CN105223514B - 大容量储能设备的可靠性判断方法 - Google Patents

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Abstract

一种大容量储能设备的可靠性判断方法，储能电站自动化监控***采集各电池堆、电池族以及电池单体的电压、电流、功率，通过计算模块自动完成大容量储能设备可靠性评价指标的计算，然后经过限值告警模块对评价指标进行与预定限值的比较，判断出指标是否异常，如果异常则给出告警提示，对计算结果和评价结果进行历史存储，提供历史查询、报表制作，告警提示功能。该方法实现了大容量储能站的可靠性指标的判断，对于指标异常时会给出告警，同时也大大减少了以往操作人员手动计算评价指标的工作量，提高了工作效率，将手动计算带来的错误降到最低，提高了计算结果的准确率。

Description

大容量储能设备的可靠性判断方法
技术领域
本发明属于电力***变电站自动化技术领域，特别是涉及大容量储能设备的可靠性判断方法。
背景技术
大容量电池储能设备的可靠性评价是电力可靠性管理的一项重要内容，对大容量电池储能设备可靠性的统计、分析以及评价为电池储能站电站的运行管理提供了技术支撑。
传统的可靠性评价主要依靠人为的去统计各种计算参数，按照每个指标的计算公式去手动计算，统计和计算的过程都十分繁琐。并且储能站需要每隔一段时间都计算一次评价指标，增加了很多的工作量。由于是人为的操作，出错的可能性比较大，计算的结果不能很好的保存，无法查看之前的计算结果。并且无法评价出指标是否异常，无法给出告警提示，不利于运行人员发现异常状况。本发明主要解决统计和计算的复杂程度，以及自动判断出指标是否异常，给出告警提示，过程完全由程序自动化处理，只需要操作人员输入必须的参数，其余的过程完全自动化，并且可以对历史结果进行存储，制作报表、查看实时、历史曲线，越限告警等。根据需要可以将结果直观的展示在变电站监控界面中，方便查看。
发明内容
本发明需要解决的技术问题：在现有的大容量储能电站中没有一种大容量储能的可靠性判断方法，在可靠性指标异常时没有告警提示，对设备的长期稳定运行十分不利。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种大容量储能设备的可靠性判断方法，其特征在于：储能电站自动化监控***采集各电池堆、电池族以及电池单体的电压、电流、功率，通过计算模块自动完成大容量储能设备可靠性评价指标的计算，然后经过限值告警模块对评价指标进行与预定限值的比较，判断出指标是否异常，如果异常则给出告警提示，对计算结果和评价结果进行历史存储，提供历史查询、报表制作，告警提示功能。
一种大容量储能设备的可靠性判断方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)储能电站自动化监控***采集电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率；
(2)在储能电站自动化监控***实时库中添加一个虚拟的通信单元，在该通信单元中添加32个遥测点，每一个遥测点都与一个可靠性评价指标相对应，遥测点的别名与评价指标的名称相同；
(3)向储能电站自动化监控***录入非计划停运小时、强迫停运次数两项参数，其中，所述非计划停运小时指储能设备处于非计划停运状态的小时数，强迫停运次数指储能设备处于非计划停运的次数之和；
(4)在储能电站自动化监控***的图形界面中绘制这32个遥测点，并关联对应的可靠性评价指标，以便图形能够显示并实时刷新可靠性评价性指标；
(5)根据步骤(1)采集的电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率和步骤(3)的录入的参数对32个遥测点对应的32个可靠性评价指标进行计算；
(6)将步骤(5)所得到的计算结果保存到所述实时库中，并将计算结果与步骤(4)中添加的遥测点对应起来，映射到图形界面中绘制的遥测点中；
