一種基于內(nèi)阻熵值法的蓄電池組落后單體電池判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明應(yīng)用于鉛酸閥控蓄電池健康狀況判別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于內(nèi)阻熵 值法的蓄電池組落后單體電池判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由104節(jié)2V閥控式密封鉛酸蓄電池單體串接形成蓄電池組，做為后備電源廣泛應(yīng) 用于變電站及電廠。目前蓄電池組中落后電池判別及預(yù)測(cè)方法是國內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)及高校 的研究熱點(diǎn)。蓄電池內(nèi)阻測(cè)量和分析是實(shí)現(xiàn)蓄電池落后電池判別的關(guān)鍵技術(shù)。隨著蓄電池 使用時(shí)間的增加，電池性能不斷劣化，電池容量不斷下降，電池內(nèi)阻的離散性也會(huì)變得愈來 愈大，通過對(duì)電池內(nèi)阻的分析可以實(shí)現(xiàn)電池故障的早期預(yù)測(cè)。目前，國內(nèi)外針對(duì)電池內(nèi)阻分 析方法主要有：基于狀態(tài)空間模型的分析法、基于模糊理論的分析方法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 分析方法。但是，在實(shí)踐中，這些方法需要建立準(zhǔn)確的蓄電池模型，需要大量的歷史數(shù)據(jù)，具 有很大的局限性，難以準(zhǔn)確快速地判斷出蓄電池組中的落后電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種計(jì)算量小，簡(jiǎn)單實(shí)用、快速準(zhǔn)確的基于 內(nèi)阻熵值法判斷蓄電池組落后單體電池的方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種基于內(nèi)阻熵值法的蓄電池組落后單體電池判別方法，其具體步驟如下： 步驟1.所述蓄電池組由m個(gè)單體電池組成，對(duì)每節(jié)所述單體電池每隔一個(gè)時(shí)間段測(cè)量 一次內(nèi)阻值，連續(xù)測(cè)量n次;m個(gè)所述單體電池用j編號(hào)，即i= 1，2, ???!]!;每節(jié)所述單體電 池的第幾次測(cè)量用i編號(hào)，S卩i= 1，2, ???!!； 現(xiàn)計(jì)算第j節(jié)單體電池在第i次測(cè)量時(shí)的內(nèi)阻值A(chǔ),在所有m個(gè)單體電池測(cè)量n次的 內(nèi)阻值總和中所占的比重CO1,，計(jì)算公式⑴如下： wi.i=rIjZ2rU ⑴ 步驟2.計(jì)算第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值Sj，計(jì)算公式⑵如下：
其中，令k= 1/Inm，Inm指自然對(duì)數(shù)； S,為第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值； 步驟3.計(jì)算第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)C,，計(jì)算公式（3)如下： Cj=I-Sj (3) 步驟4.對(duì)所述第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)C,按照從大到小排序，差異性系 數(shù)C,越大電池性能越差，即差異性系數(shù)C,最大的電池為性能最落后的單體電池。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)效果如下： (1) 本方法利用熵值法對(duì)蓄電池單體內(nèi)阻進(jìn)行分析，計(jì)算方法實(shí)用，需要的計(jì)算數(shù)據(jù)較 小，易于在工程實(shí)踐中應(yīng)用； (2) 本方法適用范圍廣，既適于對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的蓄電池組進(jìn)行在線實(shí)時(shí)性的判斷，也 可以對(duì)離線的蓄電池內(nèi)阻狀況進(jìn)行分析。
【附圖說明】
[0006]圖1為本判別方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 以下結(jié)合具體實(shí)施例和說明書附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的敘述。
[0007] 熵值法是一種客觀賦權(quán)法，其根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)觀測(cè)值所提供的信息的大小來確定指 標(biāo)權(quán)重。設(shè)有m個(gè)待評(píng)方案，n項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣為X= (X^)nixn，對(duì)于某 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)X]，指標(biāo)值&的差距越大，則該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大；如果某項(xiàng) 指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中不起作用。
[0008] 將熵值法應(yīng)用于蓄電池內(nèi)阻分析從而判斷落后單體電池，由104節(jié)2V單體電池串 接形成蓄電池組，即m= 104 ;對(duì)每節(jié)單體電池每周測(cè)量一次，連續(xù)測(cè)量7次，即n= 7 ;形成 如下內(nèi)阻測(cè)量矩陣（4):
