基于数据分析的智慧储能柜的安全监测预警系统的制作方法

本发明涉及智慧储能柜的安全监测预警，具体为基于数据分析的智慧储能柜的安全监测预警系统。

背景技术：

1、在当今能源行业的高速发展和智能化转型的背景下，智慧储能柜作为关键的能源储存设备，其运行的安全性和稳定性受到了广泛的关注，这些储能柜承担着调节能源供需、确保连续供电的重要任务，因此其正常运行对于保障整个能源系统的稳定性至关重要；

2、然而，在长时间运行过程中，智慧储能柜可能会面临多种潜在问题，如过热、过充和物理损伤等，这些问题如果不能及时发现和处理，可能会导致设备性能下降、故障甚至带来严重的安全问题，进而影响到整个能源系统的稳定性和可靠性；

3、传统的储能柜监测方式通常依赖于人工检查和简单的仪表显示，这种方式不仅无法实现实时监测，而且由于受到人为因素的影响，如检查不及时或误判，很难保证监测的准确性和可靠性，导致无法及时发现潜在问题错失及时处理潜在问题的时机，造成严重的危害和损失；

4、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的用于解决现有的储能柜监测方式通常依赖于人工检查和简单的仪表显示，这种方式不仅无法实现实时监测，而且由于受到人为因素的影响很难保证监测的准确性和可靠性的问题，而提出基于数据分析的智慧储能柜的安全监测预警系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于数据分析的智慧储能柜的安全监测预警系统，包括：运行监测预警模块、充电监测预警模块、损伤监测预警模块和综合预警模块；

4、所述运行监测预警模块用于对智慧储能柜的运行状态参数进行监测，由此对智慧储能柜的运行状态进行分析处理，得到过热评估值，将过热评估值与预设的过热评估阈值进行比较分析，当过热评估值大于或等于过热评估阈值时，则生成过热异常信号，若捕捉到生成的过热信号，则触发保护预警指令；

5、所述充电监测预警模块用于对智慧储能柜的充电状态参数进行监测，由此对智慧储能柜的充电状态进行分析处理，得到过充评估值，设置过充评估值的对比参照区间，将过充评估值与对比参照区间进行比较分析，当过充评估值处于对比参照区间之外时，则生成过充信号，若捕捉到生成的过充信号，则触发调控预警指令；

6、所述损伤监测预警模块用于对智慧储能柜的物理状态参数进行监测，由此对智慧储能柜的物理状态进行分析处理，得到过损评估值，将过损评估值与预设的过损评估阈值进行比较分析，当过损评估值大于或等于过损评估阈值时，则生成过损信号，若捕捉到生成的过损信号，则触发修护预警指令；

7、所述综合预警模块用于接收过热评估值、过充评估值和过损评估值，由此对智慧储能柜进行综合预警分析处理，得到综合评估判定值，将综合评估判定值与预设的综合评估判定阈值进行比较分析，若综合评估判定值小于综合评估判定阈值时，则判定为轻度异常，依据被判定为轻度异常，则生成轻度预警信号，若综合评估判定值大于或等于综合评估判定阈值时，则判定为重度异常，依据被判定为重度异常，则对烟雾量进行监测分析，由此得到对应的预警信号，并触发对应的执行指令。

8、进一步的，对智慧储能柜的运行状态进行分析处理，具体的操作过程如下：

9、通过对当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的运行温度进行监测获取，得到当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的运行温度，将当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的运行温度与预设的参考运行温度区间进行对比，若某监测时间点智慧储能柜的运行温度处于参考运行温度区间之内时，则将该监测时间点记为正常时间点，反之，则记为异常时间点，并将连续出现异常状态的监测时间点整合在一起，由此得到各运行异常时段；

10、从各运行异常时段内提取最大运行温度和最小运行温度并进行差值计算，得到各运行异常时段内的异变温值，并将各运行异常时段内的异变温值进行相加得到运异温波值，记为ywi；其中，i表示智慧储能柜的编号，i=1，2，3……n，n表示智慧储能柜编号的总数；

11、将运异温波值与存储在云数据库中的各型号智慧储能柜对应的参考运异温波值进行匹配，得到参考运异温波值，记为ywi*；

12、通过对当前监测时间段内智慧储能柜的外部环境参数进行获取，得到当前监测时间段内智慧储能柜的外部环境参数，外部环境参数包括环温值、环湿值和环风值，提取环温值、环湿值和环风值的数值分别乘以对应的权重系数再相加得到环境影响因子，记为δi；

13、提取运异温波值、参考运异温波值和环境影响因子的数值进行计算处理，依据公式：，得到过热评估值dyz，其中，b和e均表示自然常数。

14、进一步的，对智慧储能柜的充电状态进行分析处理，具体的操作过程如下：

15、通过对当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的充电电量进行监测，得到当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的充电电量，将当前监测时间段内各监测时间点智慧储能柜的充电电量与云数据库中存储的各电量等级对应的电量区间进行匹配，若匹配成功，则判定该监测时间点的充电状态为正常，若匹配不成功，则判定该监测时间点的充电状态为异常状态，将连续出现异常状态的监测时间点整合在一起，得到各充电异常时段；

16、通过对各充电异常时段内各监测时间点的电压进行监测获取，由此得到各充电异常时段内各监测时间点的电压，并将其标定为cdijk，并将各充电异常时段内各监测时间点的电压进行均值计算分析，依据公式：，得到各充电异常时段内的均压值pyik，其中，j表示充电异常时段内各监测时间点的编号，j=1，2，3……m，m表示充电异常时段内各监测时间点编号的总数，k表示各充电异常时段的编号，k=1，2，3……m1，m1表示各充电异常时段编号的总数；

