一种蓄电池内阻健康状态的监控方法及系统与流程

本发明涉及电力，尤其涉及一种蓄电池内阻健康状态的监控方法及系统。

背景技术：

1、数据中心的可靠性和持续运行并不仅仅依赖于稳定的电力供应，同时也需要多层次的保障措施。蓄电池监控系统作为数据中心不可或缺的一环，承担着保障备用电力供应的重要任务。

2、随着新基建的推进，数据中心的体量规模也朝着大型、超大型数据中心方向快速发展。对于数据中心单体机房楼，蓄电池使用的量级和规模也越来越大。对于蓄电池的监控和管理，通常采用在线集中监测系统来实现对蓄电池的数据信息管理、故障预警和准确定位，使管理和维护人员从人工定期检查和蓄电池巡检仪维护转变为监控系统的集中维护和管理。

3、面对数以万计的单体电池，蓄电池在线监控系统中存放着大量的基础监控数据，告警数据以及内阻测试数据，运维人员如何高效的利用这些基础数据的价值，通过便利的方法可以从数量众多的电池中，识别出有问题的电池，是运维过程中比较棘手的问题。

4、现有蓄电池在线监控系统主要是通过对蓄电池组的单体电池上加装监控模块，在线监控单体电池的电压、温度以及内阻等数据，通过定期对蓄电池进行内阻测试，周期性读取单体电池的内阻测试数据，并基于单体电池的内阻的变化趋势，从单节电池的内阻历史变化曲线上分析和发现电池内阻是否存在突变，以此来提前发现存在风险的电池，并对有突变的电池必须特别关注，以及在有必要的时候做一次核对性放电，以此来防范单体电池异常或故障可能带来的风险。

5、传统监控系统对蓄电池的内阻分析方法，需要手动从监控系统逐个导出每组蓄电池的内阻测试数据到excel表格，然后基于导出到excel中的数据，通过利用excel的表格分析功能，来生成蓄电池的内阻曲线。

6、现有技术的缺点：

7、目前对蓄电池内阻数据的分析和故障判断的方法，主要是基于定期进行内阻测试的方式，通过监控系统读取内阻测试记录数据，通过分析单体电池的内阻测试数据的变化趋势，通过人工方式对内阻的变化趋势进行判断，识别出有故障的单体电池。面对数据中心单栋机房楼几万节的蓄电池，这种方式存在的问题主要有：

8、1.单体电池数量大，人工分析查找定位故障电池工作量极大，定位困难。

9、2.单体电池初始内阻不一致容易导致人为误判。

10、3.人工手动数据分析精度不高，分析工作量极大。

技术实现思路

1、本发明提供了一种蓄电池内阻健康状态的监控方法，包括如下步骤：

2、业务建模及设计步骤：对蓄电池监控设备进行业务和数据的建模，结合模型技术的应用实现对蓄电池健康状态的自动标定和识别；

3、数据建模及计算步骤：建立蓄电池的物理量对象及数据模型，实现蓄电池健康状态的标定、统计和归一化处理；

4、内阻健康状态在线分析步骤：对蓄电池内阻测试数据进行归一化处理，得到蓄电池内阻测试数据归一化后的值，根据归一化后的值生成蓄电池内阻健康状态数据。

5、作为本发明的进一步改进，所述业务建模及设计步骤包括：

6、空间建模步骤：对蓄电池赋予和关联其空间属性，实现对蓄电池的准确定位和管理；

7、设备建模步骤：结合监控系统业务功能的设计需要以及客观世界物理实体监控设备的监控内容搭建蓄电池的管网设备模型，定义蓄电池管网设备的模型结构体的标识、属性、事件和方法，将监控设备和业务应用统一。

8、作为本发明的进一步改进，在所述空间建模步骤中，按照从数据中心-机房楼-楼层-房间的空间层级结构进行建模，通过空间模型的基础结构来统一定义和描述蓄电池的空间位置和资源，构建蓄电池模型间的多维关系，在监控系统中真实反应客观世界中蓄电池的实际运行情况。

