本發(fā)明涉及電能存儲系統(tǒng)，具體為一種大規(guī)模儲能電站運行監(jiān)測管理系統(tǒng)及管理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著清潔能源的不斷推廣和應(yīng)用，電化學(xué)儲能技術(shù)作為一種高效、靈活、可靠、低排放的能源儲存技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，電池壽命的管理和控制成為了儲能電站中的關(guān)鍵問題。電池壽命的短暫會導(dǎo)致電池需要更頻繁地更換，增加維護成本，而長期使用會導(dǎo)致電池性能下降，降低儲能電站的效率和可靠性。因此，考慮電池壽命對于儲能電站的長期運行至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的，公開號為cn116526529a的一種規(guī)?；瘍δ茈娬緝?yōu)化運行決策方法及系統(tǒng)，該方法包括：基于預(yù)設(shè)數(shù)量的充放電策略，將t時間段的充放電功率、環(huán)境散失熱量及制冷散失熱量輸入至儲能電站運行仿真模型，得到儲能電站電池的溫度、電流、端口電壓及荷電水平，進而得到電池容量損失；根據(jù)電池容量損失得到電池老化成本，基于充放電功率及預(yù)設(shè)數(shù)量的充放電策略得到能量套利；根據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)量的電池老化成本及能量套利得到預(yù)設(shè)數(shù)量的決策分數(shù)，根據(jù)基于決策分數(shù)的決策策略確定t時間段的最優(yōu)充放電策略。該方法綜合考慮了儲能電站運行過程的收益大小和老化成本，得到儲能電站運行控制的最優(yōu)策略，實現(xiàn)延長儲能電站的使用壽命及增大儲能電站收益的雙重優(yōu)化。

3、但是還存在如下不足，由上述的陳述可知，現(xiàn)有技術(shù)雖然考慮了環(huán)境散失熱量，但缺乏對電池組內(nèi)部各單體溫度分布的細致分析，未能有效監(jiān)測和管理電池組的熱均衡狀態(tài)，導(dǎo)致電池老化和性能下降的風(fēng)險未被及時識別，進而影響電池的充放電效率和能量存儲能力，從而影響電池的整體健康和使用壽命；收益評估主要集中在電池老化成本和能量套利的簡單結(jié)合，未能充分考慮電價波動、負荷需求等多種因素對收益的綜合影響，導(dǎo)致管理者無法全面評估儲能電站的經(jīng)濟效益，使儲能電站未能實現(xiàn)最佳的充放電策略。

4、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大規(guī)模儲能電站運行監(jiān)測管理系統(tǒng)及管理方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種大規(guī)模儲能電站運行監(jiān)測管理系統(tǒng)，包括：

4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集當(dāng)前時刻前t時間段內(nèi)的儲能電站的特性參數(shù)，以及當(dāng)前時刻的外部環(huán)境參數(shù)，所述儲能電站的特性參數(shù)包括電池組狀態(tài)、電池組的各單體運行溫度，所述電池組狀態(tài)包括電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓、輸出功率和充放電循環(huán)次數(shù)，所述外部環(huán)境參數(shù)包括儲能電站的溫度、儲能電站的濕度、電價和負荷需求量；

5、模型構(gòu)建模塊，用于將前t時間段內(nèi)電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓、輸出功率和充放電循環(huán)次數(shù)作為輸入，電池組的健康系數(shù)作為標簽，電池組的健康系數(shù)由專家組評定，對電池組的健康狀態(tài)模型進行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練完成后的模型，將當(dāng)前時刻電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓和充放電循環(huán)次數(shù)輸入到電池組的健康狀態(tài)模型中，獲取當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)；

6、數(shù)據(jù)處理模塊，用于將當(dāng)前時刻采集的電池組的各單體運行溫度進行數(shù)據(jù)處理，獲取電池組中所有單體的平均溫度，根據(jù)所有單體的平均溫度，計算單體溫度與平均溫度之間的標準差，依據(jù)該標準差，獲取當(dāng)前時刻電池組的熱均衡系數(shù)；

7、系數(shù)修正模塊，用于將當(dāng)前時刻儲能電站的溫度和濕度進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)，將當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)和熱均衡系數(shù)，以及儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前儲能電站的綜合健康系數(shù)；

8、評估模塊，用于將當(dāng)前時刻儲能電站的綜合健康系數(shù)和電價、負荷需求量進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的收益指數(shù)，根據(jù)該收益指數(shù)，評估該儲能電站的收益情況。

9、進一步地，電池組的健康狀態(tài)模型采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用基于多層感知器的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，所述多層感知器的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、第一隱藏層、第二隱藏層、第三隱藏層和輸出層，所述第一隱藏層、第二隱藏層和第三隱藏層均具有至少兩個神經(jīng)元，且均采用relu作為激活函數(shù)。

10、進一步地，將當(dāng)前時刻采集的電池組的各單體運行溫度進行數(shù)據(jù)處理，獲取電池組中所有單體的平均溫度，根據(jù)所有單體的平均溫度，計算單體溫度與平均溫度之間的標準差，依據(jù)該標準差，獲取當(dāng)前時刻電池組的熱均衡系數(shù)，具體的過程如下：

11、收集當(dāng)前時刻電池組中每個單體的運行溫度，假設(shè)電池組中有n個單體，單體的溫度數(shù)據(jù)為；

12、計算所有單體溫度的平均值，依據(jù)的公式如下：

13、；

14、其中，為所有單體溫度的平均值，為第個單體的溫度，為電池組中單體的索引，的取值范圍為，為電池組中單體的數(shù)量；

15、計算所有單體溫度與平均溫度之間的標準差，依據(jù)的公式如下：

16、；

17、其中，為所有單體溫度與平均溫度之間的標準差；

18、根據(jù)標準差計算熱均衡系數(shù)，依據(jù)的公式如下：

19、；

20、其中，為當(dāng)前時刻電池組的熱均衡系數(shù)。

21、進一步地，將當(dāng)前時刻儲能電站的溫度和濕度進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)，具體的過程如下：

