[发明专利]一种超级电容器失效预警方法、系统以及设备

说明书

本发明公开了一种超级电容器失效预警方法、系统及设备，包括：确定超级电容器的失效判定变量χ₁～χ_N以及相对应的临界判定值ω₁₀～ω_N0，确定失效判定变量的标定值χ₁₀～χ_N0；以一定的时间间隔获取超级电容器当前的失效判定变量χ_1T～χ_NT相对于标定值χ₁₀～χ_N0的比值ω₁～ω_N，根据ω₁～ω_N与ω₁₀～ω_N0的大小的比较，确定超级电容器的失效状态并进行预警，本发明通过选取了多个失效判定参数，使得判断结果更加客观有效，并且，本发明通过对各失效判定变量进行标定，并以此作为判断的基准值，避免了仅采用出厂值作为基准值带来的偏差；而在判断超级电容器是否失效时，本实施例用实测值/标定值的百分比值作为失效判据进行判断，进一步减小了测量方法和测量过程带来的误差，使得检测结果更加准确。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，尤其涉及一种超级电容器失效预警方法、系统以及设备。

背景技术

近年来，储能在新能源、电力辅助服务和用户侧等领域的应用迎来了快速增长。伴随着我国电力市场改革和储能技术的快速发展，广东、山西等许多地区已陆续出台了关于储能参与辅助服务市场的指导意见以及实施细则。超级电容器，是一种利用在电极和电解液界面上发生的物理或化学作用来实现电荷可逆快速存储的功率型储能器件，具有输出功率高、响应速度快、使用寿命长、免维护等优异特性，能够实现兆瓦级功率补偿，在调频辅助服务、后备电源、电压暂降治理等领域有着广泛应用前景。

无论作为后备电源还是功率补偿应用，可靠性是超级电容器实现大规模应用的先决条件，因此对其进行健康状态和使用寿命的在线监控显得尤为重要。而目前超级电容储能系统大多在设计时参照了锂离子电池储能系统，通常只是对其端电压、充放电电流以及温度等基本参数进行监控，仅能反应出当前的能量状态及温度状态，而很少对其表征超级电容寿命的容量和内阻进行监控，不能准确、全面地反映超级电容健康状态。这样会导致超级电容系统在临近其寿命期运行时存在整套系统无法正常工作的风险。

目前对于超级电容器的失效判据基本上依赖于非在线的测试方法，而且未给出明确的失效判据。例如标准《GB/T 34870.1-2017》在6.4.2.9部分要求超级电容器需满足：“双电层电容器模组10000次恒电流循环后容量保持率不低于90％，内阻小于初始值的1.5倍；混合型电容器模组5000次恒电流循环后容量保持率不低于80％，内阻小于初始值的2倍”；标准《DL/T 1652-2016》在4.8.1部分则要求超级电容器满足“容量变化率不超过30％，内阻值不应大于标称值的3倍”。而实际应用的超级电容器储能系统往往不会按照标准中的工况运行，并且不适合拆卸之后进行测试，很难适用于现行的超级电容器在线监测系统。

综上所述，现有技术中的超级电容器在线监测系统，存在着不能准确、有效评估超级电容器是否失效的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种超级电容器失效预警方法、系统以及设备，用于解决现有技术中的超级电容器在线监测系统，存在着不能准确、有效评估超级电容器是否失效的技术问题。

本发明提供的一种超级电容器失效预警方法，包括以下步骤：

S1：确定超级电容器的失效判定变量χ₁～χ_N以及与失效判定变量χ₁～χ_N相对应的临界判定值ω₁₀～ω_N0；

S2：对失效判定变量χ₁～χ_N的进行初始标定，得到失效判定变量的标定值χ₁₀～χ_N0；