9、作为本发明的进一步改进，在所述设备建模步骤中，管网设备模型定义了蓄电池监控设备的基础属性、连接关系、厂商信息、维保信息、通信参数、点位信息、告警阈值，通过模型连接，实现从数据中心-建筑-楼层-房间-设备一体化的数据调用。

10、作为本发明的进一步改进，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，根据归一化后的值标定蓄电池内阻健康状态，将机房楼所有蓄电池归一化值拉齐到曲线分析界面，自动标识和识别出异常蓄电池。

11、作为本发明的进一步改进，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，当归一化后的值超过第一设定值时，标定为蓄电池内阻健康状态为异常；当归一化后的值超过第二设定值时，标定蓄电池内阻健康状态为故障。

12、作为本发明的进一步改进，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，基于归一化后的值，进行拟合和线性回归处理，将所有蓄电池的内阻数据，模拟生成一条电池的劣化数据变化曲线。

13、作为本发明的进一步改进，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，将蓄电池内阻健康状态数据一键导出。

14、作为本发明的进一步改进，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，将蓄电池内阻健康状态数据根据筛选条件自动导出到excel表格。

15、本发明还提供了一种蓄电池内阻健康状态的监控系统，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现本发明所述监控方法的步骤。

16、本发明的有益效果是：本发明可实现对数据中心机房楼蓄电池单体电池内阻的在线监控和分析，快速识别和定位异常/故障电池，提升对蓄电池监控的有效性和故障处理的及时性，保障数据中心后备电源的安全性和可靠性。

技术特征：

1.一种蓄电池内阻健康状态的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述业务建模及设计步骤包括：

3.根据权利要求2所述的监控方法，其特征在于，在所述空间建模步骤中，按照从数据中心-机房楼-楼层-房间的空间层级结构进行建模，通过空间模型的基础结构来统一定义和描述蓄电池的空间位置和资源，构建蓄电池模型间的多维关系，在监控系统中真实反应客观世界中蓄电池的实际运行情况。

4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于，在所述设备建模步骤中，管网设备模型定义了蓄电池监控设备的基础属性、连接关系、厂商信息、维保信息、通信参数、点位信息、告警阈值，通过模型连接，实现从数据中心-建筑-楼层-房间-设备一体化的数据调用。

5.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，根据归一化后的值标定蓄电池内阻健康状态，将机房楼所有蓄电池归一化值拉齐到曲线分析界面，自动标识和识别出异常蓄电池。

6.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，基于归一化后的值，进行拟合和线性回归处理，将所有蓄电池的内阻数据，模拟生成一条电池的劣化数据变化曲线。

7.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，通过算法处理后模拟生成的电池劣化数据变化曲线与电池标准劣化数据变化曲线进行匹配和比对，当归一化后的值超过第一设定值时，通过程序算法自动识别并标定为蓄电池内阻健康状态为异常；当归一化后的值超过第二设定值时，通过程序算法自动识别并标定蓄电池内阻健康状态为故障。

8.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，将蓄电池内阻健康状态数据一键导出。

9.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，在所述内阻健康状态在线分析步骤中，将蓄电池内阻健康状态数据根据筛选条件自动导出到excel表格。

10.一种蓄电池内阻健康状态的监控系统，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现权利要求1－9中任一项所述监控方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种蓄电池内阻健康状态的监控方法及系统，包括业务建模及设计步骤：对蓄电池监控设备进行业务和数据的建模，结合模型技术的应用实现对蓄电池健康状态的自动标定和识别；数据建模及计算步骤：建立蓄电池的物理量对象及数据模型，实现蓄电池健康状态的标定、统计和归一化处理；内阻健康状态在线分析步骤：对蓄电池内阻测试数据进行归一化处理，得到蓄电池内阻测试数据归一化后的值，根据归一化后的值生成蓄电池内阻健康状态数据。本发明的有益效果是：实现对数据中心机房楼蓄电池单体电池内阻的在线监控和分析，快速识别和定位异常/故障电池，提升对蓄电池监控的有效性和故障处理的及时性，保障数据中心后备电源的安全性和可靠性。

技术研发人员：赵红光,刘大闯,周燕,吴伟略,朱星
受保护的技术使用者：深圳市中电电力技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25