一种超级电容循环充放电储能监管控制系统的制作方法

1.本发明涉及电容储能监管技术领域，具体为一种超级电容循环充放电储能监管控制系统。


背景技术：

2.超级电容一般指双电层电容，双电层电容相比采用电化学原理的电池，其充放电过程完全没有涉及到物质的变化，所以其具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点，为此，对超级电容的应用越来越广泛。
3.在超级电容投入到实际应用之前，都会对超级电容进行一个循环充放电的测试，在循环充放电的过程中，往往均是通过最终的电池的储电量进行人为的判断，判断结果不准确，且无法依据电容在循环充放电的过程中对电容进行监测，且无法依据监测的数据进行电容的异常分析。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超级电容循环充放电储能监管控制系统，用于解决上述问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种超级电容循环充放电储能监管控制系统，包括电容数采单元、电容实时监控单元、储能环境处理单元、电容状况分析单元以及储能安全预警单元；所述电容数采单元用于对进行循环充放电储能的超级电容进行数据的采集，将采集的数据标记为电容数据，所述电容数据包括电容型号数据以及电容批次数据；所述电容实时监控单元用于对循环充放电储能的超级电容进行储能监控，并进行电容实时分析处理，处理得到充放电实时数据组，所述充放电实时数据组包括一充放分析数据、二充放分析数据、
……
n充放分析数据；所述储能环境处理单元用于对超级电容充放电时的环境因素进行储能数据分析操作，处理得到搁置影响均值、环境影响均值；所述电容状况分析单元依据储能环境处理单元以及电容实时监控单元进行处理得到的数据进行电容综合分析处理，得到电容异常警报或电容安全提示；所述储能安全预警单元依据电容异常警报或电容安全提示进行安全预警，具体为：提取电容异常警报或电容安全提示并对其进行识别，当识别到电容异常警报时，则发出警报信号，当识别到电容安全提示，则不进行警报，显示“电容充放电安全”。
6.优选的，所述电容实时分析处理的具体过程为：提取电容型号数据以及电容批次数据，并依据其对正在进行循环充放电储能的超级电容进行识别组分划分，划分出若干个容样组，并将若干个容样组内的超级电容标记为yjdi，i=1，2，3
……
n1，j=1，2，3
……
n2，其中，n1、n2的取值为正整数；选取出电容标记yjdi，对每个电容的数据进行电容数据处理，处理得到一充放分
析数据、二充放分析数据、
……
n充放分析数据。
7.优选的，电容数据处理的具体过程为：将每个电容的充电次数、充电时间点、充电电量数据以及充电时电容的温度数据标定为充次值、充时值、充量值以及充温值，将每个电容的放电次数、放电时间点、放电电量数据以及放电时电容的温度数据标定为放次值、放时值以及放量值；选取出同一个容样组内充次值为一次的电容，将所述的容样组内充次值为一次的电容对应的充时值、充量值以及充温值进行数据排列，从而得到若干个充时值、充量值以及充温值，对充时值、充量值以及充温值进行一容充分析，得到一充时均值、一浮动充时值、一充量均值、一浮动充量值、一充温均值、一浮动充温值、一放时均值、一浮动放时值、一放量均值、一浮动放量值、一放温均值以及一浮动放温值。
8.优选的，一容充分析的具体分析过程为：将若干个充时值进行从大到小的排序，得到充时排序数据，将充时排序数据的总数量进行统计并标定为充时个数，将充时个数除以二，计算出充时排序数据的中间数并标定为充时中值，将充时排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将充时排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出充时差值，将充时排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一充时均值，将充时均值分别与若干个充时排序数据进行差值计算，计算出若干个充时数差值，将若干个充时数差值进行均值计算，计算出充时数均差值，将充时数均差值与充时中值、充时差值进行浮动充时值计算，计算出浮动充时值，浮动充时值的具体计算过程为：将充时差值与充时中值差值的绝对值减去充时数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动充时值；依据一充时均值、一浮动充时值的计算方法，对充量值、充温值、放时值、放量值以及放温值进行处理，得到一充量均值、一浮动充量值、一充温均值、一浮动充温值、一放时均值、一浮动放时值、一放量均值、一浮动放量值、一放温均值以及一浮动放温值。