(7)在所述图形界面中，将每一个可靠性评价指标的计算结果与预设的对应阈值进行比较，如果大于阈值则判断为该项可靠性评价指标超标，并在图形界面中的对应遥测点进行红色显示；当8个指标超标时，发储能设备报警信号；当16个指标超标时，储能设备需要立即停运检修。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法实现了大容量储能***的可靠性判断，在指标异常时会自动给出告警提示，方便运行人员迅速定位有异常的设备，从而快速解决故障问题，使指标恢复正常，并且也大大减少了以往操作人员手动计算评价指标的工作量。
附图说明
图1为本发明大容量储能的可靠性判断方法流程示意图；
图2为实现本发明判断方法所采用的***结构示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图并结合具体实例对发明的技术方案作进一步详细说明。
如图2所示为实现本发明判断方法所采用的***结构示意图，图中描述了整个方法的实现流程，监控***采集电流、电压和功率等数据，储能站现场运维人员输入储能站运行现场的各项参数，计算模块根据已知的可靠性评价指标计算公式自动计算结果，将结果存储在实时数据库中。图形、历史存储、报表等线程以数据库中的数据为基础进行相应的操作，同时将计算结果发送给限值告警模块，比较阈值后，判断出指标是否异常，如果异常则给出告警提示。
根据实时数据与手动输入的数据程序可以自动计算出可靠性评价指标，将计算结果保存到实时库。在实时展示的同时，辅以实时曲线，直观的显示计算结果。在实时库保存的同时，计算结果保存在历史数据库中，借助历史存储数据，可以获取计算的历史曲线和制作报表等。
如附图1所示为大容量储能设备的可靠性判断方法的流程示意图，其具体步骤如下：
步骤1：储能电站自动化监控***采集电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率；
所述步骤1的方法为：储能电站自动化监控***通过IEC61850协议采集电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率等数据，这些数据会保存在实时数据库中。
步骤2：添加虚拟通讯单元
所述步骤2的添加虚拟通讯单元的方法为：在储能电站自动化监控***的实时库中添加一个虚拟的通信单元，在该通信单元中添加32个遥测点，每一个遥测点都与一个可靠性评价指标相对应，遥测点的别名与评价指标的名称相同。
其中32个可靠性评价指标如下：
1、计划停运系数：(计划停运小时/统计期间小时)×100％
2、非计划停运系数：(非计划停运小时/统计期间小时)×100％
3、强迫停运系数：(强迫停运小时/统计期间小时)×100％
4、可用系数：(储能单元处于可用状态小时/统计期间小时)×100％
5、运行系数：(储能单元处于运行状态小时/统计期间小时)×100％
6、利用系数：(储能单元毛实际传输电量折合成毛最大容量时的运行小时数/统计期间小时)×100％
7、有功出力系数
8、无功出力系数
9、强迫停运率：(强迫停运小时/(强迫停运小时+储能单元处于运行状态小时))×100％
10、等效强迫停运率
11、计划停运率
12、非计划停运率
13、强迫停运发生率
14、暴露率：(储能单元处于运行状态的小时数/储能单元处于可用状态的小时数)×100％
15、平均计划停运间隔时间
16、平均非计划停运间隔时间
17、平均计划停运小时
18、平均非计划停运小时
19、平均连续可用小时
20、平均无故障可用小时数
21、启动可靠度：(启动成功次数/(成功次数+失败次数))×100％
22、应急启动可靠度：(应急启动成功次数/(应急启动次数))×100％
23、充放电系数
24、能量可用率
25、能量不可用率
26、电池年失效率：(统计期间失效的电池单体数量/电池***中电池单体的总数量)×100％
27、储能单元充放电能量衰减率：(储能单元实际可放电量/储能单元初始可放电量)×100％
28、应急有功出力系数
29、应急无功出力系数
30、电池簇年平均故障系数
31、电池簇年平均可用小时
32、应急能量系数：(应急传输有功量/(实际放电量+实际充电量))×100％
