[發明專利]一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法

在審

• 申請號: 202210022898.7
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114398829A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 杜旭浩;李秉宇;曾四鳴;劉宏亮;劉振;何瑞東;李練兵;姚芳;蔡子文;馬建輝;劉杰
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/08;G06N3/00;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 彭鋰

1.一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，其包括以下步驟，

(1)經驗數據獲取：所述經驗數據包括若干個額定電壓相同的樣本鉛酸蓄電池的開路電壓、質量和容量；

(2)容量估算模型的建立：用步驟(1)的開路電壓和質量作為輸入數據，容量作為輸出數據，采用麻雀搜索算法對BP神經網絡模型進行優化，建立容量估算模型；

(3)估算容量：將鉛酸蓄電池充滿電后靜置24小時，測量其開路電壓和質量，作為容量估算模型的輸入數據，容量估算模型的輸出值為估算容量。

2.根據權利要求1所述的一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，步驟(1)中，所述樣本鉛酸蓄電池的規格不少于3類，樣本鉛酸蓄電池的數量不少于50個；

所述樣本鉛酸蓄電池為額定電壓相同、標稱質量相同或不同、額定容量相同或不同的鉛酸蓄電池；

所述樣本鉛酸蓄電池選自新生產后，處于開路擱置時間的鉛酸蓄電池；開路電壓、質量和容量在室溫和濕度不大于80％的環境下獲取。

3.根據權利要求1所述的一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，步驟(1)中，開路電壓、質量和容量按照以下方法獲得，

a.以10h率充電電流I₁₀以及等于1.2倍額定電壓的充電截止電壓將所述樣本鉛酸蓄電池充滿電；

b.將所述樣本鉛酸蓄電池開路靜置24小時；

c.測量記錄所述樣本鉛酸蓄電池的開路電壓U_OC；

d.測量記錄所述樣本鉛酸蓄電池的質量m；

e.以10h率放電電流I₁₀以及等于1.2倍額定電壓的放電截止電壓對所述樣本鉛酸蓄電池進行核容放電，記錄所述樣本鉛酸蓄電池的放電容量Q。

4.根據權利要求1所述的一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，步驟(2)中，將步驟(1)中，滿充24h后的開路電壓U_OC和質量m作為容量估算模型的二維特征輸入列向量為[U_OC,m]T，將所述放電容量Q作為容量估算模型的輸出數據。

5.根據權利要求4所述的一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，步驟(2)中，容量估算模型的建立包括以下步驟：

S1確定神經網絡的拓撲結構，形成神經網絡模型；

S2利用麻雀搜索算法得到最優權值和閾值；

S3使用訓練樣本訓練網絡；

S4使用測試樣本測試網絡；

S5測試誤差。

6.根據權利要求5所述的一種變電站用鉛酸蓄電池壽命快速估算方法，其特征在于，S1中，用步驟(1)的開路電壓u_OC和質量m作為輸入數據，容量Q作為輸出數據，采用二維特征輸入列向量為[u_OC,m]^T和單輸出Q的BP神經網絡模型，建立過程如下，

公式(1)中，[x₁,x₂]＝[U_OC,m]；L為BP神經網絡模型隱含層神經元數目；ω_li(l＝1,…,L；i＝1,2)為第l層隱含層中對第i輸入神經元的權重系數矩陣ω；b_l(l＝1,…,L)為第l層隱含層的閾值向量b；花括號中為一L維列向[g1,g2,…,gL]T量，根據激勵函數gl(x)(l＝1,…,L)，通過對輸入層神經元xi賦權ωli求和，再加閾值bl計算得到：

公式(1)所示的模型中，輸出y為樣本鉛酸蓄電池的放電容量Q，是BP神經網絡模型的輸出層神經元，通過對隱含層神經元gl(l＝1,…,L)加權β＝βl(l＝1,…,L)求和計算：

公式(2)所示的模型中，輸入神經元的權重矩陣ω、隱含層的閾值列向量b和隱含層神經元的權重列向量β，初值分別通過隨機生成的方式獲取。