技术领域
[0001] 本实用新型属于储能电站技术领域，尤其涉及一种具有电池安全检测功能的储能电站。
相关背景技术
[0002] 储能电站是一种能够将电能转化为其他形式的能量，并在需要时将其转化回电能的设施。它可以在电力需求较低时将多余的电能储存起来，以满足电力需求高峰时的能源需求，储能电站的主要目的是解决可再生能源的间歇性发电问题，可再生能源如太阳能和风能在天气条件不佳或夜间时无法持续产生电能，而储能电站可以将这些能源转化为电能并储存起来，以供给电力系统在需要时使用。
[0003] 现有技术中，往往只能提供简单的告警信号，缺乏准确的故障诊断和分析能力，在故障诊断方面还有一定的局限性。对于电池内部的故障或异常情况无法准确的诊断，并且对于电池安全监测模块的标准和规范尚不完善。而且，不同厂商和系统采用的监测方法、参数和算法可能存在差异，缺乏统一的标准和规范，这给系统集成和运维带来了一定的挑战。
具体实施方式
[0023] 一、基本结构和功能
[0024] 如图1和图2所示，本实用新型具有电池安全检测功能的储能电站，主要由控制系统模块及与其连接的网络通信模块、电池管理模块、安全维护模块、环境监测模块、储能设备模块、电力转换模块、电力传输模块组成；其中，储能设备模块、电力转换模块、电力传输模块依次连接。各模块通过管道、电缆和控制系统进行连接和运转。
[0025] 如图3所示，电池管理模块由依次连接的参数监测单元、状态预测单元、均衡管理单元、充放电控制单元、故障诊断单元、数据记录单元构成；其中，参数监测单元还同时连接数据共享单元和融合分析单元，状态预测单元还同时连接智能预测单元。
[0026] 参数监测单元先通过传感器实时监测电池组的电压、电流以及温度一些参数，并将数据传输给控制系统模块；状态预测单元接着利用电池组参数监测数据，通过算法对电池的状态进行估计，包括电池的容量和剩余寿命；均衡管理单元再根据电池组中各个电池单体的电压和容量差异，控制电池均衡器对电池进行均衡充放电，以确保各个电池单体之间的电压和容量均衡；充放电控制单元根据储能电站的需求和电池组的状态，通过控制逆变器和电池充放电系统，实现对电池组的充放电进行控制；故障诊断单元通过监测电池组的状态和参数，识别电池组的故障或异常情况，并采取相应的保护措施，如断电和报警，以防止进一步损坏电池组；数据记录单元将电池组的监测数据记录下来，并通过网络通信模块将数据传输给监控系统，以便进行数据分析、管理和远程监控。
[0027] 如图4所示，融合分析单元由依次连接的数据采集单元、数据融合单元、预处理单元、特征提取单元、数据分析单元、结果输出单元构成。
[0028] 数据采集单元首先通过高精度的传感器对电池内部的各项参数进行实时监测；数据融合单元接着将不同传感器采集到的数据进行融合，可以通过时间戳或者其他方式将数据进行对齐和匹配)；预处理单元对融合后的数据进行预处理，包括数据清洗、去噪和补全；特征提取单元再从预处理后的数据中提取有用的特征；数据分析单元通过比较和分析不同特征之间的关系和趋势，来判断电池的状态和故障情况；结果输出单元最后根据数据分析的结果，可以输出电池的状态和故障诊断结果。
[0029] 如图5所示，智能预测单元由依次连接的模型建立单元、智能分析单元、故障检测单元、智能诊断单元、智能定位单元构成。
[0030] 模型建立单元基于融合后的数据建立电池的数字孪生模型，智能预测单元采用的是数字孪生技术，具体将实际物理系统与其数字化模型相结合的技术，通过将实际物理系统的数据采集、模型建立、仿真和分析过程与数字化模型的实时更新和优化相结合；智能分析单元通过对数字孪生模型进行分析和仿真，预测电池的状态和故障情况；故障检测单元基于数字孪生模型的分析结果，判断电池是否存在故障并确定故障点的位置；智能诊断单元根据故障点的位置和特征，进行故障诊断和分析。
[0031] 如图6所示，智能定位单元由依次连接的机器人部署单元、数据获取处理单元、异常检测单元、故障计算单元构成。
[0032] 机器人部署单元采用热成像机器人，包括机器人底盘、热成像仪、图像处理和计算机视觉算法和控制系统和用户界面，将热成像机器人放置在需要监测的区域；可以使用预定的路径或自动导航功能，让机器人按照设定的轨迹进行巡检；数据获取处理单元(在数据中心)对采集到的热图像数据进行处理和分析；异常检测单元根据处理后的热图像数据，判断目标区域是否存在异常情况；故障计算单元在具体计算过程中，可根据故障点在相机视场中的位置和拍摄高度计算故障点在相机坐标系中的位置(：camera_x＝point_x*(d/sqrt2+point_y 2+point_y
(point_x 2+1))camera_y＝point_y*(d/sqrt(point_x 2+1))camera_z＝d*
2+point_y
(1/sqrt(point_x 2+1))其中故障点在图像中的像素坐标为(x,y)，拍摄高度为h，距离为d。
[0033] 二、工作原理
[0034] 本实用新型储能电站在工作过程中，当电网或其他电源提供电能时，储能设备可以将电能转化为其他形式的能量进行储存。充电过程通常由充电控制器和电池管理系统等组件进行控制和管理，保证充电过程的安全和性能，当电网或其他负载需要电能时，储能设备可以将储存的能量转化为电能进行输出。放电过程通常由放电控制器和逆变器等组件进行控制和管理，保证放电过程的安全和性能，在储能设备充放电的过程中其运行状态可以通过监测和管理系统进行实时监测和管理。监测和管理系统可以采集储能电站的各种数据，如电池电压、电流、温度等，进行数据处理和分析，提供决策支持和运营优化，最后对储能电站进行定期维护和保养，以保证设备的安全和性能。
[0035] 综上，本实用新型通过储能设备、逆变器、充放电控制系统和监测和管理系统组成的具有电池安全检测功能的储能电站，可实现数据采集、数据处理、数据分析和决策支持的功能，方便对储能电站的全面监测和优化。