其中，R為n*m階的內(nèi)阻矩陣；i為單體電池內(nèi)阻測(cè)量次數(shù)，i= 1，2,…，7 ; j為單體電池編號(hào)，j= 1，2,…，104。 如圖1所示，實(shí)施例的具體步驟如下： 步驟1.形成內(nèi)阻測(cè)量矩陣數(shù)據(jù)： 選取由10節(jié)2V單體閥控鉛酸蓄電池，即m等于10,對(duì)每節(jié)單體電池每周測(cè)量一次內(nèi) 阻，連續(xù)測(cè)量7次，即n等于7 ;m個(gè)所述單體電池用j編號(hào)，即j= 1，2,…10 ;每節(jié)所述單 體電池的第幾次測(cè)量用i編號(hào)，即i= 1，2,…7 ; 即形成如下內(nèi)阻測(cè)量矩陣（5):
其中，i= 1，2,…，7為單體電池內(nèi)阻測(cè)量次數(shù)，j= 1，2,…，10為單體電池編號(hào)。n= 7,m= 10?，F(xiàn)計(jì)算第j節(jié)單體電池在第i次測(cè)量時(shí)的內(nèi)阻值!Tu在所有m個(gè)單體電池測(cè)量 n次的內(nèi)阻值總和中所占的比重Co1,:
其中，令k= 1/Inm，Inm指自然對(duì)數(shù)； S,為第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值；
計(jì)算出Sj= [0? 21810. 21870. 21630. 21050. 21170. 21620. 21630. 22800. 22210. 2232]; 步驟3.計(jì)算第j節(jié)電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)C,，熵值越小，第j個(gè)電池差異性越大，計(jì) 算公式如下： Cj=I-Sj= [0. 78190. 78130. 78370. 78950. 78830. 78380. 78370. 77200. 77790. 7768] 步驟4.對(duì)C,進(jìn)行從大到小排序，即可找出落后電池： 對(duì)C,進(jìn)行從大到小排序，依次為第4節(jié)、第5節(jié)、第6節(jié)、第7節(jié)、第3節(jié)、第1節(jié)、第2 節(jié)、第9節(jié)、第10節(jié)、第8節(jié)，即性能最差的落后電池為第4節(jié)。
[0009] 為解決現(xiàn)有電力系統(tǒng)閥控式鉛酸蓄電池組落后電池判別方法不足的技術(shù)難題，提 供一種基于內(nèi)阻熵值法的蓄電池組落后單體電池判別方法，來判斷并選出蓄電池組中落后 的單體電池，從而對(duì)蓄電池組的狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0010] 以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施的窮舉。對(duì) 于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而 易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于內(nèi)阻熵值法的蓄電池組落后單體電池判別方法，其特征在于：其包括如下 步驟： 步驟1.所述蓄電池組由m個(gè)單體電池組成，對(duì)每節(jié)所述單體電池每隔一個(gè)時(shí)間段測(cè)量 一次內(nèi)阻值，連續(xù)測(cè)量n次;m個(gè)所述單體電池用j編號(hào)，即j= 1，2, ???!]!;每節(jié)所述單體電 池的第幾次測(cè)量用i編號(hào)，S卩i= 1，2, ???!!； 現(xiàn)計(jì)算第j節(jié)單體電池在第i次測(cè)量時(shí)的內(nèi)阻值A(chǔ),在所有m個(gè)單體電池測(cè)量n次的 內(nèi)阻值總和中所占的比重CO1,，計(jì)算公式⑴如下： wi.i=rIjZ2rU ⑴ 步驟2.計(jì)算第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值Sj，計(jì)算公式⑵如下：其中，令k= 1/Inm，Inm指自然對(duì)數(shù)； S,為第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值； 步驟3.計(jì)算第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)C,，計(jì)算公式（3)如下： Cj=I-Sj (3) 步驟4.對(duì)所述第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)C,按照從大到小排序，差異性系 數(shù)越大電池性能越差，即差異性系數(shù)最大的電池為性能最落后的單體電池。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)阻熵值法判斷蓄電池組落后單體電池的方法，其包括如下步驟：首先，被測(cè)蓄電池組由m個(gè)單體電池組成，對(duì)每節(jié)所述單體電池每隔一個(gè)時(shí)間段測(cè)量一次內(nèi)阻值，連續(xù)測(cè)量n次；m個(gè)所述單體電池用j編號(hào)，即i＝1,2,…m；每節(jié)所述單體電池的第幾次測(cè)量用i編號(hào)，即i＝1,2,…n；計(jì)算第j節(jié)單體電池在第i次測(cè)量時(shí)的內(nèi)阻值rij在所有m個(gè)單體電池測(cè)量n次的內(nèi)阻值總和中所占的比重；然后根據(jù)比重計(jì)算第j節(jié)單體電池內(nèi)阻值的熵值；然后根據(jù)熵值計(jì)算第j節(jié)電池內(nèi)阻值的差異性系數(shù)，對(duì)差異性系數(shù)從大到小排序，即可找出落后電池。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算量小，簡(jiǎn)單實(shí)用且快速準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號(hào)】CN105223510
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510552836
【發(fā)明人】李秉宇, 陳曉東, 范輝, 潘瑾, 賈伯巖, 苗俊杰, 孫祎, 劉輝, 陳志勇, 趙建利, 劉婷
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日