一种储能电站运行监测管理系统技术方案

本发明专利技术属于储能电站运行监测技术领域，具体公开一种储能电站运行监测管理系统。本发明专利技术基于构建的电池组热失控模型，对各电芯的局部热性能安全系数和目标储能电池组的整体状态安全系数进行分析，进而评估目标储能电池组的综合热特性评估指数，从而保障储能电池组的安全性能稳定性，进一步提高储能电站的运行安全性和供电可靠性，同时依据目标储能电池组的历史热特性数据，并结合目标储能电池组的当前监测数据，分析目标储能电池组的预计使用寿命，从而能够时刻掌握储能电池组的寿命使用情况，有效降低了因储能电池寿命异常出现突发性事件的发生次数，进一步保障储能电站的连续性和稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种储能电站运行监测管理系统


[0001]本专利技术涉及储能电站运行监测
，涉及到一种储能电站运行监测管理系统。

技术介绍

[0002]风力、太阳能等清洁的储能电站已开始大范围应用，但由于太阳能和风能间歇性及不连续性，需要应用储能电池来提高能源工业的连续性和稳定性。即将不连续的不稳定的可再生能源，先存储到电池中，等需要用的时候再从电池中释放出来。
[0003]储能电池是一个能量的载体，并且现在用在储能技术上的电池，能量密度也很高，这些电池在使用过程中，由于使用不当和自身安全性能的下降，会有一定的安全隐患，可能发生热失控，造成安全事故，因此，储能电池组在运行时，须对其运行安全状态进行监测，以预防电池热失控的发生。
[0004]目前，对储能电池组运行安全监测方式主要是通过监测电池运行过程中的电压、温度等外部参数，来预测电池组的安全状态。但这种方式有明显的不足：（1）电池组安全隐患一般都存在于电池内部，其热失控也是由电芯内部反应引起的，只通过电池组外部整体参数的监测无法直接准确地分析电池组内部局部变化，使得储能电池组的安全状态判断具有较大的局限性，从而对存在局部热失控的电芯不能及时处理，导致储能电池组安全状态管理滞后，进一步造成储能电池组起火和爆炸事故频发，使得储能电站形成毁灭性的破坏，进而带来巨大的经济损失、环境污染和社会影响。
[0005]（2）储能电池组使用过程中，易随着季节的更替导致储能电池的周围环境温度发生变化，周围环境温度的变化导致储能电池组的热特性以及储能性能存在波动，从而存在储能电池组的安全性能稳定性降低的缺陷，严重影响储能电站的运行安全性和供电可靠性。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种储能电站运行监测管理系统，包括：储能电池局部监测模块，用于对储能电池划分模块划分后的目标储能电池组中各电芯进行表观监测和热成像监测，得到各电芯在监测时间段的表观数据和温度分布数据。
[0007]局部热失控分析模块，用于基于构建的电池组热失控模型，对各电芯的局部热失控性能进行分析，得到各电芯的局部热性能安全系数。
[0008]储能电池整体监测模块，用于依据目标储能电池组在监测时间段的环境温度，获取目标储能电池组在监测时间段的整体监测数据。
[0009]储能电池热特性评估模块，用于分析目标储能电池组在监测时间段的整体状态安全系数，进而评估目标储能电池组的综合热特性评估指数。
[0010]电池预计使用寿命分析模块，用于提取目标储能电池组的历史热特性数据，分析
目标储能电池组的预计使用寿命。
[0011]电站运行管理模块，用于将目标储能电池组的预计使用寿命进行显示。
[0012]储能电站数据库，用于存储各次历史电池热失控现象的关联数据和失控电芯对应的临界鼓包体积，并存储目标储能电池组的历史热特性数据和标准使用寿命。
[0013]优选地，所述表观数据包括各时间点的鼓包体积；温度分布数据包括各时间点对应各图片区域的温度。
[0014]所述整体监测数据包括各时间点的平均温度、平均能见度和平均有害气体浓度。