9.优选的，储能数据分析操作的具体过程为：将超级电容在充放电时环境的相关数值标定为环境数据，环境数据包括在充放电时的环境温度、超级电容的搁置时间以及超级电容实际消耗电量的总值；选取出同一个容样组内的若干个超级电容对应的环境温度、超级电容的搁置时间以及超级电容实际消耗电量的总值，将超级电容的搁置时间标定为自变量，将超级电容实际消耗电量的总值标定为因变量，依据计算式：两个超级电容对应的超级电容实际消耗电量的总值的差值=两个超级电容对应的超级电容的搁置时间差值*搁置影响因子，反向推导出搁置影响因子，依据相同的计算方式计算出同一个容样组内的若干个超级电容的搁置影响因子，将若干个搁置影响因子进行均值计算，计算出搁置影响均值；选取出同一个容样组内若干个超级电容中环境温度不同相同、超级电容的搁置时间相同的超级电容，依据搁置影响均值的计算方法，计算出环境影响均值。
10.优选的，电容综合分析处理的具体处理过程为：提取一充放分析数据、二充放分析数据
……
n充放分析数据并进行二次处理：选取出一充时均值、二充时均值、
……
n充时均值，将每两个相邻的数值之间进行差值计算，计算出若干个时计差值，将一浮动充时值、二浮动充时值、
……
n浮动充时值之间每两个相邻的数值之间进行差值计算，计算出若干个时计浮差值；
将若干个时计差值与对应的时计浮差值进行差值计算，计算出若干个时算差值，建立虚拟平面直角坐标系，将若干个实算差值依次进行数值标记，并进行直线连接，从而得到时算差值连线，将若干个时算差值进行均值计算，计算出时算均差值，将时算均差值分别与若干个时算差值进行差值计算，计算出时评差值，设定一个预设值，当时评差值大于等于预设值时，则判定差值大，反之，则判定差值小，识别差值大于与差值小的个数，并进行占比计算，当差值小的次数占比小于占比阈值时，则判定充时正确，生成充时正常信号，反之，则判定充时错误，生成充时异常信号；依据充时正常信号以及充时异常信号的处理方法，处理得到放时正常信号、放时异常信号、充量正常信号或充量异常信号、充温正常信号或充温异常信号、放时正常信号或放时异常信号、放量正常信号或放量异常信号、放温正常信号或放温异常信号，并对其进行信号转化，得到电容异常警报或电容安全提示。
11.优选的，信号转化的具体过程为：统计放时正常信号或放时异常信号、放量正常信号或放量异常信号、放温正常信号或放温异常信号中异常信号出现的次数，进行占比计算，将异常信号出现的次数的占比值标记为az，设定一个阈值m1，当az＜m1时，生成放电安全信号，当az≥m1时，生成放电危险信号；对充电安全信号、充电危险信号、放电安全信号、放电危险信号进行识别，当识别到充电危险信号以及放电危险信号同时出现时，生成电容异常警报，当充电安全信号以及放电安全信号同时出现时，生成电容安全提示，当充电危险信号或放电危险信号同时出现时，则提取对应的搁置影响均值、环境影响均值并代入计算式，计算出评价数值，将评价数值标记为pj，并与阈值m2进行比对，当pj＜m2时，则生成电容安全提示，当pj≥m2时，则生成电容异常警报。
12.本发明的有益效果：本发明通过采集电容相关的数据，将电容依据采集的数据进行电容充放电的分组处理，从而划分出若干个容样组，便于对相同的电容充电情况进行实时监测，减少系统对数据提取所消耗的时间，对划分后的若干个容样组内的电容进行递进式充电分析，详细的对第一次到第n次充电时电容的数据，从而判定电容的稳定性，依据电容充电时微弱的外部影响因素，对电容进行因素结合分析，从而判定出电容充电时的数据，依据数据进行电容的异常判断，从而及时的提醒工作人员进行电容的异常检修，增加数据分析的精确性，节省人为检测所消耗的时间，提高工作效率。
附图说明
13.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
14.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。
