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摘要:本发明公开一种储能电站锂电池热失控早期预警和精准定位方法,属于锂电池安全领域,采用高分辨式的分布式多模光纤,沿长度方向将光纤按照往复弯曲方式敷设在电池模组箱中的电池表面或其汇流排处,利用光纤接头引出模组中的光纤,采用光纤熔接方式连接相邻模组间的光纤;使用高分辨式光纤测温主机发出和接收布里渊散射光,并利用布里渊光时域反射(BOTDR技术)获取电池模组箱不同位置处温度分布;利用基于密度的无监督异常检测算法,分析确定出热失稳锂电池的异常温度数值及其位置,实现对储能电站锂电池热失控的早期预警和精准定位。本发明能够大大降低储能电站中温度采集传感器的使用数量和管理成本。
主权项:1.一种储能电站锂电池热失控早期预警和精准定位方法,其特征在于,包括如下步骤:S01、采用高分辨式分布式多模光纤,沿电池模组箱体的内部,以往复弯曲方式精密敷设在电池表面的汇流排上,并涂覆光纤固定凝胶,保证高分辨式分布式多模光纤和电池表面的紧密接触;S02、利用光纤接口将电池模组箱体内的高分辨式分布式多模光纤安全引出,并通过光纤熔接技术,实现相邻的电池模组间的高分辨式分布式多模光纤的无缝连接,构建成一个连续、可靠的光纤传感网络,覆盖整个储能电站的电池区域;S03、采用光纤测温主机作为控制单元,光纤测温主机发出并接收布里渊散射光信号,利用布里渊光时域反射技术,实时、准确地获取电池模组箱体内不同区间的温度分布数据,实现高精度的温度监测;S04、引入基于密度的无监督异常检测算法,自动分析采集到的温度分布数据,识别出异常的温度变化趋势,进而实现储能电站锂电池热失控的早期预警;同时,对异常温度数据的空间分布进行精确分析,确定热失控发生的具体位置,实现精准定位,包括如下步骤:步骤1、获取光纤测温主机输出的数据x、y,其中,x指测温点相对光纤测温主机的光纤接口处的距离,y指与x对应的测温点0.05m范围内的平均温度;步骤2、对于由距离x、平均温度y组成的数组,计算数组中任意两测温点点P、Q间的欧几里得距离,得到距离矩阵; ;其中,对于任意的两个测温点P、Q,代表测温点P(xi,yi)与测温点Q(xj,yj)间的欧几里得距离,xi,xj分别代表第i个测温点相对光纤测温主机的光纤接口处的距离和第j个测温点相对光纤测温主机的光纤接口处的距离,yi,yj分别代表第i个测温点0.05m范围内的平均温度和第j个测温点0.05m范围内的平均温度;步骤3、对于任一测温点P,计算测温点P与所有测温点的距离,然后按照距离由小到大的顺序进行排序,找到与测温点P距离最近的k个测温点,将第k个测温点称为测温点P的k近邻距离,记作k-distance;对于其中的任一测温点Q,将满足与测温点P的距离dP,Q小于k-distance的测温点Q的集合称为测温点P的邻域,即: ;通过下式计算任意两测温点P、Q间的可达距离: ;其中,k-distanceQ为Q点的k近邻距离;步骤4、计算测温点P局部可达密度,测温点P的局部可达密度指测温点P到其邻域内的所有测温点的平均可达距离的倒数,用密度表示,计算方法如下: ;其中,代表测温点P的邻域;步骤5、对于每个测温点,计算离群因子LOF,并根据离群因子LOF的阈值和温度条件识别离群点;若离群因子LOF大于或等于1.5,表明测温点Q的密度与整体数据密度差异较大,测温点Q被视为离群点;离群因子LOF小于1.5且越接近于1,表明测温点Q越正常; ;其中,代表点Q的离群因子,代表点Q的局部可达密度;步骤6、根据温度报警阈值和离群因子LOF的阈值输出离群点及离群点起始距离范围,将距离-温度分布结果可视化呈现,标记出离群点。
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百度查询: 中国科学技术大学 一种储能电站锂电池热失控早期预警和精准定位方法
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