[0015]优选地，所述电池组热失控模型构建方式为：从储能电站数据库中提取各次历史电池热失控现象的关联数据，其中关联数据为失控电芯在失控阶段中各历史时间点的最高温度、鼓包体积、周围环境能见度和周围有害气体浓度，分析失控电芯在失控阶段中各历史时间点的温度变化程度系数，其中为第次历史电池热失控现象中失控电芯在失控阶段中第历史时间点的最高温度，，为历史电池热失控现象数量，，同理得到失控电芯在失控阶段中各历史时间点的鼓包体积变化程度系数、能见度变化程度系数和有害气体浓度变化程度系数，进而确定失控电芯在失控阶段中各历史时间点的参考温度、参考鼓包体积、参考环境能见度和参考有害气体浓度，由此形成失控电芯在失控阶段的温度曲线图、鼓包体积曲线图、环境能见度曲线图和有害气体浓度曲线图，进而构建电池组热失控模型。
[0016]优选地，所述对各电芯的局部热失控性能进行分析，具体分析为：提取各电芯在监测时间段内各时间点的鼓包体积，将其记为，，为各电芯的编号，，为各时间点的编号，并由此形成各电芯在监测时间段的鼓包体积曲线图，将其代入电池组热失控模型，得到各电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子。
[0017]提取各电芯在监测时间段内各时间点对应各图片区域的温度，筛选最高温度作为各电芯在监测时间段内各时间点的监测温度，将其记为，进而同理得到各电芯在监测时间段内温度对应热失控影响补偿因子。
[0018]分析各电芯的局部热性能安全系数，分别为电芯鼓包体积、电芯温度对应的热性能影响权重，为时间点数量，为第i个电芯在监测时间段内第时间点的鼓包体积，分别为预设的电芯运行安全温度、电芯运行温度运行差值。
[0019]优选地，所述各电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子分析方法为：从储能电站数据库中提取各次历史电池热失控现象中失控电芯对应的临界鼓包体积，筛选最小的临界鼓包体积作为失控电芯的参考临界鼓包体积，将其记为，并根据各电芯在监测时间段的鼓包体积曲线图，得到各电芯在监测时间段的最大鼓包体积。
[0020]若，则将该电芯在监测时间段的鼓包体积曲线图与电池组热失控模型中失控电芯在失控阶段的鼓包体积曲线图进行组合匹配，得到该电芯在监测时间段的鼓包体积曲线函数、失控电芯在失控阶段的鼓包体积曲线函数以及鼓包体积曲线超出部分长度，分析该电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子，为设定的电芯鼓包体积对应热失控修正因子，为该电芯在监测时间段的鼓包体积曲线总长度，为设定常数，，。
[0021]若，则得到该电芯在监测时间段的鼓包体积曲线函数和失控电芯在失控阶段的鼓包体积曲线函数，分析该电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子，为该电芯在监测时间段的最大鼓包体积，为该电芯在监测时间段的鼓包体积曲线函数求导后的导数值，为失控电芯在失控阶段的鼓包体积曲线函数求导后的导数值，进而统计各电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子。
[0022]优选地，所述目标储能电池组在监测时间段的整体状态安全系数分析方式，其中分别为设定的目标储能电池组在低温环境下的升温速率和在高温环境下的降温速率，分别为目标储能电池组在监测时间段内第时间点和第时间点的平均温度，为自然常数，分别为目标储能电池组在监测时间段的环境温度、低温环境对应上限温度和高温环境对应下限温度，为目标储能电池组在监测时间段内整体状态对应热失控影响补偿因子，其中计算公式为，分别为设定的环境能见度、环境有害气体浓度对应热失控修正因子，分别为目标储能电池组在监测时间段内各时间点的平均能见度对比后的最低能见度、平均有害气体浓度对比后的最大有害气体浓度，分别为电池组热失控模型中环境能见度曲线图对应最高能见度、有害气体浓度曲线图对应最低有害气体浓度，分别为预设的允许环境能见度误差值、允许有害
