一种电化学储能电站可靠性分析方法和装置与流程

本发明涉及电化学储能电站可靠性分析，尤其涉及一种电化学储能电站可靠性分析方法和装置。

背景技术：

1、近年来，电化学储能技术已经在电力系统中的发电、辅助服务、输配电、可再生能源接入、分布式能源存储及终端用户等多个领域得到广泛应用。作为实现储能装置大容量化的主要手段，储能系统大规模集成是实现大规模储能电站的必要条件，而储能系统的安全、可靠运行是实现储能良性发展的重要保障，是实现储能电池规模化推广应用的先决条件。因此，分析电化学储能电站可靠性对电化学储能电站的维护意义重大。现有的储能电站评价方法大多是从影响因素本身对储能电站进行可靠性分析，使得储能电站的可靠性分析结果与储能电站的实际情况相差较大，存在储能电站的评价结果的准确性低和可靠性低的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种电化学储能电站可靠性分析方法和装置。旨在及时发现并改善电化学储能电站中电化学储能技术的参数超阈值现象，提高电化学储能电站的可靠性。

2、第一方面，本发明提供一种电化学储能电站可靠性分析方法，包括：

3、获取在指定场景下电化学储能电站的待分析数据集并对所述待分析数据集中的参数进行分级，所述待分析数据集包括电化学储能电站的电池柜、交流汇流柜和集装箱三个箱体内部设备所需分析的参数；

4、运用主成分分析法和考虑偏差系数的定权方法综合确定三级因素各项指标所占权重，利用三级模糊综合判断矩阵和计算得出的三级因素权重值，对三级因素指标进行综合评判，确定三级因素集中单因素综合评判矩阵；通过聚类偏移程度求解出二级因素各项指标所占权重，利用二级模糊综合判断矩阵和计算得出的单因素中各项权重值，对二级因素指标进行综合分析，确定第二因素集中单因素综合评判矩阵；通过预设的一级因素的权重加权分析得到设定时段内电化学储能电站的可靠性结果；若一级模糊综合判断矩阵中异常概率高于设定的概率阈值时，进行改进；若可靠性结果高于设定的可靠性及格阈值时，需立即将该储能电站停电，进行整体检测并改进。

5、更进一步地，对所述待分析数据集中参数进行分级包括：

6、将电池柜、交流汇流箱、集装箱因素作为一级因素；将电池柜下细分的电池模块和电池簇，交流汇流箱下细分的汇流柜、控制柜和开关柜，集装箱下细分的监控系统、热管理系统和消防系统因素作为二极因素；将电池模块中电池模块端电压、电池模块温度、电池模块内阻和电池模块均衡电流数据，电池簇中电池簇端电压、电池簇温度、电池簇内阻和电池簇均衡电流数据，汇流柜中储能变流器直流电压、集储能变流器交流电压、集储能变流器交流输出功率、集储能变流器电流谐波失真率和集储能变流器总体工作效率数据，控制柜中集成配电系统继电保护发生动作情况，变压器声音出现异常情况，开关柜中分接开关出现异常情况和总开关出现异常情况，监控系统中摄像头及照明情况和监控软件延时情况，热管理系统中集装箱内温度变化情况和变频空调工作情况，消防系统中七氟丙烷灭火装置灭火效率c331和排烟系统效率作为三级因素。

7、更进一步地，所述运用主成分分析法和考虑偏差系数的定权方法综合确定三级因素各项指标所占权重，利用三级模糊综合判断矩阵和计算得出的三级因素权重值，对三级因素指标进行综合评判，确定三级因素集中单因素综合评判矩阵包括：

