用于储能电站电化学电池在线评估的方法和系统与流程

本发明涉及储能电站，具体为一种用于储能电站电化学电池在线评估的方法和系统。

背景技术：

1、储能技术在电力系统“电能生产、传输、分配和消费”中增加一个“存储”环节，使原本几乎“刚性”的系统变得“柔性”起来。大容量的电池储能具有快速吸收能量并适时释放的特点，可实现能量的时间迁移，解决新能源发电的出力波动性和不确定性引起的系统供电充裕性不足问题。随着电池材料、制造工艺、系统集成及运行维护等方面实现技术突破，储能的制造和运行成本大大降低，储能系统发展潜力巨大。电化学储能以其能量密度高、充放电速率快、使用寿命长的特点成为储能电站电池的首选，但是电化学储能电池的安全性和可靠性一直都是其应用中必须十分关注的问题。

2、现有技术中，公开号为“cn114024328a”的一种储能电站系统的综合评估方法、设备及可读介质，该评估方法包括：获取储能电站系统的充放电相关数据；基于充放电相关数据，对储能电站系统的电池模组的一致性状态进行分析，以得到电池模组的各影响因素的一致性指标；确定出电池模组的各影响因素的一致性指标在储能电站系统的综合评价指标中所占权重，以得到储能电站系统的综合性能指标，该储能电站系统的综合评估方法、设备及可读介质通过综合考虑了储能电站系统的整体soh、电池模组电压、温度、soc、可用容量一致性等多个角度对储能电站系统的当前运行状态进行全面有效地评估，从而有效地提升了评估效率和精度。

3、但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：上述储能电站系统的综合评估方法实际上只重点评估了电站的充放电相关数据，评估数据较为局限，对储能电站的在线评估不能满足整体化的评估需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于储能电站电化学电池在线评估的方法和系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于储能电站电化学电池在线评估的方法，包括以下步骤：

4、实时采集对电池运行状态指标、可靠性指标、环境评估指标和安全状态指标的监测数据；

5、将监测到的数据进行数据清洗、去噪、滤波处理，并将数据上传到云端进行分析；

6、选择并提取关键特征，监测和评估电化学电池的正常运行损耗指标；

7、根据监测的历史数据，预测电池的损耗发展趋势，据此制定阶段性的梯次利用电池方案；

8、定期进行故障自检；

9、对故障类型划分等级，分别赋予权重，分级预警，进行检修处理；

10、根据故障自检结果和检修处理结果修正梯次利用电池方案，定期覆盖原有方案并实施新方案；

11、定期将处理数据反馈至处理模型，进行参数调整和优化。

12、优选的，所述实时采集对电池运行状态指标、可靠性指标、环境评估指标和安全状态指标的监测数据，具体包括：

13、采用物联网技术进行监测，所述电池运行状态指标包括充放电速率、工作电流和工作电压，所述可靠性指标包括电池循环寿命、能量密度、功率密度和容量衰减率，所述环境评估指标包括储能电站电池区域的温度、湿度和氧气浓度，所述安全状态指标包括电池阻抗测量、电池电压测量、电池温度测量、电池短路保护监测、过充保护监测和过放保护监测。

14、优选的，所述将监测到的数据进行数据清洗、去噪、滤波处理，并将数据上传到云端进行分析，具体包括：

15、所述数据清洗包括去除重复数据、剔除异常数据和纠正错误数据，所述数据去噪采用移动平均法、中值滤波法、小波变换法中的任意一种，所述数据滤波采用低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器中的至少一种。

16、优选的，所述选择并提取关键特征，监测和评估电化学电池的正常运行损耗指标，具体包括：

17、所述电化学电池的正常运行损耗指标至少包括电池电压、电池内阻、电池容量、电池循环寿命，其中，电池容量和电池循环寿命是关键特征，将监测的正常运行损耗指标实时上传至云端数据库。

18、优选的，所述根据监测的历史数据，预测电池的损耗发展趋势，据此制定阶段性的梯次利用电池方案，具体包括：

19、利用时间序列分析法、回归分析法、人工神经网络法、时间序列分解法和灰色预测法中的任意一种方法，预测电池容量和电池循环寿命的变化趋势，生成电池的损耗发展趋势预测表，制定以固定周期为一个阶段的梯次利用电池方案。

