一种在线测量钒电池SOC的方法技术

本发明专利技术属于液流钒电池SOC检测技术领域，具体为一种在线测量钒电池SOC的方法包括以下步骤：步骤一：在传输溶液管道中，加入一路分支连接扁平形检测窗口，保证固定光源的情况下，利用摄像头定时摄影监控分析窗口处的颜色信息；步骤二：通过中值滤波平滑图像，消除孤立的噪声点，过滤噪音带来的影响；步骤三：提取不同浓度对应的色彩通道的值与色相的值，建立浓度与图像信息的函数关系；步骤四：摄像头视频采集经过滤波降噪之后，得到完整的溶液颜色信息，应用于以液流钒电池为储能物质的储能系统估算SOC，避免温度剧烈变化工况带来的外特性参数波动过大等影响，保证精度的情况下以较低的设备成本完成检测。的设备成本完成检测。的设备成本完成检测。

【技术实现步骤摘要】
一种在线测量钒电池SOC的方法


[0001]本专利技术涉及液流钒电池SOC检测
，具体为一种在线测量钒电池SOC的方法。

技术介绍

[0002]作为高效率低成本的储能系统,钒电池具有存储能量可随意调节；容量及荷电状态易于监测；充放电电压根据需要灵活调整的优点，广泛应用于间歇性发电与削峰填谷等储能领域。SOC估算是储能系统研究的核心内容之一,关系到微电网的功率控制与能量管理策略。电池的荷电状态表示电池电量的使用程度，准确的荷电状态可以预测电池的使用时长，为合理的能量分配提供依据，可以更有效的利用有限的能量。在电池的充放电过程中，可作为判断电池过充或过放电的指标，保持电池性能的均匀性，降低因不均衡形成的电池损伤，最大限度地增加单体电池地使用次数。因此将钒电池用作微电网或重要工程备用电源时,对其功率控制与能量管理的要求比较高,需要获得钒电池实时和精确的SOC。关于钒电池SOC估算的研究主要分为两个方向:一是通过研究电解液中各价态钒离子含量或电解液特性来预测电池的SOC；二是通过测量钒电池相关的外特性参数,如端电压、电流、温度等,再通过一定的算法来预测电池的SOC。目前，实用的算法主要是外特性法，如安时积分法；但是由于应用场景中，电流间歇性剧烈变化，电流精度难以保证，误差较大。
[0003]目前液流钒电池SOC检测设计中，基于外特性的检测方法是主流方法。如安时积分法，是目前电池管理系统使用最多的方法之一,其原理是:对充放电电流进行积分,从而计算运行时间内电量的增加或减少。所以无法在短时间内完成SOC的检测，需要一定运行时间才能够获得数据。实际运行中,此方法对SOC的估算精度并不高,主要有以下原因:由于工况与环境因素，电流测量难以达到较高的精度；电流剧烈变化条件下,对于时间的积分也会产生较大误差，测量实际运行中,此方法对SOC的估算精度并不高。
[0004]此外，放电实验法、开路电压法、电池电动势法、负载电压法等，均是以外特性作为参数，对SOC进行估算，都无法避免电流波动带来的误差并且需要一定时间才能获得相当精度。如果避免电流电压的波动，采用研究电解液中各价态钒离子含量或电解液特性来预测电池的SOC。
[0005]本专利技术提出的检测方法能够过避免剧烈变化的工况引起的外特性变化的干扰，通过利用光学参数与溶液离子浓度的关系来估算电池SOC。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述和/或现有液流钒电池SOC检测中存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种在线测量钒电池SOC的方法，应用于以液流钒电池为储能物质的储能系统估算SOC，避免温度剧烈变化工况带来的外特性参数波动过大等影响，保证精度的情况下以较低的设备成本完成检测。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]一种在线测量钒电池SOC的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：在传输溶液管道中，加入一路分支连接扁平形检测窗口，保证固定光源的情况下，利用摄像头定时摄影监控分析窗口处的颜色信息；
[0011]步骤二：通过中值滤波平滑图像，消除孤立的噪声点，过滤噪音带来的影响；
[0012]步骤三：提取不同浓度对应的色彩通道的值与色相的值，建立浓度与图像信息的函数关系；
[0013]步骤四：摄像头视频采集经过滤波降噪之后，得到完整的溶液颜色信息；
[0014]步骤五：颜色信息则输入到处理器中提取RGB三通道颜色的值，并依据公式转化为HSV色度空间；
[0015]步骤六：依据已经标定的溶液浓度与通道之间的对应关系，可以获得当下溶液的检测值，根据电池自身的能量消耗速率与模型估计，可以利用kalman滤波更精细的预测实际浓度，最后由此得出电池SOC的值并输出。
[0016]作为本专利技术所述的一种在线测量钒电池SOC的方法的一种优选方案，其中：所述步骤一中，检测窗口位置固定，摄像头也是固定，使溶液在画面中的位置是相对不变。
[0017]作为本专利技术所述的一种在线测量钒电池SOC的方法的一种优选方案，其中：所述步骤一中，摄像头开机后首先进行画面调整，保证监控画面中均为溶液图像。
[0018]作为本专利技术所述的一种在线测量钒电池SOC的方法的一种优选方案，其中：所述步骤二中对输入的图像进行中值滤波处理，以消除噪声干扰，得到输入图像。
[0019]作为本专利技术所述的一种在线测量钒电池SOC的方法的一种优选方案，其中：所述步骤三中，提取输入图像的RGB通道值并转化为hsv空间。
[0020]作为本专利技术所述的一种在线测量钒电池SOC的方法的一种优选方案，其中：所述步骤六中，对新输入的溶液图像，经过中值滤波与色度空间转换完成Green通道值与H的值对应标定数据，经过kalman滤波，计算获得当前图像所对应的溶液浓度，从而推出电池SOC。
[0021]与现有技术相比：本专利技术应用于以液流钒电池为储能物质的储能系统估算SOC，避免温度剧烈变化工况带来的外特性参数波动过大等影响，保证精度的情况下以较低的设备成本完成检测。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0023]图1为本专利技术方法步骤结构示意图；
[0024]图2为本专利技术背景训练流程结构示意图；
[0025]图3为本专利技术入侵目标检测流程结构示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0028]其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。
[0030]本专利技术提供一种在线测量钒电池SOC的方法，应用于以液流钒电池为储能物质的储能系统估算SOC，避免温度剧烈变化工况带来的外特性参数波动过大等影响，保证精度的情况下以较低的设备成本完成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线测量钒电池SOC的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在传输溶液管道中，加入一路分支连接扁平形检测窗口，保证固定光源的情况下，利用摄像头定时摄影监控分析窗口处的颜色信息；步骤二：通过中值滤波平滑图像，消除孤立的噪声点，过滤噪音带来的影响；步骤三：提取不同浓度对应的色彩通道的值与色相的值，建立浓度与图像信息的函数关系；步骤四：摄像头视频采集经过滤波降噪之后，得到完整的溶液颜色信息；步骤五：颜色信息则输入到处理器中提取RGB三通道颜色的值，并依据公式转化为HSV色度空间；步骤六：依据已经标定的溶液浓度与通道之间的对应关系，可以获得当下溶液的检测值，根据电池自身的能量消耗速率与模型估计，可以利用kalman滤波更精细的预测实际浓度，最后由此得出电池SOC的值并输出。2.根据权利要求1所述的一种在线测量钒电池SOC的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲大为，赵梓淇，徐建强，房璟瑞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：