障人们的生命财产安全。随着电力技术越来越先进，市电供应故障或其它原因的中断情况发生频率非常低，因此对应急电源的管理和维护往往容易被人们所忽略。然而，一旦应急电源失效、损坏或者可用电量不足等情况未得到及时发现和更换，有可能会导致非常严重的后果，现有技术缺少对应急电源的有效监控手段。


技术实现要素：

3.本发明正是基于上述问题，提出了一种应急电源状态监控方法，能够实现对应急电源的健康情况进行及时有效的监控。
4.有鉴于此，本发明提出了一种应急电源状态监控方法，包括：
5.配置应急电源的离线监控周期和放电监控周期，所述离线监控周期小于所述放电监控周期；
6.对所述应急电源执行初始化操作；
7.在所述应急电源为离线状态下，以所述离线监控周期为采样周期，获取所述应急电源的离线电压值；
8.根据所述应急电源的离线电压值确定所述应急电源在离线状态期间的掉电电量；
9.当所述应急电源的离线状态时间大于或等于所述放电监控周期，将所述应急电源接入负载，断开所述负载的市电电源，以使所述应急电源进入放电状态；
10.当所述应急电源的剩余电量小于或等于预设的第一阈值时，将所述负载接入市电电源，断开所述应急电源与所述负载的连接，以使所述应急电源进入离线状态；
11.对所述应急电源进行充电直至所述应急电源为满电状态；
12.获取所述应急电源充满电后的实际容量；
13.当所述应急电源的健康度小于或等于预设的第二阈值时发出监控预警信息，所述应急电源的健康度为所述应急电源的实际容量相比于所述应急电源的额定容量的百分比值。
14.进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，对所述应急电源执行初始化操作的步骤具体包括：
15.对所述应急电源进行充电直至所述应急电源为满电状态；
16.获取所述应急电源充满电后的初始满电电压值v0；
17.对所述应急电源进行恒流深度放电；
18.获取所述应急电源的初始容量其中t＝0的时刻对应所述应急电源的电压值为初始满电电压值v0的时刻，t＝t
l
的时刻对应所述应急电源的电压值下降到预设的截至电压v
l
的时刻，i为放电电流；
19.获取所述应急电源的初始健康度其中cn为所述应急电源的额定容量。
20.进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，对所述应急电源执行初始化操作的步骤还包括：
21.配置电压采样周期；
22.在对所述应急电源进行深度放电的过程中，以所述电压采样周期对所述应急电源的电压值进行采样得到电压序列[v0，v1，v2，
…
，vn]以及对应的采样时刻序列[t0，t1，t2，
…
，tn]，其中vn＝v
l
；
[0023]
获取每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量以得到剩余电量序列[soc0，soc1，soc2，
…
，socn]；
[0024]
根据所述电压序列以及剩余电量序列拟合soc-v函数soc＝f(v)。
[0025]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，获取每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量以得到剩余电量序列的步骤具体包括：
[0026]
在对所述应急电源进行深度放电的过程中，获取每一个采样时刻对应的所述应急电源的放电电量其中i∈[1，n]；
[0027]
根据所述应急电源的初始容量c0以及所述放电电量计算每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量
[0028]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，根据所述应急电源的离线电压值确定所述应急电源在离线状态期间的掉电电量的步骤具体包括：
[0029]
根据所述soc-v函数得到所述应急电源的离线电压值v
off
对应的soc
off
＝f(v
off
)；
[0030]
计算得到所述应急电源在离线状态期间的掉电电量c
off
＝c0·
(1-soc
off
)。
[0031]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，还包括：
[0032]
计算所述应急电源在离线状态期间的平均掉电电量其中t
off
为所述应急电源的离线状态持续时间，单位为天；
[0033]
当所述平均掉电电量大于预设的第四阈值时，调整所述离线监控周期使得所述离线监控周期其中c
lim
为所述第四阈值，t
off-cycle
为调整前的离线监控周期，t
′
off-cycle
调整后的离线监控周期。
[0034]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，还包括：
[0035]
计算所述应急电源在离线状态期间的平均掉电电量其中t
off
为所述应急电源的离线状态持续时间，单位为天；
[0036]
当所述平均掉电电量大于预设的第四阈值时，调整所述放电监控周期使得所
述放电监控周期其中c
lim
为所述第四阈值。
[0037]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，在当所述应急电源的离线状态时间大于或等于所述放电监控周期，将所述应急电源接入负载，断开所述负载的市电电源，以使所述应急电源进入放电状态的步骤之后，还包括：
[0038]
获取所述应急电源的实时放电电流值i
t
；
[0039]
计算所述应急电源的实时放电电量其中t＝0的时刻对应所述应急电源的开始放电的时刻，t＝ts的时刻对应所述应急电源的剩余电量小于或等于预设的第一阈值的时刻。
[0040]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，获取所述应急电源充满电后的实际容量的步骤具体包括：
[0041]
获取所述应急电源充满电后的满电电压值vf；
[0042]
根据所述soc-v函数得到所述应急电源的满电电压值vf对应的socf＝f(vf)；
[0043]
计算得到所述应急电源充满电后的实际容量cf＝c0·
(1-socf)。
[0044]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，在获取所述应急电源充满电后的实际容量的步骤之后，还包括：
[0045]
根据所述应急电源充满电后的实际容量计算所述应急电源的健康度
[0046]
本发明提出了一种应急电源状态监控方法，在应急电源为离线状态下，以离线监控周期为采样周期，获取应急电源的离线电压值，根据应急电源的离线电压值确定应急电源在离线状态期间的掉电电量，当应急电源的离线状态时间大于或等于放电监控周期，将应急电源接入负载，断开负载的市电电源，以使应急电源进入放电状态，当应急电源放电电量与应急电源的实际容量的比值大于或等于预设的第一阈值时，将负载接入市电电源，断开应急电源与负载的连接，对应急电源进行充电直至应急电源为满电状态，获取应急电源充满电后的实际容量，当应急电源的健康度小于或等于预设的第二阈值时发出监控预警信息，能够实现对应急电源的健康情况进行及时有效的监控。
附图说明
[0047]
图1是本发明一个实施例提供的一种应急电源状态监控方法的流程图；
[0048]
图2是本发明一个实施例提供的一种应急电源状态监控方法的监控周期示意图。
具体实施方式
[0049]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0050]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0051]
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0052]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0053]
下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种应急电源状态监控方法。
[0054]
如图1所示，本发明提出了一种应急电源状态监控方法，包括：
[0055]
配置应急电源的离线监控周期和放电监控周期，所述离线监控周期小于所述放电监控周期；
[0056]
对所述应急电源执行初始化操作；
[0057]
在所述应急电源为离线状态下，以所述离线监控周期为采样周期，获取所述应急电源的离线电压值；
[0058]
根据所述应急电源的离线电压值确定所述应急电源在离线状态期间的掉电电量；
[0059]
当所述应急电源的离线状态时间大于或等于所述放电监控周期，将所述应急电源接入负载，断开所述负载的市电电源，以使所述应急电源进入放电状态；
[0060]
当所述应急电源的剩余电量小于或等于预设的第一阈值时，将所述负载接入市电电源，断开所述应急电源与所述负载的连接，以使所述应急电源进入离线状态；
[0061]
对所述应急电源进行充电直至所述应急电源为满电状态；
[0062]
获取所述应急电源充满电后的实际容量；
[0063]
当所述应急电源的健康度小于或等于预设的第二阈值时发出监控预警信息，所述应急电源的健康度为所述应急电源的实际容量相比于所述应急电源的额定容量的百分比值。
[0064]
