本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能，尤其涉及一種電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域涉及利用電化學(xué)裝置存儲(chǔ)能量的技術(shù)和方法。此領(lǐng)域的核心技術(shù)包括于各種類(lèi)型的電池，如鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池等。電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備能夠在需要時(shí)釋放存儲(chǔ)的電能，支持從便攜式電子設(shè)備到電動(dòng)汽車(chē)，再到大規(guī)模電網(wǎng)儲(chǔ)能的廣泛應(yīng)用。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源系統(tǒng)以及大規(guī)模電網(wǎng)調(diào)節(jié)和儲(chǔ)能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，有效支持了能源的可持續(xù)發(fā)展和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、其中，電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)是用于優(yōu)化和控制電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備的工作狀態(tài)、能量輸入輸出以及環(huán)境參數(shù)，使用數(shù)據(jù)分析來(lái)優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電過(guò)程，提高能源使用效率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。應(yīng)用范圍包括電網(wǎng)調(diào)節(jié)、可再生能源系統(tǒng)的能量平衡、以及提升電動(dòng)車(chē)和移動(dòng)設(shè)備的電池性能和可靠性。系統(tǒng)關(guān)鍵在于其能夠確保儲(chǔ)能設(shè)備在復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中高效、穩(wěn)定且安全地運(yùn)行。

3、傳統(tǒng)管理系統(tǒng)缺乏對(duì)設(shè)備狀態(tài)的深入監(jiān)控和實(shí)時(shí)的性能調(diào)整能力，導(dǎo)致電池等儲(chǔ)能設(shè)備在面對(duì)環(huán)境變化或負(fù)載波動(dòng)時(shí)，無(wú)法有效調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，降低了設(shè)備的運(yùn)行效率和壽命，傳統(tǒng)系統(tǒng)在故障發(fā)生后的響應(yīng)措施多局限于后處理，而非預(yù)防，延誤了故障處理的時(shí)效性，增加了維護(hù)成本，限制了技術(shù)的廣泛應(yīng)用和長(zhǎng)期可靠性，無(wú)法滿足穩(wěn)定性和安全性的應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用的智能管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊基于電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備，通過(guò)ems、bms中獲取對(duì)應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，提取電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)，收集電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備工作環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一與時(shí)間同步處理，得到狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集；

4、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制模塊基于所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，評(píng)估負(fù)載變化趨勢(shì)與負(fù)載波動(dòng)，調(diào)整電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的放電參數(shù)，得到放電調(diào)節(jié)指令；

5、故障診斷分析模塊基于所述放電調(diào)節(jié)指令和狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，評(píng)估電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的偏差，識(shí)別電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的異常模式，定位故障類(lèi)型和位置，得到故障診斷信息；

6、應(yīng)急響應(yīng)模塊基于所述故障診斷信息，對(duì)存在故障的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行隔離，制定對(duì)應(yīng)的檢修措施，得到故障響應(yīng)措施；

7、健康監(jiān)控分析模塊基于所述故障響應(yīng)措施，評(píng)估電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的電池健康狀況，預(yù)測(cè)電池性能衰退趨勢(shì)和剩余壽命，調(diào)整電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的維護(hù)與更換周期，得到電池健康監(jiān)測(cè)信息；

8、充放電策略模塊基于所述電池健康監(jiān)測(cè)信息，結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的負(fù)荷數(shù)據(jù)，對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的電池充放電周期進(jìn)行調(diào)整，生成優(yōu)化充放電策略。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集包括電壓等級(jí)、電流強(qiáng)度、溫度讀數(shù)、環(huán)境濕度和環(huán)境壓力，所述放電調(diào)節(jié)指令包括調(diào)整后的放電速率、放電深度和能量分配信息，所述故障診斷信息包括故障類(lèi)型信息、故障位置信息和故障原因信息，所述故障響應(yīng)措施包括設(shè)備隔離措施和安全檢查措施，所述電池健康監(jiān)測(cè)信息包括電池壽命信息、性能衰退趨勢(shì)和維護(hù)計(jì)劃，所述優(yōu)化充放電策略包括優(yōu)化后的充電時(shí)間點(diǎn)、放電策略和能效優(yōu)化措施。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊包括：

11、設(shè)備參數(shù)記錄子模塊基于電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄設(shè)備運(yùn)行中的基本電氣參數(shù)，包括電壓大小、電流強(qiáng)度和設(shè)備核心部分的溫度變化，得到設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；

12、環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊基于電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，收集電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備工作環(huán)境的溫度和濕度數(shù)據(jù)，得到環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)；

13、時(shí)間同步處理子模塊基于所述設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間戳標(biāo)記，優(yōu)化數(shù)據(jù)的時(shí)間一致性和準(zhǔn)確性，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，得到狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制模塊包括：

15、負(fù)載分析子模塊基于所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，分析電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)和歷史負(fù)載數(shù)據(jù)，識(shí)別設(shè)備負(fù)載的變化趨勢(shì)和周期性波動(dòng)，得到負(fù)載趨勢(shì)分析結(jié)果；

16、參數(shù)調(diào)整子模塊基于所述負(fù)載趨勢(shì)分析結(jié)果，調(diào)整電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)的放電參數(shù)，包括放電電壓和電流，匹配當(dāng)前負(fù)載變化，獲取實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整信息；

17、需求匹配子模塊基于所述實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整信息，分析未來(lái)時(shí)段的能源需求，預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)載情況，調(diào)整電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，匹配未來(lái)時(shí)段的負(fù)載需求，得到放電調(diào)節(jié)指令。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述故障診斷分析模塊包括：

19、運(yùn)行數(shù)據(jù)分析子模塊基于所述放電調(diào)節(jié)指令和狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，分析電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，比較當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)與歷史標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，識(shí)別數(shù)據(jù)偏差，分析識(shí)別數(shù)據(jù)偏差程度，得到數(shù)據(jù)偏差識(shí)別結(jié)果；

20、異常模式識(shí)別子模塊基于所述數(shù)據(jù)偏差識(shí)別結(jié)果，對(duì)偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行模式分析，與數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的故障模式進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估故障模式的匹配度，識(shí)別匹配的異常模式，得到異常模式匹配信息；

21、故障定位分析子模塊基于所述異常模式匹配信息，根據(jù)故障的類(lèi)型和位置，分析故障的原因和影響，得到故障診斷信息。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述評(píng)估故障模式的匹配度的計(jì)算公式為：

23、

24、其中，代表異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)測(cè)值，代表數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的故障模式中數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值，代表數(shù)據(jù)偏差維度的權(quán)重，代表數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，代表數(shù)據(jù)維度總數(shù)，為故障模式的匹配度。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述應(yīng)急響應(yīng)模塊包括：

26、故障隔離子模塊基于所述故障診斷信息，對(duì)存在故障的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行隔離，阻斷故障電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的連接，得到隔離操作執(zhí)行信息；

27、安全監(jiān)測(cè)子模塊基于所述隔離操作執(zhí)行信息，對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行監(jiān)控，檢查是否存在潛在的安全問(wèn)題，得到安全監(jiān)測(cè)記錄；

28、檢修措施制定子模塊基于所述安全監(jiān)測(cè)記錄，制定對(duì)應(yīng)的檢修措施，包括故障設(shè)備的維修時(shí)間、所需材料和技術(shù)人員安排，得到故障響應(yīng)措施。

29、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述健康監(jiān)控分析模塊包括：

30、電池狀態(tài)評(píng)估子模塊基于所述故障響應(yīng)措施，結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)電池的內(nèi)阻、電壓波動(dòng)和充放電頻率進(jìn)行分析，通過(guò)比對(duì)歷史性能數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，計(jì)算電池的健康指數(shù)，評(píng)估電池當(dāng)前的健康狀態(tài)，得到電池健康狀況指標(biāo)；

31、性能衰退預(yù)測(cè)子模塊基于所述電池健康狀況指標(biāo)，分析電池性能隨時(shí)間的衰退趨勢(shì)，結(jié)合電池歷史使用數(shù)據(jù)和充放電循環(huán)，預(yù)測(cè)電池的剩余壽命和未來(lái)性能表現(xiàn)，得到性能衰退預(yù)測(cè)結(jié)果；

32、維護(hù)周期調(diào)整子模塊基于所述性能衰退預(yù)測(cè)結(jié)果，調(diào)整電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的維護(hù)和更換周期，制定匹配預(yù)測(cè)性能衰退的維護(hù)計(jì)劃，優(yōu)化運(yùn)行效率，并延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，得到電池健康監(jiān)測(cè)信息。

33、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述計(jì)算電池的健康指數(shù)的公式為：

34、

35、其中，代表電池的內(nèi)阻測(cè)量值，代表電池電壓波動(dòng)范圍，代表電池在測(cè)試期間的平均電壓，代表充放電頻率，、和為權(quán)重系數(shù)，為電池的健康指數(shù)。

36、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述充放電策略模塊包括：

37、負(fù)荷數(shù)據(jù)分析子模塊基于所述電池健康監(jiān)測(cè)信息，結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)，分析電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備在差異化運(yùn)行時(shí)段的能量需求，識(shí)別能量使用高峰和低谷，得到負(fù)荷需求分析結(jié)果；

38、充電調(diào)整子模塊基于所述負(fù)荷需求分析結(jié)果，調(diào)整電池的充電速率和放電深度，平衡負(fù)載需求和電池壽命，得到充電參數(shù)調(diào)整結(jié)果；

39、電池優(yōu)化策略子模塊基于所述充電參數(shù)調(diào)整結(jié)果，進(jìn)行電池的能效優(yōu)化，分析電池的響應(yīng)效率和能耗數(shù)據(jù)，調(diào)整電池運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化電池性能與能效，生成優(yōu)化充放電策略。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

41、本發(fā)明中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備的關(guān)鍵性能參數(shù)如電壓、電流和溫度，并結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)外部和內(nèi)部的變化，提升了設(shè)備的響應(yīng)速度和預(yù)防性維護(hù)能力，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，通過(guò)及時(shí)調(diào)整放電參數(shù)以適應(yīng)即將到來(lái)的負(fù)載需求，避免過(guò)度放電和潛在的設(shè)備損害，有效延長(zhǎng)了電池的使用壽命并優(yōu)化了能源消耗，通過(guò)對(duì)電池健康狀況的分析，能預(yù)測(cè)電池性能的衰退趨勢(shì)，能根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整維護(hù)周期，減少了突發(fā)故障的風(fēng)險(xiǎn)，并降低了維護(hù)成本，提高了電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定性和安全性，支持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。