本发明涉及电池管理,具体涉及一种全钒液流电池管理方法及系统。
背景技术:
1、全钒液流电池采用钒离子在电解液中进行氧化还原反应来存储能量。在使用全钒液流电池时,需要定期进行深度充放电循环控制,深度充放电循环可以帮助清除电池内部的氧化物,恢复电极活性,提高电池的性能和循环寿命,但不同状态下的电池,其深度充放电循环的周期也不相同,如何根据电池状态进行优化调整十分重要。
2、传统技术中主要是电池管理人员根据电池的使用状态进行电池深度充放电循环周期的调整,电池管理人员需要根据自身经验和电池的运行参数判断电池的状态,没有统一的判断标准,无法保障判断结果的科学性和准确性,从而无法实现电池深度充放电循环周期的精准调控,影响电池的性能和寿命,此外,电池每次循环时所展现的参数,代表着电池深度充放电后的效果,传统技术中,并没有根据电池每次循环后的效果,评估电池在充放电循环周期的循环效果,从而无法判定电池的充放电循环周期是否需要调整,无法积极地对充放电循环周期进行调整,也无法确保电池性能的稳定性和运行的高效性,影响使用寿命。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足,本发明的目的在于提供一种全钒液流电池管理方法及系统。
2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:第一方面,本发明提供一种全钒液流电池管理方法,包括如下步骤:s1、电池循环:在维护周期内按照预设的循环周期,确认全钒液流电池各次循环的时间,然后在各次循环时对全钒液流电池进行深度充放电循环,同时采集全钒液流电池在各次循环时的循环数据。
3、s2、循环分析:根据在各次循环时的循环数据,分析全钒液流电池的稳定性以及性能变化趋势,具体分析过程如下:s21、从在各次循环时的循环数据中提取在各次循环时的实际充放电数据和温度参数,分析全钒液流电池的稳定评估值,并判断全钒液流电池的稳定性是否正常。
4、优选地,所述分析全钒液流电池的稳定评估值,具体分析过程如下:从各次循环时的实际充放电数据中提取各采集时间点的实际充电电压和各检测时间点的实际放电电压,将各次循环中各采集时间点的实际充电电压与预设充电电压进行差值计算,得到各次循环中各采集时间点的实际充电电压差,然后通过均值计算,得到各次循环中实际充电电平均压差,作为各次循环中实际充电电压波动差,记为,x表示各次循环的编号,x=1,2,......,q,q为大于2的任意整数。
5、将各次循环中各检测时间点的实际放电电压与预设放电电压进行差值计算,得到各次循环中各检测时间点的实际放电电压差,然后通过均值计算,得到各次循环中实际放电电平均压差,作为各次循环中实际放电电压波动差,记为。
6、从各次循环时的温度参数中获取各采集时间点与各检测时间点的电池温度,根据各次循环时各采集时间点的电池温度、充电前初始电池温度、各次循环时各检测时间点的电池温度和放电前初始电池温度,计算各次循环时电池温度稳定值,标记为。
7、设置实际充电电压波动差的权重因子、实际放电电压波动差的权重因子和电池温度稳定值的权重因子,代入稳定评估值计算模型中,得到全钒液流电池的稳定评估值。
8、优选地,所述稳定评估值计算模型的表达式为:
9、,式中表示全钒液流电池的稳定评估值,、分别为预设的许可充电电压波动差、许可放电电压波动差,、、分别表示实际充电电压波动差的权重因子、实际放电电压波动差的权重因子、电池温度稳定值的权重因子。
10、s22、从在各次循环时的循环数据中提取在各次循环时的电解液数据和时间数据,分析全钒液流电池的性能评估值,并判断全钒液流电池的性能变化趋势是否正常。
11、优选地,所述分析全钒液流电池的性能评估值,具体分析过程如下:从各次循环时对应的时间数据中获取各次循环的开始充电时间点、结束充电时间点、开始放电时间点和结束放电时间点,得到各次循环的充电时长和放电时长,从各次循环时对应的电解液数据中提取各次循环前的电解液浓度和各次循环后的电解液浓度。
12、根据各次循环的充电时长和放电时长,计算全钒液流电池的充放电状态评估系数,记为。
13、将各次循环前的电解液浓度和各次循环后的电解液浓度分别标记为和,代入电解液效果系数分析公式,得到全钒液流电池对应循环的效果系数,式中为预设的电解液标准浓度,e表示自然常数,、分别为设定的循环前电解液浓度的权重因子、循环后电解液浓度的权重因子。
14、根据性能评估值的表达式:,得到全钒液流电池的性能评估值。
15、优选地,所述计算全钒液流电池的充放电状态评估系数,具体计算过程如下:从全钒液流电池管理系统的数据库中提取全钒液流电池说明书,由此从全钒液流电池说明书中获取全钒液流电池的参考充电时长、参考放电时长、许可充电时长差、许可放电时长差,并分别记为、、、。
16、基于分析公式,得到全钒液流电池的充放电合格系数,式中、分别为设定的充电时长的权重系数、放电时长的权重系数,、分别表示第x次循环的充电时长、放电时长。