具体的，可以以天为单位配置所述离线监控周期，在所述应急电源的电池健康状态良好的情况下，其电池自然掉电的情况并不明显，可以配置一个适当长度的离线监控周期以监控所述应急电源的自然掉电情况，例如，将所述离线监控周期配置为1天，使得应急电源监控程序每天采集一次所述应急电源的离线电压值。可以以月为单位配置所述放电监控周期，例如，在所述应急电源的电池健康状态良好的情况下，将所述放电监控周期配置为3个月，使得应急电源监控程序每3个月对所述应急电源执行一次放电操作，并在将所述应
急电源再次充满电后，获取其电池的健康度数据，以根据其电池的健康度确定是否需要提醒维护人员更换所述应急电源的电池。优选的，所述第一阈值可以配置为60％到80％之间的数值，使得所述应急电源每一个放电监控周期进行一次浅放浅充，一方面避免所述应急电源长期不使用发生故障，另一方面也避免过度充放电影响所述应急电源的电池寿命。优选的，所述第二阈值可以配置为70％到80％之间的数值，在所述应急电源的电池健康度低于所述第二阈值时，提醒维护人员更换所述应急电源的电池。
[0065]
如图2所示，在上述实施方式的技术方案中，每一个放电监控周期对所述应急电源进行一次浅度放电操作，随后将所述应急电源的电量充满并静置一断时间后，获取所述应急电源的满电电压值以得到所述应急电源电池的实际容量及其健康度数据，当所述应急电源的电池健康度不低于预设的第二阈值时进入下一个监控周期，否则发出监控提醒。
[0066]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，对所述应急电源执行初始化操作的步骤具体包括：
[0067]
对所述应急电源进行充电直至所述应急电源为满电状态；
[0068]
获取所述应急电源充满电后的初始满电电压值v0；
[0069]
对所述应急电源进行恒流深度放电；
[0070]
获取所述应急电源的初始容量其中t＝0的时刻对应所述应急电源的电压值为初始满电电压值v0的时刻，t＝t
l
的时刻对应所述应急电源的电压值下降到预设的截至电压v
l
的时刻，i为放电电流；
[0071]
获取所述应急电源的初始健康度其中cn为所述应急电源的额定容量。
[0072]
由于应急电源间的个体差异以及复杂的环境因素影响，每个应急电源的初始数据例如满电状态下的电压值、初始容量等往往会有所不同，在将应急电源首次安装后，需要对其进行一次初始化操作以获取其初始数据，同时也可以避免在不知情的情况下将电池健康度较低的应急电源投入使用。
[0073]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，对所述应急电源执行初始化操作的步骤还包括：
[0074]
配置电压采样周期；
[0075]
在对所述应急电源进行深度放电的过程中，以所述电压采样周期对所述应急电源的电压值进行采样得到电压序列[v0，v1，v2，
…
，vn]以及对应的采样时刻序列[t0，t1，t2，
…
，tn]，其中vn＝v
l
；
[0076]
获取每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量以得到剩余电量序列[soc0，soc1，soc2，
…
，socn]；
[0077]
根据所述电压序列以及剩余电量序列拟合soc-v函数soc＝f(v)。
[0078]
在本发明的另一个实施方式中，所述soc-v函数可以是预先通过同类型应急电源进行测试得到的大量数据所拟合得到的函数。
[0079]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，获取每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量以得到剩余电量序列的步骤具体包括：
[0080]
在对所述应急电源进行深度放电的过程中，获取每一个采样时刻对应的所述应急
电源的放电电量其中i∈[1，n]；
[0081]
根据所述应急电源的初始容量c0以及所述放电电量计算每一个采样时刻对应的所述应急电源的剩余电量
[0082]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，根据所述应急电源的离线电压值确定所述应急电源在离线状态期间的掉电电量的步骤具体包括：
[0083]
根据所述soc-v函数得到所述应急电源的离线电压值v
off
对应的soc
off
＝f(v
off
)；
[0084]
计算得到所述应急电源在离线状态期间的掉电电量c
off
＝c0·
(1-soc
off
)。
[0085]
在上述实施方式中，通过以所述离线监控周期为采样周期对所述应急电源的离线电压值进行采样以确定所述应急电源在离线状态下的自然掉电情况。设v
off(k)
为第k次采样得到的离线电压值，c
off(k)
为所述应急电源在离线状态期间截止至第k次采样时刻的总掉电电量，则单个采样周期的掉电电量δc
