[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410169036.2
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104881001A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宗海;汪玉潔;張陳斌;武驥;桂旺勝
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽貴博新能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06F3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源管理領(lǐng)域，具體為一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)與計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，分布式發(fā)電作為解決傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟及環(huán)境等問題的方法之一，越來越受到人們的重視。然而，分布式電源與用戶混雜而形成的有源型配網(wǎng)為電力系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)，為解決分布式電源接入的問題，協(xié)調(diào)大電網(wǎng)和分布式電源的矛盾，充分挖掘分布式發(fā)電為電網(wǎng)和用戶帶來的價值與效益，微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生。

電能存儲技術(shù)對于實現(xiàn)微電網(wǎng)的基本功能是非常重的，高性能的儲能系統(tǒng)能夠保障供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量和持續(xù)可靠性，提高電能的綜合利用效率。因此，完善的儲能電池管理系統(tǒng)，是微電網(wǎng)實現(xiàn)其自身功能的有力保障。鋰離子電池由于其具有比能量大、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應(yīng)和無污染等特點，已經(jīng)成為當(dāng)今各國能量存儲領(lǐng)域的研究熱點。然而，鋰離子電池的高能量比性能為其帶來了安全方面的隱患，不正確的使用方式將嚴(yán)重影響電池的使用安全，因此必須嚴(yán)格地根據(jù)電池參數(shù)管理電池，防止其過充、過放和過溫，從而保證其安全性能。由于鋰電池的充放電平臺十分平坦，同時，鋰電池的充放電過程是一個極其復(fù)雜的過程，充放電倍率和環(huán)境溫度、濕度等因素都會影響到電池組總?cè)萘康乃p和使用壽命，使用一般方法對鋰電池進(jìn)行狀態(tài)估計很難得到準(zhǔn)確的估計結(jié)果，本專利提供一種基于深度網(wǎng)絡(luò)的方法用于提高電池管理系統(tǒng)狀態(tài)估計的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)，用于微電網(wǎng)儲能電池組特別是磷酸鐵鋰電池的監(jiān)測與管理。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)，包括：電池管理單元BMU，中央管理單元CMU、上位機、24V蓄電池、霍爾傳感器和直流負(fù)載；其中24V蓄電池與電池管理單元BMU和中央管理單元CMU電連接，中央管理單元CMU和電池管理單元BMU之間通過CAN總線進(jìn)行通訊，上位機和中央管理單元CMU之間通過RS485通訊連接。

所述的電池管理單元BMU包括：故障顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、CAN通信模塊和電源模塊，數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行電壓、溫度采集并通過CAN總線將信息傳送給中央管理單元CMU，進(jìn)行電池單體均衡和故障代碼顯示，優(yōu)選的，所述的故障顯示模塊由七段式數(shù)碼管構(gòu)成；所述的數(shù)據(jù)采集模塊由電壓監(jiān)測芯片LTC6802、NTC熱敏電阻和隔離電路組成；所述的均衡模塊由矩陣開關(guān)、反激DC/DC變換器和均衡控制器構(gòu)成；所述的CAN通信模塊由高速CAN收發(fā)TJA1050、雙通道數(shù)字隔離芯片IS07221A構(gòu)成；所述的電源模塊由穩(wěn)壓PWB2405CS和IB00505S組成。

所述的中央管理單元CMU包括：數(shù)據(jù)存儲模塊、電流檢測模塊、RS485通信模塊、CAN通信模塊和電源模塊，優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊由Micro?SD卡和電平轉(zhuǎn)換芯片ADG3308構(gòu)成；電流檢測模塊由霍爾電流傳感器、運算放大器組成；所述的RS485通信模塊由差分?jǐn)?shù)據(jù)收發(fā)器芯片SN65LBC184D構(gòu)成；所述的CAN通信模塊由高速CAN收發(fā)器TJA1050，雙通道數(shù)字隔離芯片IS07221A構(gòu)成；所述的電源模塊由穩(wěn)壓芯片PWA2412MD、K7805、REG1117和IB00505S組成。

所述的上位機包括：HMI觸摸屏。

本發(fā)明電池的荷電狀態(tài)SOC和健康狀態(tài)(蓄電池SOH)估算是通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)的；所述的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組建步驟為：

1、確定輸入層和輸出層神經(jīng)元：將電池總?cè)萘俊㈦妷骸㈦娏鳌囟群蚹-1時刻的SOC分別作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層神經(jīng)元；將電池的SOC和SOH作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層神經(jīng)元。

2、確定激活函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層層數(shù)和隱含層神經(jīng)元數(shù)，從而建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

3、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，訓(xùn)練已創(chuàng)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，估計SOC和SOH。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對儲能電池組的在線監(jiān)測，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其學(xué)習(xí)算法，提高了電池管理系統(tǒng)荷電狀態(tài)SOC和蓄電池SOH估計的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實現(xiàn)電池的荷電狀態(tài)SOC和健康狀態(tài)(蓄電池SOH)估算算法的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)框圖。

圖3為一種基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的儲能電池管理系統(tǒng)一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式