22、；

23、其中，為當(dāng)前時刻儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)，為當(dāng)前時刻儲能電站的溫度，為當(dāng)前時刻儲能電站的濕度，為當(dāng)前時刻儲能電站的溫度的權(quán)重系數(shù)，為當(dāng)前時刻儲能電站的濕度的權(quán)重系數(shù)，為儲能電站的適宜溫度，為儲能電站的適宜濕度，為常數(shù)項，，設(shè)置。

24、進一步地，將當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)和熱均衡系數(shù)，以及儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前儲能電站的綜合健康系數(shù)，具體的過程如下：

25、；

26、其中，為當(dāng)前儲能電站的綜合健康系數(shù)，為當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)，為當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)的權(quán)重系數(shù)，為當(dāng)前時刻電池組的熱均衡系數(shù)的權(quán)重系數(shù)，為儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)的權(quán)重系數(shù)，，；

27、綜合健康系數(shù)的取值范圍在0到1的范圍內(nèi)；

28、當(dāng)接近0，說明電池組不健康，由于電池老化、溫度不均勻和不良環(huán)境條件導(dǎo)致；

29、當(dāng)接近1，說明電池組健康，表現(xiàn)出良好的性能，溫度均衡且環(huán)境條件適宜。

30、進一步地，將當(dāng)前時刻儲能電站的綜合健康系數(shù)和電價、負荷需求量進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的收益指數(shù)，并根據(jù)該收益指數(shù)，評估該儲能電站的收益情況，依據(jù)的公式如下：

31、；

32、其中，為當(dāng)前時刻儲能電站的收益指數(shù)，為當(dāng)前時刻的電價，為當(dāng)前時刻的負荷需求量，為綜合健康系數(shù)的指數(shù)，；

33、的值域為[0,10)，這個范圍內(nèi)的不同值反映儲能電站的經(jīng)濟績效：

34、當(dāng)接近0：表示儲能電站的收益接近零，由于低電價、低負荷需求或電池健康狀況不佳導(dǎo)致；

35、當(dāng)接近10：表示儲能電站的收益非常高，意味著同時存在高電價、高負荷需求以及良好的電池健康狀況。

36、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：

37、一種大規(guī)模儲能電站運行監(jiān)測管理方法，所述系統(tǒng)用于執(zhí)行上述任一所述的一種大規(guī)模儲能電站運行監(jiān)測管理系統(tǒng)，具體步驟包括：

38、s1.采集當(dāng)前時刻前t時間段內(nèi)的儲能電站的特性參數(shù)，以及當(dāng)前時刻的外部環(huán)境參數(shù)，所述儲能電站的特性參數(shù)包括電池組狀態(tài)、電池組的各單體運行溫度，所述電池組狀態(tài)包括電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓、輸出功率和充放電循環(huán)次數(shù)，所述外部環(huán)境參數(shù)包括儲能電站的溫度、儲能電站的濕度、電價和負荷需求量；

39、s2.將前t時間段內(nèi)電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓、輸出功率和充放電循環(huán)次數(shù)作為輸入，電池組的健康系數(shù)作為標簽，電池組的健康系數(shù)由專家組評定，對電池組的健康狀態(tài)模型進行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練完成后的模型，將當(dāng)前時刻電池組的實際可用容量、靜態(tài)狀態(tài)下的電壓和充放電循環(huán)次數(shù)輸入到電池組的健康狀態(tài)模型中，獲取當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)；

40、s3.將當(dāng)前時刻采集的電池組的各單體運行溫度進行數(shù)據(jù)處理，獲取電池組中所有單體的平均溫度，根據(jù)所有單體的平均溫度，計算單體溫度與平均溫度之間的標準差，依據(jù)該標準差，獲取當(dāng)前時刻電池組的熱均衡系數(shù)；

41、s4.將當(dāng)前時刻儲能電站的溫度和濕度進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)，將當(dāng)前時刻電池組的健康系數(shù)和熱均衡系數(shù)，以及儲能電站的環(huán)境影響系數(shù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前儲能電站的綜合健康系數(shù)；

42、s5.將當(dāng)前時刻儲能電站的綜合健康系數(shù)和電價、負荷需求量進行數(shù)據(jù)分析和處理，獲取當(dāng)前時刻儲能電站的收益指數(shù)，根據(jù)該收益指數(shù)，評估該儲能電站的收益情況。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

44、本發(fā)明通過數(shù)據(jù)處理模塊能夠?qū)崟r獲取各單體的運行溫度，并計算平均溫度及其標準差，從而準確評估熱均衡系數(shù)，有助于及時識別電池老化和性能下降的風(fēng)險，提高電池的充放電效率和能量存儲能力，維護電池的整體健康與使用壽命，系數(shù)修正模塊通過對環(huán)境參數(shù)的分析，生成環(huán)境影響系數(shù)，進而結(jié)合健康系數(shù)和熱均衡系數(shù)，提供儲能電站的綜合健康評估，這種全面的環(huán)境分析確保儲能電站在不同氣候條件下的可靠和安全運行，評估模塊結(jié)合綜合健康系數(shù)、電價和負荷需求，提供更全面的收益指數(shù)評估，使得管理者能夠更準確地了解儲能電站的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)最佳的充放電策略。