off(k)
＝c
off(k)-c
off(k-1)
，当单个采样周期的掉电电量δc
off(k)
大于预设的第三阈值时，发出监控预警信息以提醒维护人员排查所述应急电源在离线状态下的异常掉电原因。
[0086]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，还包括：
[0087]
计算所述应急电源在离线状态期间的平均掉电电量其中t
off
为所述应急电源的离线状态持续时间，单位为天；
[0088]
当所述平均掉电电量大于预设的第四阈值时，调整所述离线监控周期使得所述离线监控周期其中c
lim
为所述第四阈值，t
off-cycle
为调整前的离线监控周期，t
′
off-cycle
调整后的离线监控周期。
[0089]
在上述实施方式中，当单个采样周期的掉电电量小于预设的第三阈值，但平均每天的掉电电量大于预设的第四阈值时，对所述离线监控周期进行调整，缩短所述离线电压值的采样时间间隔，以在所述应急电源自然掉电速度较快但未超过警戒线的情况下，提高所述离线电压值的监控频率以及时发现应急电源的异常情况。
[0090]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，还包括：
[0091]
计算所述应急电源在离线状态期间的平均掉电电量其中t
off
为所述应急电源的离线状态持续时间，单位为天；
[0092]
当所述平均掉电电量大于预设的第四阈值时，调整所述放电监控周期使得所述放电监控周期其中c
lim
为所述第四阈值。
[0093]
在上述实施方式中，当单个采样周期的掉电电量小于预设的第三阈值，但平均每天的掉电电量大于预设的第四阈值时，对所述放电监控周期进行调整，缩短所述应急电源的放电监控时间间隔，以在所述应急电源自然掉电速度较快但未超过警戒线的情况下，提高所述放电监控频率以获得所述应急电源的电池健康度数据，在所述应急电源的电池健康度下降到所述第二阈值以下时能够及时发现并发出监控提醒。
[0094]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，在当所述应急电源的离线状态时间大于或等于所述放电监控周期，将所述应急电源接入负载，断开所述负载的市电电源，以
使所述应急电源进入放电状态的步骤之后，还包括：
[0095]
获取所述应急电源的实时放电电流值i
t
；
[0096]
计算所述应急电源的实时放电电量其中t＝0的时刻对应所述应急电源的开始放电的时刻，t＝ts的时刻对应所述应急电源的剩余电量小于或等于预设的第一阈值的时刻；
[0097]
获取所述应急电源的剩余电量
[0098]
在上述实施方式的技术方案中，当所述应急电源在离线状态下的自然掉电电量与所述放电电量之和高于预设值时，即所述应急电源的剩余电量低于所述预设的第一阈值时，停止放电并断开所述应急电源与所述负载的连接，从而避免由于所述应急电源在离线状态下自然掉电过高，或者在线状态下放电电量过高而导致所述应急电源过度放电。
[0099]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，获取所述应急电源充满电后的实际容量的步骤具体包括：
[0100]
获取所述应急电源充满电后的满电电压值vf；
[0101]
根据所述soc-v函数得到所述应急电源的满电电压值vf对应的socf＝f(vf)；
[0102]
计算得到所述应急电源充满电后的实际容量cf＝c0·
(1-socf)。
[0103]
进一步的，在上述的应急电源状态监控方法中，在获取所述应急电源充满电后的实际容量的步骤之后，还包括：
[0104]
根据所述应急电源充满电后的实际容量计算所述应急电源的健康度
[0105]
本发明提出了一种应急电源状态监控方法，在应急电源为离线状态下，以离线监控周期为采样周期，获取应急电源的离线电压值，根据应急电源的离线电压值确定应急电源在离线状态期间的掉电电量，当应急电源的离线状态时间大于或等于放电监控周期，将应急电源接入负载，断开负载的市电电源，以使应急电源进入放电状态，当应急电源放电电量与应急电源的实际容量的比值大于或等于预设的第一阈值时，将负载接入市电电源，断开应急电源与负载的连接，对应急电源进行充电直至应急电源为满电状态，获取应急电源充满电后的实际容量，当应急电源的健康度小于或等于预设的第二阈值时发出监控预警信息，能够实现对应急电源的健康情况进行及时有效的监控。
[0106]
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0107]
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。