一种电池储能系统的状态检测方法、系统及电子设备

本发明涉及电池储能领域，特别是涉及一种电池储能系统的状态检测方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、随着风光等新能源大规模并网，为平抑风光波动，储能得到大规模的应用。而电池储能因为成熟度较高，在大规模的风光储场站中得到最为广泛的应用。电池储能系统的安全可靠程度将直接影响风光储场站的运行水平，并最终影响电力系统的可靠运行。因此需对电池储能系统进行全面准确的可靠性评估。储能电池在不断的充放电循环过程中，其性能状态逐渐衰减，直接体现即为电池最大可用容量的降低。但电池的容量衰减过程并非一蹴而就，在其性能不断降低的过程中，将会存在着多个健康状态，其在不同容量状态下会有不同的可靠度表现，因此如何全面准确的描述电池的多状态，考虑状态划分过程中的不确定性和模糊特性，对电池储能系统的可靠性评估就有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池储能系统的状态检测方法、系统及电子设备，可使电池储能系统的可靠度及容量期望的检测结果更准确，更全面。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种电池储能系统的状态检测方法，所述电池储能系统包括多个电池串，每个电池串包括多个电池单体；所述电池储能系统的状态检测方法包括：

4、获取当前运行场景下电池储能系统中电池单体的容量衰减参数；所述容量衰减参数包括初始soh值、初始容量、充放电速率、绝对温度及充放电深度；

5、根据所述容量衰减参数，计算电池单体的soh值；

6、对所述电池储能系统中的电池单体进行抽样，确定电池单体状态分布的样本均值及样本方差；

7、根据所述样本均值及所述样本方差，采用模糊估计方法确定电池单体状态分布的均值模糊值及方差模糊值；

8、根据电池单体整个生命周期的soh值划分电池单体的多个状态，并基于正态分布的累积概率密度函数，根据所述均值模糊值及所述方差模糊值，确定各电池单体在各状态下的模糊概率；

9、根据各电池单体在各状态下的模糊概率，采用通用生成函数，确定所述电池储能系统的soh性能水平集合及soh水平概率集合；所述soh性能水平集合中包括电池储能系统在各状态下的性能水平，所述soh水平概率集合包括电池储能系统在各状态下的soh概率值；

10、根据所述soh性能水平集合、所述soh水平概率集合及所述电池储能系统的最小性能需求水平，计算所述电池储能系统的可靠度值及容量期望；所述可靠度值及所述容量期望表征所述电池储能系统在当前运行场景下的状态。

11、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

12、一种电池储能系统的状态检测系统，包括：

13、参数获取单元，用于获取所述电池储能系统中电池单体的容量衰减参数；所述容量衰减参数包括初始soh值、初始容量、充放电速率、绝对温度及充放电深度；

14、电池soh值计算单元，与所述参数获取单元连接，用于根据所述容量衰减参数，确定电池单体的soh值；

15、样本分布确定单元，用于对所述电池储能系统中的电池单体进行抽样，确定电池单体状态分布的样本均值及样本方差；

16、模糊值确定单元，分别与所述电池soh值计算单元及所述样本分布确定单元连接，用于根据所述样本均值及所述样本方差，采用模糊估计方法确定电池单体状态分布的均值模糊值及方差模糊值；

17、模糊概率确定单元，与所述模糊值确定单元连接，用于根据电池单体整个生命周期的soh值划分电池单体的多个状态，并基于正态分布的累积概率密度函数，根据所述均值模糊值及所述方差模糊值，确定各电池单体在各状态下的模糊概率；

18、性能集合确定单元，与所述模糊概率确定单元连接，用于根据各电池单体在各状态下的模糊概率，采用通用生成函数，确定所述电池储能系统的soh性能水平集合及soh水平概率集合；所述soh性能水平集合中包括电池储能系统在各状态下的性能水平，所述soh水平概率集合包括电池储能系统在各状态下的soh概率值；

19、指标确定单元，与所述性能集合确定单元连接，用于根据所述soh性能水平集合、所述soh水平概率集合及所述电池储能系统的最小性能需求水平，计算所述电池储能系统的可靠度值及容量期望；所述可靠度值及所述容量期望表征所述电池储能系统的状态。

20、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

21、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的电池储能系统的状态检测方法。

22、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

23、本发明考虑了电池储能系统容量衰减过程中的多种状态，以及储能电池在各状态隶属上的模糊特性，引入模糊数学的思想，采用模糊正态分布来计算电池单体在不同状态下的模糊概率，构建了储能电池单体的模糊多状态分布，相较于传统的正态分布描述的方式，保留了更多信息，使概率结果具有更大的灵活性，且可靠度值及容量期望的计算更准确，更全面。

技术特征：

1.一种电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，所述电池储能系统包括多个电池串，每个电池串包括多个电池单体；所述电池储能系统的状态检测方法包括：

2.根据权利要求1所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，所述电池储能系统的状态检测方法还包括：

3.根据权利要求1所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，采用以下公式确定电池单体的soh值：

4.根据权利要求1所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，根据所述样本均值及所述样本方差，采用模糊估计方法确定电池单体状态分布的均值模糊值及方差模糊值，具体包括：

5.根据权利要求4所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，在所述样本均值服从正态分布时，采用以下公式确定均值模糊值：

6.根据权利要求4所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，采用以下公式确定方差模糊值：

7.根据权利要求1所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，采用以下公式确定电池单体j在状态i下的模糊概率：

8.根据权利要求1所述的电池储能系统的状态检测方法，其特征在于，采用以下公式计算电池储能系统的可靠度值及容量期望：

9.一种电池储能系统的状态检测系统，其特征在于，所述电池储能系统的状态检测系统包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至8中任一项所述的电池储能系统的状态检测方法。

技术总结
本发明提供一种电池储能系统的状态检测方法、系统及电子设备，属于电池储能领域，方法包括：获取当前运行场景下电池单体的容量衰减参数；根据容量衰减参数确定电池单体的SoH值；对电池单体进行抽样，确定电池单体状态分布的样本均值及样本方差；根据样本均值及样本方差，采用模糊估计方法确定均值模糊值及方差模糊值；基于正态分布的累积概率密度函数，根据均值模糊值及方差模糊值确定各电池单体在各状态下的模糊概率，并采用通用生成函数确定电池储能系统的SoH性能水平集合及SoH水平概率集合，进而计算电池储能系统的可靠度值及容量期望。本发明提高了电池储能系统的可靠度及容量期望检测结果的准确性及全面性。

技术研发人员：延肖何,李家良,刘念
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14