20、优选的，所述定期进行故障自检，具体包括：

21、通过自动化检测系统，对电化学电池进行电压测试、内阻测试、容量测试、过充和过放、电池短路、温度过高和温度过低测试和环境检查，检测频率为每个月一次，将检测结果实时上传至云端数据库。

22、优选的，所述对故障类型划分等级，分别赋予权重，分级预警，进行检修处理，具体包括：

23、所述电化学电池的故障类型至少包括过充和过放、电池短路、温度过高和温度过低，分别赋予权重，针对影响电池安全运行的故障，进行一级预警，针对影响电池性能的故障，进行二级预警，针对电池运行的常规监测和维护，进行三级预警；

24、对于备用电池、应急电池，则在评估处理后，对于二级预警和三级预警均按照更高一级的预警方式进行预警处理。

25、优选的，所述根据故障自检结果和检修处理结果修正梯次利用电池方案，定期覆盖原有方案并实施新方案，具体包括：

26、根据故障自检结果和检修处理结果，修正梯次利用电池方案，重新规划电池的使用时间和电池组合方式参数，以优化电池的利用效率和延长电池寿命，将修正后的梯次利用电池方案实施到电池管理系统中，确保电池的正常使用和安全运行，定期对电池梯次利用方案进行覆盖，以保持电池管理系统中的电池方案与实际使用情况的一致性。

27、优选的，所述定期将处理数据反馈至处理模型，进行参数调整和优化，具体包括：

28、定期收集电池管理系统中的数据，至少包括电池容量、内阻、电压、温度参数、电池的使用情况和故障情况，对收集到的数据进行处理和分析，找出电池的使用模式、故障模式和优化空间，定期将处理数据反馈至处理模型，进行参数调整和优化。

29、基于所述一种用于储能电站电化学电池在线评估方法的系统，包括：

30、监测数据采集模块，用于实时采集对电池运行状态指标、可靠性指标、环境评估指标和安全状态指标的监测数据；

31、数据处理和分析模块，用于将监测到的数据进行数据清洗、去噪、滤波处理，并将数据上传到云端进行分析；

32、正常运行损耗指标监测模块，用于选择并提取关键特征，监测和评估电化学电池的正常运行损耗指标；

33、电池损耗趋势预测模块，用于根据监测的历史数据，预测电池的损耗发展趋势，据此制定阶段性的梯次利用电池方案；

34、故障自检模块，用于定期进行故障自检；

35、故障等级划分和预警模块，用于对故障类型划分等级，分别赋予权重，分级预警，进行检修处理；

36、梯次利用电池方案更新模块，用于根据故障自检结果和检修处理结果修正梯次利用电池方案，定期覆盖原有方案并实施新方案；

37、学习训练模块，用于定期将处理数据反馈至处理模型，进行参数调整和优化。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、1、本发明能够根据监测的历史数据，预测电池的损耗发展趋势，据此制定阶段性的梯次利用电池方案，由此，可以充分利用电化学电池，延长其使用时间，减少电池的报废处理，节能环保；

40、2、本发明能够对故障类型划分等级，分别赋予权重，分级预警，进行检修处理，针对影响电池安全运行的故障，进行一级预警，针对影响电池性能的故障，进行二级预警，针对电池运行的常规监测和维护，进行三级预警，对于备用电池、应急电池，则在评估处理后，对于二级预警和三级预警均按照更高一级的预警方式进行预警处理，由此，可以按照优先等级帮助电池管理人员及时发现并处理电池的故障，保证电池的安全运行和延长电池的寿命；

41、3、本发明能够根据故障自检结果和检修处理结果修正梯次利用电池方案，定期覆盖原有方案并实施新方案，使得电池梯次利用方案更加匹配现有的电化学电池的状况，进而有效利用储能电站内的电池的充放电能力，实现效能最大化。

42、本发明提供了用于储能电站电化学电池在线评估的方法和系统，能够根据历史数据预测电池的损耗发展趋势，实施合理的电池梯次利用，有效利用电池效能，降低成本，使得电池更加耐用。