8、计算各单项三级因素评价值；

9、运用主成分分析法依次确定三级因素集集合个三级因素所占权重；

10、运用考虑偏差系数的定权方法依次确定三级因素集集合中各三级因素所占权重；

11、对两种方法得出的权重综合赋权，在监测设备检修或离线的情况和正常情况下分别确定因素集中三级因素所占权重；

12、利用三级模糊综合判断矩阵和计算得出的单因素的权重值，对三级因素指标进行综合评判，确定三级因素集中单因素综合评判矩阵。

13、更进一步地，所述运用主成分分析法依次确定三级因素集集合中各三级因素所占权重包括：

14、根据待分析数据集统计三级因素的异常频率得到矩阵；

15、将矩阵的数据作标准化处理；

16、计算相关系数矩阵；

17、根据所述相关系数矩阵的特征方程计算特征值和特征向量，由所述特征向量组成若干作为主成分的指标变量；

18、用所述特征值计算各所述指标变量的方差贡献率；

19、将各个所述方差贡献率作归一化处理得到各个指标所占权重值。

20、更进一步地，所述运用考虑偏差系数的定权方法依次确定三级因素集集合中各三级因素所占权重包括：

21、根据待分析数据集获取指定指标变量和指定评价指标的原始指标数据矩阵；

22、计算每个评价指标的均值和标准差；

23、所述标准差与所述均值的偏差得到每个评价指标的偏差系数；

24、对所述偏差系数进行归一化处理得到指标权重。

25、更进一步地，对两种方法得出的权重综合赋权，在监测设备检修或离线的情况和正常情况下分别确定因素集中三级因素所占权重包括：

26、正常情况下，采用如下公式进行综合赋权：

27、

28、其中，θp为主成分分析法所得权重；mp为考虑偏差系数的方法所得权重；

29、监测设备检修或离线状态时，采用如下公式进行综合赋权：

30、

31、该式表示前段时间拟合出的综合权重随时间变化的一次曲线。

32、更进一步地，所述通过聚类偏移程度求解出二级因素各项指标所占权重，利用二级模糊综合判断矩阵和计算得出的单因素中各项权重值，对二级因素指标进行综合分析，确定第二因素集中单因素综合评判矩阵包括：

33、利用计算出的单因素集评价值，建立二级模糊综合判断矩阵；

34、根据k-means算法依次确定二级因素集集合中各二极因素所占权重；

35、利用二级模糊综合判断矩阵和计算得出的单因素中各项权重值，对二级因素指标进行综合分析，确定第二因素集中单因素综合评判矩阵。

36、更进一步地，根据k-means算法依次确定二级因素集集合中各二极因素所占权重包括：

37、初始化聚类中心；

38、计算数据与聚类中心的距离并将数据归算至与聚类中心最近的类；

39、更新分类后的聚类中心；

40、当聚类中心位置不再变化或迭代次数达到设定次数时，停止聚类；

41、将分布较为分散的类别赋予较高的权重值，权重值计算公式如下：

42、

43、其中，bi为第i个二级因素的权重值，l1、l2、…ln分别为第1、2…n个类的聚类半径，

44、

45、其中，t表示空间维数，即二级因素个数，f1和fp表示t维空间中聚类中心点与中心点距离最远的位置。

46、更进一步地，所述通过预设的一级因素的权重加权分析得到设定时段内电化学储能电站的可靠性结果包括：

47、利用计算出的单因素集评价值，建立一级模糊综合判断矩阵；

48、预设一级因素的所占权重；

49、利用一级模糊综合判断矩阵和预设的权重值，对一级因素指标进行综合评判，确定第一因素集中单因素综合评判矩阵。

50、第二方面，本发明提供一种电化学储能电站可靠性分析装置，包括：至少一处理单元，所述处理单元连接至少一存储单元，所述存储单元存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理单元执行实现所述的电化学储能电站可靠性分析方法。

51、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

52、本技术结合多级因素对电化学储能电站的可靠性进行分析，分析的可靠性结果的准确度高；并根据可靠性结果改善影响因素，能够保证电化学储能电站在各种场景下的稳定运行，提高储能电站运行的可靠性。

53、本技术中对于三级因素，运用主成分分析法和考虑偏差系数的定权方法综合确定三级因素各项指标所占权重，利用三级模糊综合判断矩阵和计算得出的三级因素权重值，对三级因素指标进行综合评判，确定三级因素集中单因素综合评判矩阵。优化三级因素在评判过程中的权重选择，保证可靠性分析的准确性。