16.请参阅图1所示，本发明为一种超级电容循环充放电储能监管控制系统，包括电容数采单元、电容实时监控单元、储能环境处理单元、电容状况分析单元以及储能安全预警单元；所述电容数采单元用于对进行循环充放电储能的超级电容进行数据的采集，从而对电容的数据进行精确地存储标记，便于后期对电容的循环充放电储能进行处理，将采集的数据标定为电容数据，所述电容数据包括电容型号数据以及电容批次数据，将采集的电容型号数据以及电容批次数据传输至电容实时监控单元；所述电容实时监控单元用于对循环充放电储能的超级电容进行储能监控，避免超级电容在充放电储能时出现充放电储能异常，从而导致电容损坏，造成经济损失，所述电容数采单元与电容实时监控单元通信连接；所述电容实时监控单元内部设置有储能环境处理单元、电容状况分析单元以及储能安全预警单元，且储能环境处理单元与电容状况分析单元以及储能安全预警单元通信连接；所述电容状况分析单元依据电容型号数据以及电容批次数据对循环充放电储能的超级电容进行储能数据处理分析，从而对电容的状态进行判定，对电容进行预警计算，并将预警结果传输至储能安全预警单元；所述储能安全预警单元依据电容状况分析单元传输的预警结果，进行电容预警，及时提醒用户；所述电容数采单元用于对进行循环充放电储能的超级电容进行数据的采集，将采集的数据标定为电容数据，所述电容数据包括电容型号数据以及电容批次数据，将采集的电容型号数据以及电容批次数据传输至电容实时监控单元；所述电容实时监控单元依据电容型号数据以及电容批次数据进行电容实时分析处理，电容实时分析处理的具体过程为：提取电容型号数据以及电容批次数据，并依据其对正在进行循环充放电储能的超级电容进行识别，识别出每个所述电容的电容型号数据以及电容批次数据，依据电容型号数据以及电容批次数据进行组分划分，具体为：将若干个相同电容型号数据以及电容批次数据的电容标记为容样组，从而得到若干个容样组，将若干个容样组内的电容标记为yjdi，i=1，2，3
……
n1，j=1，2，3
……
n2，其中，n1、n2的取值为正整数，n1和n2的定义区别是为了区别容样组与电容的总数不相同，例如：有4个容样组，每个容样组内的电容总数有5个；选取出电容标记yjdi，对每个电容的数据进行电容数据处理，电容数据处理的具体过程为：将每个电容的充电次数、充电时间点、充电电量数据以及充电时电容的温度数据标定为充次值、充时值、充量值以及充温值，将每个电容的放电次数、放电时间点、放电电量数据以及放电时电容的温度数据标定为放次值、放时值以及放量值；选取出同一个容样组内充次值为一次的电容，将所述的容样组内充次值为一次的电容对应的充时值、充量值以及充温值进行数据排列，从而得到若干个充时值、充量值以及充温值，对充时值、充量值以及充温值进行一容充分析，具体为：将若干个充时值进行从大到小的排序，得到充时排序数据，将充时排序数据的总
数量进行统计并标定为充时个数，将充时个数除以二，计算出充时排序数据的中间数并标定为充时中值，将充时排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将充时排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出充时差值，将充时排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一充时均值，将充时均值分别与若干个充时排序数据进行差值计算，计算出若干个充时数差值，将若干个充时数差值进行均值计算，计算出充时数均差值，将充时数均差值与充时中值、充时差值进行浮动充时值计算，计算出浮动充时值，浮动充时值的具体计算过程为：将充时差值与充时中值差值的绝对值减去充时数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动充时值；将若干个充量值进行从大到小的排序，得到充量排序数据，将充量排序数据的总数量进行统计并标定为充量个数，将充量个数除以二，计算出充量排序数据的中间数并标定为充量中值，将充量排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将充量排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出充量差值，将充量排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一充量均值，将充量均值分别与若干个充量排序数据进行差值计算，计算出若干个充量数差值，将若干个充量数差值进行均值计算，计算出充量数均差值，将充量数均差值与充量中值、充量差值进行浮动充量值计算，计算出浮动充量值，浮动充量值的具体计算过程为：将充量差值与充量中值差值的绝对值减去充量数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动充量值；将若干个充温值进行从大到小的排序，得到充温排序数据，将充温排序数据的总数量进行统计并标定为充温个数，将充温个数除以二，计算出充温排序数据的中间数并标定为充温中值，将充温排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将充温排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出充温差值，将充温排