气体浓度误差值。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能电站运行监测管理系统，其特征在于，包括：储能电池局部监测模块，用于对储能电池划分模块划分后的目标储能电池组中各电芯进行表观监测和热成像监测，得到各电芯在监测时间段的表观数据和温度分布数据；局部热失控分析模块，用于基于构建的电池组热失控模型，对各电芯的局部热失控性能进行分析，得到各电芯的局部热性能安全系数；储能电池整体监测模块，用于依据目标储能电池组在监测时间段的环境温度，获取目标储能电池组在监测时间段的整体监测数据；储能电池热特性评估模块，用于分析目标储能电池组在监测时间段的整体状态安全系数，进而评估目标储能电池组的综合热特性评估指数；电池预计使用寿命分析模块，用于提取目标储能电池组的历史热特性数据，分析目标储能电池组的预计使用寿命；电站运行管理模块，用于将目标储能电池组的预计使用寿命进行显示；储能电站数据库，用于存储各次历史电池热失控现象的关联数据和失控电芯对应的临界鼓包体积，并存储目标储能电池组的历史热特性数据和标准使用寿命。2.根据权利要求1所述的一种储能电站运行监测管理系统，其特征在于：所述表观数据包括各时间点的鼓包体积；温度分布数据包括各时间点对应各图片区域的温度；所述整体监测数据包括各时间点的平均温度、平均能见度和平均有害气体浓度。3.根据权利要求2所述的一种储能电站运行监测管理系统，其特征在于：所述电池组热失控模型构建方式为：从储能电站数据库中提取各次历史电池热失控现象的关联数据，其中关联数据为失控电芯在失控阶段中各历史时间点的最高温度、鼓包体积、周围环境能见度和周围有害气体浓度，分析失控电芯在失控阶段中各历史时间点的温度变化程度系数，其中为第次历史电池热失控现象中失控电芯在失控阶段中第历史时间点的最高温度，，为历史电池热失控现象数量，，同理得到失控电芯在失控阶段中各历史时间点的鼓包体积变化程度系数、能见度变化程度系数和有害气体浓度变化程度系数，进而确定失控电芯在失控阶段中各历史时间点的参考温度、参考鼓包体积、参考环境能见度和参考有害气体浓度，由此形成失控电芯在失控阶段的温度曲线图、鼓包体积曲线图、环境能见度曲线图和有害气体浓度曲线图，进而构建电池组热失控模型。4.根据权利要求2所述的一种储能电站运行监测管理系统，其特征在于：所述对各电芯的局部热失控性能进行分析，具体分析为：提取各电芯在监测时间段内各时间点的鼓包体积，将其记为，，为各电芯的编号，，为各时间点的编号，并由此形成各电芯在监测时间段的鼓包体积曲线图，将其代入电池组热失控模型，得到各电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子；
提取各电芯在监测时间段内各时间点对应各图片区域的温度，筛选最高温度作为各电芯在监测时间段内各时间点的监测温度，将其记为，进而同理得到各电芯在监测时间段内温度对应热失控影响补偿因子；分析各电芯的局部热性能安全系数，分别为电芯鼓包体积、电芯温度对应的热性能影响权重，为时间点数量，为第i个电芯在监测时间段内第时间点的鼓包体积，分别为预设的电芯运行安全温度、电芯运行温度运行差值。5.根据权利要求4所述的一种储能电站运行监测管理系统，其特征在于：所述各电芯在监测时间段内鼓包体积对应热失控影响补偿因子分析方法为：从储能电站数据库中提取各次历史电池热失控现象中失控电芯对应的临界鼓包体积，筛选最小的临界鼓包体积作为失控电芯的参考临界鼓包体积，将其记为，并根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张幸，赵勇，孔德凯，王新，尚海岩，孟庆国，汪强，雷雨竹，
申请(专利权)人：中能建储能科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：