17、通过对各充电异常时段内各监测时间点的电流进行监测获取，由此得到各充电异常时段内各监测时间点的电流，设置电流阈值，将电流与电流阈值进行比较分析，当电流大于电流阈值时，则将该监测时间点的电流标记为峰值电流，当电流小于或等于电流阈值时，则将该监测时间点的电流标记为平稳电流，统计各充电异常时段内峰值电流的数量和平稳电流的数量，并将其分别标记为峰流值和平流值，并将峰流值除以平流值，由此得到各充电异常时段内的波变流值，记为byik；

18、提取各充电异常时段内的均压值、波变流值和环境影响因子的数值进行归一化处理，依据公式：，得到过充评估值dez，其中，λ1和λ2分别表示均压值、波变流值的权重系数。

19、进一步的，对智慧储能柜的物理状态进行分析处理，具体的操作过程如下：

20、通过对当前监测时间段内智慧储能柜产生的音强进行检测获取，得到当前监测时间段内智慧储能柜产生的音强值，并将音强值与预设的音强阈值进行比较分析，若音强值大于预设的音强阈值时，则将当前监测时间段内智慧储能柜判定为异常状态，同时调取音强值和音强阈值的数值进行差值计算，得到异响值yxzi；

21、通过对当前监测时间段内智慧储能柜的表观图像进行采集，得到当前监测时间段内智慧储能柜的表观图像，并从表观图像中提取破损处数量和各破损处面积，由此得到破损处数量和各破损处面积，同时提取破损处数量和各破损处面积的数值进行相乘，得到破损面值pszi；

22、通过对当前监测时间段内智慧储能柜内部的气味进行监测获取，得到当前监测时间段内智慧储能柜内部的气味，并将当前监测时间段内智慧储能柜内部的气味与储存在云数据库中的异常气味匹配表进行匹配分析，若匹配成功，则提取当前监测时间段内智慧储能柜内部异常气味的浓度，并将其标记为异味值ywzi；

23、提取异响值、破损面值和异味值的数值进行归一化处理，依据公式：，得到过损评估值dsz，其中，µ1、µ2和µ3分别表示异响值、破损面值和异味值的权重系数，µ1＞µ3＞µ2。

24、进一步的，对智慧储能柜进行综合预警分析处理，具体的操作过程如下：

25、提取过热评估值dyz、过充评估值dez和过损评估值dsz的数值进行归一化处理，依据公式：，得到综合评估判定值zhy，其中，β1、β2和β3分别表示过热评估值、过充评估值和过损评估值的比例系数；

26、将综合评估判定值与预设的综合评估判定阈值进行比较分析，若综合评估判定值小于综合评估判定阈值时，则将当前监测时间段内的智慧储能柜判定为轻度异常，依据前监测时间段内的智慧储能柜被判定为轻度异常，则生成轻度预警信号，用以提醒相关人员检查智慧储能柜的状态，若综合评估判定值大于或等于综合评估判定阈值时，则将当前监测时间段内的智慧储能柜判定为重度异常，依据前监测时间段内的智慧储能柜被判定为重度异常，则对当前监测时间段内的智慧储能柜对应的烟雾量进行监测分析。

27、进一步的，对烟雾量进行监测分析，具体的操作过程如下：

28、通过对当前监测时间段内的智慧储能柜对应的烟雾浓度进行监测获取，得到当前监测时间段内的智慧储能柜对应的烟雾浓度，并将其标记为烟雾量，并将烟雾量与预设的烟雾量阈值进行比较分析，当烟雾量大于或等于预设的烟雾量阈值时，则生成消防预警信号，依据捕捉到的消防预警信号，则触发拨打消防电话指令，依据触发的拨打消防电话指令，则自动拨打消防中心的电话，并按照预设的话语进行通知，当烟雾量小于预设的烟雾量阈值时，则生成灭火预警信号，依据捕捉到的灭火预警信号，则触发灭火器指令，依据触发的灭火器指令，则立即启动灭火器。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、本发明，通过实时监测智慧储能柜的运行状态参数，通过分析这些参数，计算得出过热评估值，当检测到异常温度时，系统会立即生成过热异常信号，触发保护预警指令，此指令会立即切断电源并通过多种方式通知相关人员，这确保了过热问题得到及时发现和处理，从而避免设备因过热而出现故障或损坏，确保了设备的安全稳定运行；

31、通过实时监测智慧储能柜的充电状态参数，分析这些参数得到过充评估值，系统还设定了过充评估值的对比参照区间，当检测到过充评估值超出这个区间时，系统会触发调控预警指令，并自动采取应对措施，这有效避免了电池因过度充电而导致的性能下降或安全问题，从而保护电池的寿命和储能柜的整体性能；

32、通过实时监测智慧储能柜的物理状态参数，通过分析这些参数得到过损评估值，将此值与预设的过损评估阈值进行比较，当检测到过损评估值大于或等于该阈值时，系统会触发修护预警指令并自动采取应对措施，这确保了潜在的物理损伤能够被及时发现和处理，提高了设备的可靠性和稳定性；

33、通过系统接收并分析过热评估值、过充评估值和过损评估值，基于这些数据，进行综合预警分析处理，得到综合评估判定值，与预设的综合评估判定阈值进行比较，判定异常级别，根据判定结果，系统会生成相应的预警信号，这不仅实现了快速、准确的异常级别判断，而且允许系统根据不同的情况采取相应的应对措施，此外，对烟雾量的监测分析进一步增强了预警系统的全面性和可靠性。