一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法与流程

本发明涉及二氧化碳储能，具体而言，涉及一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法。

背景技术：

1、二氧化碳储能技术是一种利用二氧化碳工质在压缩、储存以及膨胀释能过程中的热力学特性实现能量转换的新型储能方式。相比传统压缩空气储能技术，二氧化碳储能系统具有工质循环性能好、储能密度较高以及适应性较强等特点，能够有效应用于新能源消纳、电网调峰以及大规模储能等领域。

2、现有专利cn120524287a公开了一种吸附压缩二氧化碳储能系统的多维度监测预警方法及系统，通过压力传感器、温度传感器以及流量传感器采集压缩设备的进出口压力、温度以及二氧化碳流量数据，通过储罐监测设备采集储存压力、温度以及吸附量变化数据，并结合热力学模型对压缩效率、换热性能以及释能效率进行分析，引入机器学习算法，对采集的多源运行数据进行特征提取和风险预测，并根据风险指标划分不同预警等级，实现储能系统的异常监测与安全控制。然而，二氧化碳储能系统涉及多个阶段，各阶段设备之间存在连续的二氧化碳流动关系，现有方法主要针对单个设备参数是否超过设定阈值进行判断，缺少基于二氧化碳实际流动路径对上下游设备运行数据之间关联变化关系进行分析的手段，导致难以及时发现设备间协同异常。

3、因此，有必要设计一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，旨在解决缺少基于二氧化碳实际流动路径对上下游设备运行数据之间关联变化关系进行分析的手段，导致难以及时发现设备间协同异常的问题。

2、本发明提出了一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，包括：

3、获取二氧化碳储能系统的运行数据，所述运行数据包括压缩运行数据、换热运行数据、储存运行数据以及释能运行数据；并对各所述运行数据进行同步处理，形成运行数据集；

4、基于二氧化碳的流动路径和所述运行数据集，将相邻设备之间的所述运行数据建立对应关系，形成运行关联数据；对所述运行关联数据进行变化统计，形成关联变化信息；

5、根据各所述关联变化信息，对存在所述对应关系的所述运行数据进行一致性判断；当存在所述对应关系的所述运行数据变化趋势不一致时，生成异常关联信息；

6、根据所述异常关联信息和所述流动路径，确定各设备之间的运行状态；根据所述运行状态，生成所述二氧化碳储能系统的状态评估结果。

7、进一步的，所述压缩运行数据包括压缩设备入口压力数据、出口压力数据、压缩功率数据以及二氧化碳流量数据；所述换热运行数据包括换热设备入口温度数据、出口温度数据以及换热介质运行数据；所述储存运行数据包括储存设备内部压力数据、内部温度数据以及储存容量数据；所述释能运行数据包括释能设备入口压力数据、出口压力数据以及输出功率数据。

8、进一步的，对各所述运行数据进行同步处理时，包括：

9、获取各所述运行数据对应的数据采集时间信息；根据所述数据采集时间信息，对不同设备获取的所述运行数据进行时间匹配；将处于同一时间范围内的各设备的所述运行数据进行组合，形成所述运行数据集。

10、进一步的，形成运行关联数据时，包括：

11、根据二氧化碳的流动方向，确定各设备之间的上下游关系；将上游设备输出侧的所述运行数据与下游设备输入侧的所述运行数据进行匹配，建立相邻设备之间的所述对应关系，形成所述运行关联数据。

12、进一步的，形成关联变化信息时，包括：

13、获取所述运行关联数据中相邻设备的所述运行数据的变化量；分别统计所述运行数据的变化方向、变化幅度以及变化时间；根据统计结果生成所述运行数据关联变化情况的所述关联变化信息。

14、进一步的，对存在所述对应关系的所述运行数据进行一致性判断时，包括：

15、获取相邻设备之间的所述运行数据的预设关联变化关系；将所述关联变化信息与所述预设关联变化关系进行匹配；当所述关联变化信息不满足所述关联变化关系时，确定存在所述对应关系的所述运行数据变化趋势不一致。

16、进一步的，生成异常关联信息时，包括：

17、确定变化趋势不一致的相邻设备的设备标识以及所述运行数据；根据所述设备标识和所述运行数据，生成所述异常关联信息。

18、进一步的，确定各设备之间的运行状态时，包括：

19、根据二氧化碳在所述流动路径上的流动方向，对各所述异常关联信息进行排序；确定所述异常关联信息的设备标识以及异常传播范围；根据所述异常传播范围，确定各设备的运行状态以及设备之间的协同运行状态。

20、进一步的，生成状态评估结果时，包括：

21、根据各设备的所述运行状态，确定所述二氧化碳储能系统的整体运行状态；当相邻设备之间不存在所述异常关联信息时，确定所述二氧化碳储能系统处于正常运行状态；当相邻设备之间存在连续的所述异常关联信息时，确定所述二氧化碳储能系统处于异常运行状态，并输出异常设备标识。

22、进一步的，还包括：根据所述状态评估结果，对所述异常关联信息的设备的所述运行数据进行标记；将所述异常关联信息、所述设备标识以及各设备的所述运行状态进行关联存储，形成历史状态评估数据。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：基于二氧化碳在储能系统中的实际流动路径，将相邻设备之间的运行数据建立对应关系，形成运行关联数据，不再局限于单一设备参数状态判断，而是通过分析二氧化碳由上游设备向下游设备传递过程中的运行变化关系，实现对压缩、换热、储存以及释能各环节之间协同运行状态的综合分析，提高了对整体运行状态的感知能力。通过对运行关联数据进行变化统计，获取相邻设备运行数据的变化方向、变化幅度以及变化时间，并根据关联变化信息判断存在对应关系的运行数据之间是否满足预设变化关系。当相邻设备之间出现变化趋势不一致时，能够及时生成异常关联信息，从而识别设备单点参数未明显超限但设备间运行关系已经发生异常的隐性故障，提高了异常检测的提前性和准确性。结合异常关联信息与二氧化碳流动路径，对异常信息涉及的设备位置以及异常传播范围进行分析，确定各设备之间的运行状态以及设备间协同运行状态，实现了从单设备异常识别向系统级状态评估的转变，定位了异常影响范围。

1.一种基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，所述压缩运行数据包括压缩设备入口压力数据、出口压力数据、压缩功率数据以及二氧化碳流量数据；所述换热运行数据包括换热设备入口温度数据、出口温度数据以及换热介质运行数据；所述储存运行数据包括储存设备内部压力数据、内部温度数据以及储存容量数据；所述释能运行数据包括释能设备入口压力数据、出口压力数据以及输出功率数据。

3.根据权利要求2所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，对各所述运行数据进行同步处理时，包括：

4.根据权利要求3所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，形成运行关联数据时，包括：

5.根据权利要求4所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，形成关联变化信息时，包括：

6.根据权利要求5所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，对存在所述对应关系的所述运行数据进行一致性判断时，包括：

7.根据权利要求6所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，生成异常关联信息时，包括：

8.根据权利要求7所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，确定各设备之间的运行状态时，包括：

9.根据权利要求8所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，生成状态评估结果时，包括：

10.根据权利要求9所述的基于运行数据的二氧化碳储能系统状态评估方法，其特征在于，还包括：根据所述状态评估结果，对所述异常关联信息的设备的所述运行数据进行标记；将所述异常关联信息、所述设备标识以及各设备的所述运行状态进行关联存储，形成历史状态评估数据。