本發明專利技術涉及蓄電池組運行維護技術領域，尤其涉及一種蓄電池組中異常電池的篩選方法，該方法根據蓄電池組中各節電池的歷史和實時監測數據，通過數據特征提取、聚類分析、均值計算滾動測算電池的內阻基準值序列，引入電池內阻值序列與內阻基準值序列差異度量化指標，結合電池電壓值序列驗證篩選出異常電池，可實時感知蓄電池組內各節電池的一致性情況，在異常電池出現時及時進行篩選。該方法對降低蓄電池運維的勞動力成本和蓄電池備件成本，提升運維效率，減少在線誤判，延長蓄電池組使用壽命等具有重要價值。有重要價值。有重要價值。
【技術實現步驟摘要】
一種蓄電池組中異常電池的篩選方法
[0001]本專利技術涉及蓄電池組運行維護
，尤其涉及一種蓄電池組中異常電池的篩選方法。
技術介紹
[0002]蓄電池作為一種可靠性高的儲能元件，已被廣泛應用于電力、交通運輸、通信、應急照明等領域中。業內多采用單節蓄電池間串并聯的方式組成蓄電池組，以提供足額工作電壓與電流。但由于各節蓄電池的化學特性不盡相同，在蓄電池組的使用過程中各節蓄電池老化速度也不一致，致使各節蓄電池電壓和內阻一致性變差，直接影響到蓄電池組的使用壽命和充放電能力。
[0003]為了確保使用過程中組成蓄電池組的各節蓄電池一致性維持在一個較好的水平，往往需要專職人員帶著測量器具定期巡檢蓄電池組，檢查各節蓄電池電壓和內阻變化幅度是否趨同，篩選出偏離基準的異常電池并進行更換。由于是定期巡檢，維護間隔周期較長，較差的實時性使人員難以及時了解蓄電池組中各節電池的健康狀態，只能依靠經驗提前更換異常電池。而對于未來得及更換的異常電池，則會直接影響到組內其它電池的使用壽命和充放電能力。此外，目前雖已出現異常電池在線監測并進行篩選的方法，但這些方法大都根據單一數據點做出篩選判斷，存在較高的誤判率。
[0004]因此，對于蓄電池的運行維護工作，亟需一種能夠精細化、經濟化篩選蓄電池組中異常電池的方法，客觀刻畫各節電池的篩選量化指標，降低異常電池的誤判率，提高異常電池篩選的實時性，以實現集約化運維管理，進而達到降低勞動力成本和備品備件的目的。
技術實現思路
[0005]本專利技術提供了種蓄電池組中異常電池的篩選方法，該方法可對蓄電池組中異常電池進行量化識別并進而實現篩選。
[0006]為了實現本專利技術的目的，所采用的技術方案是：一種蓄電池組中異常電池的篩選方法，包括如下步驟：
[0007]1)以一天為滾動周期每天采集一次蓄電池組K節蓄電池內阻值，并與過去(N
?
1)天內阻值數據組成內阻值序列R1(1)...R
K
(N)；
[0008]2)對過去n(n＜N)天蓄電池組K節蓄電池所測得的內阻值R1(1)...R
K
(N)進行數據特征提取，得到待聚類數據矩陣A；
[0009]3)使用聚類分析法將A聚為一簇，計算各蓄電池樣本與聚類中心的距離d1...d
K
；
[0010]4)剔除d1...d
K
中超過容許最大距離d
max
的Q節蓄電池樣本，并計算剔除后剩余(K
?
Q)節蓄電池的內阻值均值其中，0≤Q≤K，1≤t≤N；
[0011]5)判斷是否已完成全部N天蓄電池組的內阻值均值求解，若已完成則將全部N天蓄電池組的內阻值均值組成內阻值基準序列否則返回步驟2)；
[0012]6)對和R
k
(1)...R
k
(t)...R
k
(N),k∈[1,K]進行歸一化處理，得到歸一化后的內阻值基準序列和各節電池內阻值序列R
k
(1)
′
...R
k
(N)
′
,k∈[1,K]：
[0013][0014]7)計算R
k
(1)
′
...R
k
(N)
′
,k∈[1,K]與的差異度的差異度
[0015]8)根據從大到小對K節蓄電池排序，篩選出的蓄電池并記錄其電池標號納入待替換電池集合S
PR
；
[0016]9)根據蓄電池最新電壓值V1,...,V
K
從小到大對K節蓄電池排序，判斷S
PR
內蓄電池是否位于前h％，將不滿足的蓄電池剔除出S
PR
集合；
[0017]10)判斷是否收到更新的蓄電池組各節蓄電池內阻值和電壓值，若是則返回步驟1)；否則輸出S
PR
集合內所有蓄電池的標號為需要替換的蓄電池標號，并返回步驟10)。
[0018]作為本專利技術的優化方案，在步驟2)中，進行數據特征提取的步驟為：
[0019](1)對R1(1)...R
K
(n)進行主成分分析，并計算主成分得分矩陣S；
[0020](2)選擇前m個主成分向量y1,y2,
…
,y
m
使主成分累積貢獻率百分比不小于95％；
[0021](3)取主成分得分矩陣S中前m個得分向量a1,a2,
…
,a
m
，構成待聚類數據矩陣A。
[0022]作為本專利技術的優化方案，在步驟3)中，各蓄電池樣本與聚類中心的距離d1...d
K
為：
[0023]d
k
＝||A
k
?
