本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能電池評(píng)估方法及系統(tǒng)，具體涉及一種基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池特性評(píng)估方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)尤其是電池儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展成為當(dāng)今的熱點(diǎn)，近年出現(xiàn)了較多的實(shí)踐應(yīng)用。但是，儲(chǔ)能電站的建成以及試運(yùn)只是一個(gè)開(kāi)端。大容量的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包含了大量的電池單體、電池組。隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，電池單體、電池組以及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的特性都會(huì)發(fā)生改變。如何準(zhǔn)確了解電池當(dāng)前狀態(tài)、掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)特性，并將其應(yīng)用于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、管理控制中已成為儲(chǔ)能系統(tǒng)一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容。并且隨著儲(chǔ)能電站建設(shè)的不斷深入和推進(jìn)，儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，構(gòu)成了海量數(shù)據(jù)。通過(guò)利用海量數(shù)據(jù)管理和處理技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能電池特性分析成為一個(gè)廣受關(guān)注的研究方向。然而在對(duì)儲(chǔ)能電池單體進(jìn)行特性監(jiān)控方面，存在以下難點(diǎn)：首先是儲(chǔ)能電池的種類多，不同種類電池的評(píng)估方法差別較大，缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系；其次在儲(chǔ)能電站系統(tǒng)中，電池單體的數(shù)量龐大，常常達(dá)到數(shù)十萬(wàn)的規(guī)模，對(duì)如此多的單體進(jìn)行精確監(jiān)控和定位非常不易；此外由于電站系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，電池的特性會(huì)逐步變化，如何在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間尺度對(duì)電池特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，也需要一種比較可行的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池特性評(píng)估方法。本發(fā)明能夠適應(yīng)大規(guī)模儲(chǔ)能電站所有單體電池特性的快速分析，以及能夠更精確的反映電池特性。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池特性評(píng)估方法，所述方法包括如下步驟：(1)獲取每個(gè)電池單體的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，包括電池的電壓、電流、SOC和溫度；(2)根據(jù)所述每個(gè)電池單體的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)計(jì)算電池單體的健康特性指數(shù)；(3)綜合單體每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的健康特性指數(shù)，計(jì)算當(dāng)前單體的總體健康特性，并存儲(chǔ)分析結(jié)果。優(yōu)選的，所述步驟(2)包括如下步驟：步驟2-1、針對(duì)每個(gè)單體，以單體SOC變化趨勢(shì)為條件對(duì)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行劃分，形成一組評(píng)估點(diǎn)；步驟2-2、計(jì)算單體在每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的單體電壓平均變化量，并根據(jù)電壓、電流、SOC和溫度數(shù)據(jù)，對(duì)電壓變化量進(jìn)行修正；步驟2-3、根據(jù)預(yù)定的健康特性分類指標(biāo)，以及單體在每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電壓變化修正值，計(jì)算每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電池單體特性。優(yōu)選的，所述步驟2-1中，所述評(píng)估點(diǎn)為一組時(shí)間區(qū)間，所述時(shí)間區(qū)間長(zhǎng)度超過(guò)1小時(shí)；在時(shí)間區(qū)間內(nèi)SOC單調(diào)變化；在時(shí)間區(qū)間內(nèi)SOC變化幅度超過(guò)30％。優(yōu)選的，所述步驟2-2中，所述電壓變化量的修正公式如下：式中，δv為修正前計(jì)算出的電壓變化量，是修正的電壓變化量，wsoc當(dāng)前電池的充電量影響因子，wt當(dāng)前電池的溫度影響因子，wv當(dāng)前電池電壓規(guī)格和當(dāng)前電壓影響因子，wi當(dāng)前充放電電流影響因子。優(yōu)選的，所述步驟2-3中，所述預(yù)定的健康特性分類指標(biāo)為優(yōu)、中、差，設(shè)定對(duì)應(yīng)的電壓變化區(qū)間分別為[a,b]、[b,c]和[c,d]，其中a、b、c、d的值根據(jù)電池類型、運(yùn)行工況、實(shí)際需求的因素調(diào)節(jié)，根據(jù)評(píng)估點(diǎn)的電壓變化修正值落在的電壓變化區(qū)間得出所述評(píng)估點(diǎn)的健康特性分類指標(biāo)。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，將所有評(píng)估點(diǎn)的健康特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以數(shù)量最多的健康特性作為當(dāng)前單體的總體健康特性。優(yōu)選的，一種基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池特性評(píng)估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：依次連接的海量電池監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)、電池特性分析子系統(tǒng)和電池特性分析結(jié)果存儲(chǔ)子系統(tǒng)；所述海量電池監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于存儲(chǔ)各種類型電池隨時(shí)間采集的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括電池單體電壓、電流、SOC和溫度；所述電池特性分析子系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)電池單體，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算電池單體的健康特性指數(shù)，所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括單體電壓、電流、SOC和溫度；電池特性分析結(jié)果存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于存儲(chǔ)每個(gè)電池單體的分析結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明使用分布式存儲(chǔ)和計(jì)算框架，能夠適應(yīng)大規(guī)模儲(chǔ)能電站所有單體電池特性的快速分析；綜合利用電池單體的多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠更精確的反映電池特性；本發(fā)明以歸約后的電壓變化量作為電池特性分類的評(píng)價(jià)指標(biāo)，不僅簡(jiǎn)化了評(píng)估的難度，而且能夠適應(yīng)不同類型的電池，可適用于電力儲(chǔ)能電池、電動(dòng)汽車動(dòng)力電池等。