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一充温均值，将充温均值分别与若干个充温排序数据进行差值计算，计算出若干个充温数差值，将若干个充温数差值进行均值计算，计算出充温数均差值，将充温数均差值与充温中值、充温差值进行浮动充温值计算，计算出浮动充温值，浮动充温值的具体计算过程为：将充温差值与充温中值差值的绝对值减去充温数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动充温值；选取出同一个容样组内放次值为一次的电容，将所述的容样组内放次值为一次的电容对应的放时值、放量值以及放温值进行数据排列，从而得到若干个放时值、放量值以及放温值，对放时值、放量值以及放温值进行一容放分析，具体为：将若干个放时值进行从大到小的排序，得到放时排序数据，将放时排序数据的总数量进行统计并标定为放时个数，将放时个数除以二，计算出放时排序数据的中间数并标定为放时中值，将放时排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将放时排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出放时差值，将放时排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一放时均值，将放时均值分别与若干个放时排序数据进行差值计算，计算出若干个放时数差值，将若干个放时数差值进行均值计算，计算出放时数均差值，将放时数均差值与放时中值、放时差值进行浮动放时值计算，计算出浮动放时值，浮动放时值的具体计算过程为：将放时差值与放时中值差值的绝对值减去放时数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动放时值；将若干个放量值进行从大到小的排序，得到放量排序数据，将放量排序数据的总
数量进行统计并标定为放量个数，将放量个数除以二，计算出放量排序数据的中间数并标定为放量中值，将放量排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将放量排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出放量差值，将放量排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一放量均值，将放量均值分别与若干个放量排序数据进行差值计算，计算出若干个放量数差值，将若干个放量数差值进行均值计算，计算出放量数均差值，将放量数均差值与放量中值、放量差值进行浮动放量值计算，计算出浮动放量值，浮动放量值的具体计算过程为：将放量差值与放量中值差值的绝对值减去放量数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动放量值；将若干个放温值进行从大到小的排序，得到放温排序数据，将放温排序数据的总数量进行统计并标定为放温个数，将放温个数除以二，计算出放温排序数据的中间数并标定为放温中值，将放温排序数据中的最大值与最小值进行求和计算，将放温排序数据中的最大值与最小值的和除以二，计算出放温差值，将放温排序数据的每个数值代入到均值计算式中，计算出一放温均值，将放温均值分别与若干个放温排序数据进行差值计算，计算出若干个放温数差值，将若干个放温数差值进行均值计算，计算出放温数均差值，将放温数均差值与放温中值、放温差值进行浮动放温值计算，计算出浮动放温值，浮动放温值的具体计算过程为：将放温差值与放温中值差值的绝对值减去放温数均差值，选取最终数值的绝对值标定为一浮动放温值；将一充时均值、一浮动充时值、一充量均值、一浮动充量值、一充温均值、一浮动充温值、一放时均值、一浮动放时值、一放量均值、一浮动放量值、一放温均值以及一浮动放温值标定为一充放分析数据；其中，上述的一容充分析以及一容充分析分别指代第一次充电的电容充电分析以及第一次放电的电容充电分析；依据一容充分析的分析方法，对充时值、充量值以及充温值进行二容充分析，依据一容充分析的分析方法，对充时值、充量值以及充温值进行二容放分析；依据二容充分析以及二容放分析，计算出二充时均值、二浮动充时值、二充量均值、二浮动充量值、二充温均值、二浮动充温值、二放时均值、二浮动放时值、二放量均值、二浮动放量值、二放温均值以及二浮动放温值，将其标定为二充放分析数据；依据一容充分析以及一容放分析，进行对应第三次充放电、第四次充放电
……
第n次充放电的分析，从而得到三充放分析数据、四充放分析数据
……