A
c
||
[0024]式中d
k
表示蓄電池組第k節蓄電池樣本同聚類中心的距離，A
k
表示蓄電池組第k節蓄電池樣本對應的主成分向量，A
c
表示聚類中心對應的主成分向量。
[0025]作為本專利技術的優化方案，步驟4)中，0.05≤d
max
≤0.1。
[0026]作為本專利技術的優化方案，步驟8)中，作為本專利技術的優化方案，步驟8)中，為設定的差異較大異常電池篩選閾值。
[0027]作為本專利技術的優化方案，步驟9)中，h≤20，h為設定的電壓不足異常電池篩選閾值。
[0028]作為本專利技術的優化方案，15≤N≤30，單位為天。
[0029]作為本專利技術的優化方案，7≤n≤15，單位為天。
[0030]作為本專利技術的優化方案，組成蓄電池組的蓄電池個數K滿足9≤K≤192。
[0031]本專利技術具有積極的效果：本專利技術克服了人工定期巡檢存在的實時性弱、經濟性差和缺乏量化評判標準所導致的主觀性過強等問題，可實時感知蓄電池組內各節電池的一致
性情況，并給出量化的差異性指標，結合內阻和電壓，在異常電池出現時及時進行篩選。這對降低蓄電池運維的勞動力成本和備品備件成本，提升運維效率，減少在線誤判，延長蓄電池組使用壽命等具有重要價值。
附圖說明
[0032]下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。
[0033]圖1是本專利技術的流程圖。
具體實施方式
[0034]下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明，由具體的操作流程說明本方法在蓄電池運行維護過程中的實施效果。本實施案例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。
[0035]本專利技術一種蓄電池組中異常電池的篩選方法，通過數據特征提取、聚類分析、均值計算滾動測算電池的內阻基準值序列，引入電池內阻值序列與內阻基準值序列差異度量化指標，結合電池電壓值序列驗證篩選出異常電池，其流程如圖1所示。本實施例以如表1所示的某地鐵站點的蓄本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種蓄電池組中異常電池的篩選方法，其特征在于：包括如下步驟：1)以一天為滾動周期每天采集一次蓄電池組K節蓄電池內阻值，并與過去(N
?
1)天內阻值數據組成內阻值序列R1(1)...R
K
(N)；2)對過去n(n<N)天蓄電池組K節蓄電池所測得的內阻值R1(1)...R
K
(N)進行數據特征提取，得到待聚類數據矩陣A；3)使用聚類分析法將A聚為一簇，計算各蓄電池樣本與聚類中心的距離d1...d
K
；4)剔除d1...d
K
中超過容許最大距離d
max
的Q節蓄電池樣本，并計算剔除后剩余(K
?
Q)節蓄電池的內阻值均值其中，0≤Q≤K，1≤t≤N；5)判斷是否已完成全部N天蓄電池組的內阻值均值求解，若已完成則將全部N天蓄電池組的內阻值均值組成內阻值基準序列否則返回步驟2)；6)對和R
k
(1)...R
k
(t)...R
k
(N),k∈[1,K]進行歸一化處理，得到歸一化后的內阻值基準序列和各節電池內阻值序列R
k
(1)
′
...R
k
(N)
′
,k∈[1,K]：7)計算R
k
(1)
′
...R
k
(N)
′
,k∈[1,K]與的差異度的差異度8)根據從大到小對K節蓄電池排序，篩選出的蓄電池并記錄其電池標號納入待替換電池集合S
PR
；9)根據蓄電池最新電壓值V1,...,V
K
從小到大對K節蓄電池排序，判斷S
PR
內蓄電池是否位于前h％，將不滿足的蓄電池剔除出S
PR
集合；10)判斷是否收到更新的蓄電池組各節蓄電池內阻值和電壓值，若是則返回步驟1)；...
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞太亮，陳紅亮，卞能建，孫磊磊，殷廣，趙露濤，趙岳，李毅，張霖，
申請(專利權)人：常州地鐵集團有限公司運營分公司，
類型：發明
國別省市：
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