附圖說(shuō)明圖1是基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池單體特性評(píng)估方法的流程圖；圖2是基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池單體特性評(píng)估系統(tǒng)的示意圖；圖3是電池評(píng)估點(diǎn)劃分示意圖；圖4是電池單體每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的評(píng)估特性示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能電池特性評(píng)估方法，該方法包括以下步驟：步驟1、獲取每個(gè)電池單體的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，包括電池的電壓、電流、SOC和溫度；對(duì)海量單體數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分別輸入到分布式計(jì)算系統(tǒng)的不同計(jì)算單元進(jìn)行處理。電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用分布式存儲(chǔ)方式，存儲(chǔ)內(nèi)容包括每個(gè)單體的監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)時(shí)刻和監(jiān)測(cè)值。步驟2、根據(jù)所述每個(gè)電池單體的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)計(jì)算電池單體的健康特性指數(shù)；步驟2-1、每個(gè)計(jì)算單元處理一組單體數(shù)據(jù)，單體數(shù)據(jù)是以分鐘為間隔、包含多種監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多年份數(shù)據(jù)，對(duì)這些采集數(shù)據(jù)以SOC變化趨勢(shì)為條件進(jìn)行劃分，形成一組評(píng)估點(diǎn)。每個(gè)評(píng)估點(diǎn)是一個(gè)時(shí)間區(qū)間，在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)，SOC單調(diào)變化，且整個(gè)區(qū)間內(nèi)的SOC變化幅度在限定范圍內(nèi)。下表截取了大約2個(gè)小時(shí)時(shí)間段內(nèi)的電池單體采樣數(shù)據(jù)：SOC70％60％50％40％30％時(shí)間8:499:179:4410:0310:19電流37.438.95166.267.2電壓3.2683.2473.2473.2053.184溫度2122222223設(shè)定δsoc＝r＝10％時(shí)，在該時(shí)間段內(nèi)可以形成4個(gè)評(píng)估點(diǎn)e1、e2、e3和e4，對(duì)應(yīng)的時(shí)間區(qū)間分別為：[8:49,9:17]、[9:17,9:44]、[9:44,10:03]和[10:03,10:19]，如圖3所示。步驟2-2、計(jì)算單體在每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的單體電壓變化量。上表所示時(shí)間段內(nèi)的幾個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電壓變化情況如下：評(píng)估點(diǎn)e1e2e3e4δv0.0200.040.02不同的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)電壓變化產(chǎn)生一定的影響，因此需要根據(jù)電壓、電流、SOC、溫度等數(shù)據(jù)，對(duì)電壓變化量進(jìn)行修正，設(shè)定wsoc依賴于當(dāng)前電池的充電量，wt依賴于當(dāng)前電池的溫度，wv依賴于當(dāng)前電池電壓規(guī)格和當(dāng)前電壓，wi依賴于當(dāng)前充放電電流。在截取的時(shí)間段內(nèi)，設(shè)定的影響因子和修正后的電壓變化量分別為:步驟2-3、根據(jù)預(yù)定的分類指標(biāo)，以及單體在每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電壓變化修正值，計(jì)算當(dāng)前單體在每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電池單體特性。設(shè)定電池健康特性為[優(yōu)，中，差],例如，對(duì)應(yīng)的電壓變化區(qū)間可分別設(shè)定為[0,0.02]、[0.02,0.05]和[0.05,∞]，上述時(shí)間段內(nèi)4個(gè)評(píng)估點(diǎn)的電池健康特性分別為優(yōu)、優(yōu)、中和優(yōu)，如圖4所示單體A。步驟3、綜合單體一個(gè)月內(nèi)每個(gè)評(píng)估點(diǎn)的健康特性計(jì)算單體月度健康特性。通過(guò)月度健康特性既能夠從橫向?qū)Ρ炔煌瑔误w的差異，也能夠從縱向分析單體特性變化趨勢(shì)。如圖4所示，單體A的健康特性要好于單體B。如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種基于海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電池特性評(píng)估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：依次連接的海量電池監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、電池特性分析系統(tǒng)和電池特性分析結(jié)果存儲(chǔ)系統(tǒng)；所述海量電池監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)用于存儲(chǔ)各種類型電池隨時(shí)間采集的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括電池單體電壓、電流、SOC和溫度；所述電池特性分析系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)電池單體，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算電池單體的健康特性指數(shù)，所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括單體電壓、電流、SOC和溫度；電池特性分析結(jié)果存儲(chǔ)系統(tǒng)用于存儲(chǔ)每個(gè)電池單體的分析結(jié)果。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3