17、从全钒液流电池管理系统的数据库中提取循环周期调整记录,由此从循环周期调整记录中提取全钒液流电池各次循环周期调整前对应的充电时长变化率和放电时长变化率,并去除最大充电时长变化率、最小充电时长变化率、最大放电时长变化率和最小放电时长变化率,然后通过均值计算,得到平均充电时长变化率和平均放电时长变化率,分别作为全钒液流电池的许可充电时长变化率和许可放电时长变化率,分别记为、。
18、依据分析公式,
19、得到全钒液流电池的充放电变化合格系数,式中q表示循环总次数,、分别表示第x-1次循环的充电时长、放电时长,、分别为设定的充电时长变化率的权重系数、放电时长变化率的权重系数。
20、将全钒液流电池的充放电合格系数与充放电变化合格系数相加,得到全钒液流电池的充放电状态评估系数。
21、s3、维护调整:根据全钒液流电池的稳定性以及性能变化趋势,判断全钒液流电池的循环周期是否需要调整。
22、优选地,所述判断全钒液流电池的循环周期是否需要调整,具体判断过程如下:当全钒液流电池的稳定性正常且性能变化趋势正常,则表明全钒液流电池的循环周期不需要调整。若全钒液流电池的稳定性异常或性能变化趋势异常,则表明全钒液流电池的循环周期需要调整。
23、s4、电池反馈:当全钒液流电池的循环周期需要调整时,进行循环周期调整反馈。
24、第二方面,本发明提供了一种全钒液流电池管理系统,包括如下模块:电池循环模块,用于在维护周期内按照预设的循环周期,确认全钒液流电池各次循环的时间,然后在各次循环时对全钒液流电池进行深度充放电循环,同时采集全钒液流电池在各次循环时的循环数据。
25、循环分析模块,用于根据在各次循环时的循环数据,分析全钒液流电池的稳定性以及性能变化趋势。
26、维护调整模块,用于根据全钒液流电池的稳定性以及性能变化趋势,判断全钒液流电池的循环周期是否需要调整。
27、电池反馈模块,用于当全钒液流电池的循环周期需要调整时,进行循环周期调整反馈。
28、本发明的有益效果在于:本发明提供了一种全钒液流电池管理方法及系统,在全钒液流电池进行充放电循环时,记录全钒液流电池各次循环时的循环参数,分析全钒液流电池在当前充放电循环周期中循环的效果,并根据循环的效果,判断是否需要调整充放电循环周期,解决了传统技术中人工进行充放电循环周期调整分析科学性不足的问题,提高了电池充放电循环周期调控分析的准确性和标准的统一性,能够及时地对充放电循环周期进行调控,保障电池性能的稳定性和运行的高效性,保障电池的使用寿命,在一定程度上也减少了电池人工维护的成本。
1.一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述在各次循环时对全钒液流电池进行深度充放电循环,具体循环过程如下:
3.根据权利要求2所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述分析全钒液流电池的稳定评估值,具体分析过程如下:
4.根据权利要求3所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述稳定评估值计算模型的表达式为:,式中表示全钒液流电池的稳定评估值,、分别为预设的许可充电电压波动差、许可放电电压波动差,、、分别表示实际充电电压波动差的权重因子、实际放电电压波动差的权重因子、电池温度稳定值的权重因子。
5.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述判断全钒液流电池的稳定性是否正常,具体判断过程如下:将全钒液流电池的稳定评估值与设定的稳定评估值阈值进行对比,若全钒液流电池的稳定评估值大于或者等于设定的稳定评估值阈值,则判定全钒液流电池的稳定性正常,反之则判定全钒液流电池的稳定性异常。
6.根据权利要求3所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述分析全钒液流电池的性能评估值,具体分析过程如下:
7.根据权利要求6所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述计算全钒液流电池的充放电状态评估系数,具体计算过程如下:
8.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述判断全钒液流电池的性能变化趋势是否正常,具体判断过程如下:将全钒液流电池的充放电状态评估系数与设定的充放电状态评估系数阈值进行对比,若全钒液流电池的充放电状态评估系数大于或者等于设定的充放电状态评估系数阈值,则表明全钒液流电池的性能变化趋势正常,反之则表明全钒液流电池的性能变化趋势异常。
9.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理方法,其特征在于,所述判断全钒液流电池的循环周期是否需要调整,具体判断过程如下:当全钒液流电池的稳定性正常且性能变化趋势正常,则表明全钒液流电池的循环周期不需要调整,若全钒液流电池的稳定性异常或性能变化趋势异常,则表明全钒液流电池的循环周期需要调整。
10.一种执行权利要求1-9任一项所述的全钒液流电池管理方法的全钒液流电池管理系统,其特征在于,包括如下模块:
