【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的储能电站全生命周期监测系统及方法
[0001]本专利技术涉及储能电站管理
，具体为一种基于数字孪生的储能电站全生命周期监测系统及方法
。
技术介绍
[0002]储能技术是支撑能源高质量发展的重要技术，其中对储能电站的管理是储能技术的重要环节
。
储能电站是通过电化学电池或电磁能量存储介质进行可循环电能存储
、
转换及释放的设备系统
。
在信息化平台上创建储能电站的数字孪生体，可在不影响设备实体的情况下对设备进行测试与仿真，通过模拟结果提升决策水平
。
[0003]目前对储能电站中电力设备的生命周期监管存在不准确和不充分的情况，例如若干个电能储存设备连接在同一个电力传输中继设备上，当电力传输中继设备中发现告警信息，告警信息并不是该电力传输中继设备自身原因，而是由多个电能储存设备运行状态参数叠加产生，有关检修人员在故障排查过程中要对连接在该电力传输中继设备上的所有电能储存设备进行排查，目的性不明确存在大量无效工作
。
专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于数字孪生的储能电站全生命周期监测系方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤
S100
：从储能电站实体中，获取储能电站中各个电力设备间的连接关系和各个电力设备的历史运行记录，建立与储能电站实体对应的储能电站的数字孪生模型；步骤
S200
：获取储能电站中电力设备的表示性能下降的指示信息，将出现所述指示信息的电力设备设置为第一检测设备，当第一检测设备自身存在性能下降的问题时，获取所述指示信息指示的设备运行参数项的数据组，计算相邻时间周期中数据组中数据与数据对应时间的平均变化关系，当所述指示信息指示的设备运行参数项的数据的变化特征为设备老化的故障特征时，进入步骤
S300
；步骤
S300
：将引起第一检测设备产生所述指示信息的设备设置为源设备，获取所述指示信息指示的设备运行参数项的历史运行记录，通过分析所述历史运行记录的数据随时间变化关系的稳定特征和趋势特征，计算第一检测设备的第一特征评估值；步骤
S400
：获取第一检测设备各个输入端口的输入数据随时间变化的输入函数，提取各个输入函数的函数特征，在数字孪生模型中，对各个输入函数的函数特征进行特征放大，输入第一检测设备对应的数字孪生体中，获取第一检测设备对应的数字孪生体的输出端的输出函数，比较输出函数与第一检测设备实体产生的历史运行记录的相似度，判断源设备的方向；步骤
S500
：根据源设备的方向，从电力设备的连接关系获取下一检测的设备，下一检测设备替代第一检测设备，重复步骤
S200
至步骤
S400
中的方法，当某个源设备的连接方向上的某个第一检测设备自身存在性能下降的问题时，将所述的某个第一检测设备设置为所述某个源设备的连接方向上的源设备，停止获取下一检测的设备，汇集所有源设备方向上的源设备，得到性能下降的设备列表，提交至相关管理人员
。2.
根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的储能电站全生命周期监测系方法，其特征在于：步骤
S200
包括：步骤
S201
：获取储能电站中电力设备的表示性能下降的指示信息，将出现所述指示信息的电力设备设置为第一检测设备，当所述电力设备某项运行参数的运行数值达到阈值时，会发出性能下降的指示信息，在相关检修人员确认第一检测设备自身存在性能下降的问题时进入步骤
S202
；步骤
S202
：设置运行数据管理周期，根据运行数据管理周期的时间长度，将所述指示信息指示的设备运行参数项的历史记录划分为时间长度相同的历史记录片段；步骤
S203
：获取若干个连续的历史记录片段，从各个历史片段中提取所述指示信息指示的设备运行参数项的数据和对应时刻，计算历史片段中同一相邻两个数据的变化率，计算同一历史片段中相邻两个数据的变化率的平均值；步骤
S204
：当若干个连续历史片段的数据的变化率的平均值同时大于0或同时小于0时，计算每个片段数据的平均值，从第
x
个历史片段至第
x+q
个历史片段中，当
r
x
＜
r
x+1
＜
r
x+2
＜
…
＜
r
x+q
＜
δ1或
u
x
＞
u
x+1
＞
u
x+2
＞
…
＞
u
x+q
＞
δ2时，其中，
r
表示一种因为设备老化而数值上升的运行参数项，
r
x
表示在第
x
个历史片段中
r
的平均值，
u
表示一种因为设备老化而数值下降的运行参数项，
u
x
表示在第
x
个历史片段中
u
的平均值，
δ1表示
r
对应的上界阈值，
δ2表示
u
对应的下界阈值，判断历史记录对应数据的变化特征呈现出逐渐向所述告警阈值靠近趋
势，判断所述指示信息指示的设备运行参数项的数据表现出设备老化的故障特征
。3.
根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的储能电站全生命周期监测系方法，其特征在于：步骤
S300
包括：步骤
S301
：获取所述指示信息指示的设备运行参数项在若干个运行参数管理周期的历史记录，绘制所述历史记录中，所述指示信息指示的设备运行参数项的数据有关时间维度变化的图像，记为第一特征图像；步骤
S302
：计算第一特征图像中表示数据稳定的特征值
K1和第一特征图像中表示趋势的特征值
K2；步骤
S303
：计算特征评估值
H
，
H
＝
α
×
K1+
β
×
K2，其中
α
和
β
分别为
K1和
K2的权重系数，第一图像的特征评估值为第一特征评估值
。4.
根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的储能电站全生命周期监测方法，其特征在于：步骤
S400
包括：步骤
S401
：获取第一检测设备各个输入端口的输入函数，得到一个输入函数组
{f1,f2,f3，
……
，
f
n
},
其中，
f1,f2,f3，
……
，
f
n
分别表示第一检测设备的第1个
、
第2个
、
第3个
、
……
，第
n
个输入端口对应的输入函数，所述输入函数为第一检测设备输入端口对应输入参数关于时间变化的函数，提取各个输入函数的函数特征，在某个放大倍率下，对所述输入函数中的其中一个输入函数的特征进行放大，得到所述其中一个输入函数在特征放大后的放大函数，其中第
k
个端口对应的输入函数在经过特征放大后得到
f
*k
，
k≤n
，将
f
*k
代替函数组
{f1,f2,f3，
……
，
f
n
}
中的
f
k
，输入第一检测设备对应的数字孪生体中，得到输入函数组
{f1,f2,f3，
…
，
f
*k
，
…
f
n
}
对应的输出函数，计算输入函数组
{f1,f2,f3，
…
，
f
*k
，
…
f
n
}
对应的输出函数的特征评估值；步骤
S402
：将
{f1,f2,f3，
……
，
f
n
}
中各个函数的函数特征按照
f
k
→
f
*k
放大关系对应的放大倍率依次放大，得到所述某个放大倍率条件下的一组特征评估值，在每组特征评估值中，将与第一特征评估值差值绝对值最小的特征评估值对应的输出函数作为备选函数，产生备选函数时所放大的输入函数对应的输入端口作为备选端口；步骤
S403
：对备选端口进行获取，在所有输入端端口中排除备选端口，得到下一组输入端口组，提升特征放大的放大倍率，将下一组输入端口组中各个端口对应的输入函数按照提升后的放大倍率放大，重复步骤
S401
至步骤
S402
，当获取到若干个备选端口后停止循环，将获取到的备选端口汇入第一备选端口组；步骤
S404
：获取第一备选端口组中各个端口对应的输入函数组成第一备选函数组
{g1，
g2，
g3，
……
，
g
m
}
，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丁魁，
申请(专利权)人：雷玺智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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