步骤3：向储能电站自动化监控***录入非计划停运小时、强迫停运次数两项参数，其中，所述非计划停运小时指储能设备处于非计划停运状态的小时数，强迫停运次数指储能设备处于非计划停运的次数之和；
步骤4：绘制遥测图形并关联遥测点
在储能电站自动化监控***中绘制可靠性指标的显示图形，并关联到实时库中的遥测点上，当实时库中的遥测值更新时界面自动刷新显示，可以直观的看到可靠性评价指标的变化。
步骤5：自动计算模块计算评价指标
所述步骤5的方法为：在完成步骤4之后，计算模块会根据步骤1采集的数据和步骤3人工输入的参数数据进行可靠性评价指标进行计算，计算出可靠性评价指标，并且会把计算结果保存在实时数据库中。
步骤6：将步骤5所得到的计算结果保存到储能电站自动化监控***的实时库中，与步骤(2)中添加的遥测点对应起来，将结果映射到步骤(4)在图形界面中绘制的遥测点中，实现界面的实时显示。
步骤7：超过限值告警显示
所述步骤7的方法为：在所述图形界面中，将每一个可靠性评价指标的计算结果与预设的对应阈值进行比较，如果大于阈值则判断为该项可靠性评价指标超标，并在图形界面中的对应遥测点进行红色显示；当8个指标超标时，发储能设备报警信号；当16个指标超标时，储能设备需要立即停运检修。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种大容量储能设备的可靠性判断方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)储能电站自动化监控***采集电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率；
(2)在储能电站自动化监控***实时库中添加一个虚拟的通信单元，在该通信单元中添加预设的遥测点，每一个遥测点都与一个可靠性评价指标相对应，遥测点的别名与评价指标的名称相同,所述预设的遥测点为32个；
(3)向储能电站自动化监控***录入非计划停运小时、强迫停运次数两项参数，其中，所述非计划停运小时指储能设备处于非计划停运状态的小时数，强迫停运次数指储能设备处于非计划停运的次数之和；
(4)在储能电站自动化监控***的图形界面中绘制所述预设的遥测点，并关联对应的可靠性评价指标，以便图形能够显示并实时刷新可靠性评价指标；
(5)根据步骤(1)采集的电池堆、电池簇、电池单体的电流、电压和功率和步骤(3)的录入的参数对所述预设的遥测点对应的可靠性评价指标进行计算；
(6)将步骤(5)所得到的计算结果保存到所述实时库中，并将计算结果与步骤(4)中添加的遥测点对应起来，映射到图形界面中绘制的遥测点中；
(7)在所述图形界面中，将每一个可靠性评价指标的计算结果与预设的对应阈值进行比较，如果大于阈值则判断为该项可靠性评价指标超标，并在图形界面中的对应遥测点进行红色显示；当8个指标超标时，发储能设备报警信号；当16个指标超标时，储能设备需要立即停运检修。
2.根据权利要求1所述的可靠性判断方法，其特征在于：
其中，所述预设的遥测点为如下32个可靠性评价指标：
(1)计划停运系数；
(2)非计划停运系数；
(3)强迫停运系数；
(4)可用系数；
(5)运行系数；
(6)利用系数；
(7)有功出力系数；
(8)无功出力系数；
(9)强迫停运率；
(10)等效强迫停运率；
(11)计划停运率；
(12)非计划停运率；
(13)强迫停运发生率；
(14)暴露率；
(15)平均计划停运间隔时间；
(16)平均非计划停运间隔时间；
(17)平均计划停运小时；
(18)平均非计划停运小时；
(19)平均连续可用小时；
(20)平均无故障可用小时数；
(21)启动可靠度；
(22)应急启动可靠度；
(23)充放电系数；
(24)能量可用率；
(25)能量不可用率；
(26)电池年失效率；
(27)储能单元充放电能量衰减率；
(28)应急有功出力系数；
(29)应急无功出力系数；
(30)电池簇年平均故障系数；
(31)电池簇年平均可用小时；
(32)应急能量系数。
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