n充放分析数据，将其标定为n充放分析数据；所述储能环境处理单元用于对超级电容充放电时的环境因素进行储能数据分析操作，储能数据分析操作的具体过程为：将超级电容在充放电时环境的相关数值标定为环境数据，环境数据包括在充放电时的环境温度、超级电容的搁置时间以及超级电容实际消耗电量的总值，且环境温度、超级电容的搁置时间以及超级电容实际消耗电量的总值与充时值、充量值、充温值、放时值以及放量值相对应；选取出同一个容样组内的若干个超级电容对应的环境温度、超级电容的搁置时间以及超级电容实际消耗电量的总值，并进行变量挑选，选取出同一个容样组内若干个超级电容中环境温度相同、超级电容的搁置时间不同的超级电容，将超级电容的搁置时间与超
级电容实际消耗电量的总值代入到计算式：两个超级电容对应的超级电容实际消耗电量的总值的差值=两个超级电容对应的超级电容的搁置时间差值*搁置影响因子，反向推导出搁置影响因子，依据相同的计算方式计算出同一个容样组内的若干个超级电容的搁置影响因子，将若干个搁置影响因子进行均值计算，计算出搁置影响均值；选取出同一个容样组内若干个超级电容中环境温度不同相同、超级电容的搁置时间相同的超级电容，将环境温度与超级电容实际消耗电量的总值代入到计算式：两个超级电容对应的超级电容实际消耗电量的总值的差值=两个超级电容对应的环境温度差值*环境影响因子，反向推导出环境影响因子，依据相同的计算方式计算出同一个容样组内的若干个超级电容的环境影响因子，将若干个环境影响因子进行均值计算，计算出环境影响均值；所述电容状况分析单元依据储能环境处理单元以及电容实时监控单元进行处理得到的数据，对电容的充电进行电容综合分析处理，电容综合分析处理的具体处理过程为：提取一充放分析数据、二充放分析数据
……
n充放分析数据并进行二次处理：选取出一充时均值、二充时均值、
……
n充时均值，并将一充时均值、二充时均值、
……
n充时均值之间每两个相邻的数值之间进行差值计算，计算出若干个时计差值，选取出一浮动充时值、二浮动充时值、
……
n浮动充时值，并将一浮动充时值、二浮动充时值、
……
n浮动充时值之间每两个相邻的数值之间进行差值计算，计算出若干个时计浮差值，将若干个时计差值与对应的时计浮差值进行差值计算，计算出若干个时算差值，建立虚拟平面直角坐标系，将若干个实算差值依次进行数值标记，并进行直线连接，从而得到时算差值连线，将若干个时算差值进行均值计算，计算出时算均差值，将时算均差值分别与若干个时算差值进行差值计算，计算出时评差值，设定一个预设值，当时评差值大于等于预设值时，则判定差值大，反之，则判定差值小，识别差值大于与差值小的个数，并进行占比计算，当差值小的次数占比小于占比阈值时，则判定充时正确，生成充时正常信号，反之，则判定充时错误，生成充时异常信号；依据充时正常信号、充时异常信号的处理方式，一充放分析数据、二充放分析数据
……
n充放分析数据内的充电以及放电对应的数据进行处理，从而得到放时正常信号、放时异常信号、充量正常信号或充量异常信号、充温正常信号或充温异常信号、放时正常信号或放时异常信号、放量正常信号或放量异常信号、放温正常信号或放温异常信号；统计充时正常信号或充时异常信号、充量正常信号或充量异常信号、充温正常信号或充温异常信号中异常信号出现的次数，进行占比计算，异常信号出现的次数的占比值小于阈值时，则判定充电正常，生成充电安全信号，反之，则判定充电异常，生成充电危险信号；统计放时正常信号或放时异常信号、放量正常信号或放量异常信号、放温正常信号或放温异常信号中异常信号出现的次数，进行占比计算，异常信号出现的次数的占比值小于阈值时，则判定放电正常，生成放电安全信号，反之，则判定放电异常，生成放电危险信号；提取充电安全信号、充电危险信号、放电安全信号、放电危险信号，并对其进行识别，当识别到充电危险信号以及放电危险信号同时出现时，则判定充放电异常，生成电容异常警报，当充电安全信号以及放电安全信号同时出现时，则判定充放电安全，生成电容安全
提示，当充电危险信号或放电危险信号同时出现时，则提取对应的搁置影响均值、环境影响均值并代入计算式：评价数值=搁置影响均值*第一权重系数 环境影响均值*第二权重系数，将评价数值与阈值进行比对，当评价数值小于阈值时，则生成电容安全提示，反之，则生成电容异常警报，其中，第一权重系数与第二权重系数均为预设值；将电容异常警报或电容安全提示传输至储能安全预警单元；所述储能安全预警单元依据电容异常警报或电容安全提示进行安全预警，安全预警的具体过程为：提取电容异常警报或电容安全提示并对其进行识别，当识别到电容异常警报时，则发出警报信号，当识别到电容安全提示，则不进行警报，显示“电容充放电安全”。
17.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。