一种储能电池组短路故障诊断方法、电池管理方法及系统

1.本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种储能电池组短路故障诊断方法、电池管理方法及系统。


背景技术：

2.可再生能源发电的波动性和间歇性给现有电力系统运行带来了巨大挑战，储能是提高电网对间歇性可再生能源发电接纳能力的有效技术。锂离子电池以其高功率密度、宽工作温度范围、低自放电率等优势在储能领域具有广阔应用前景。要确保储能系统安全、可靠运行，就要保证对储能电池检测诊断结果的精确性和可靠性。一旦储能电池组发生初期故障，电池管理系统应当能及时检测、预警故障的发生，进而采取必要的故障隔离或控制措施，以避免故障进一步发展导致储能电池组性能恶化乃至整个储能系统损坏。
3.现有锂离子电池组短路故障诊断方法包括模型驱动和数据驱动两种类型。其中，基于模型驱动的锂离子电池组短路故障诊断方法是在电池建模后，生成实测数据与模型估计数据间的残差信号，将残差信号与经验检测阈值对比，从而确定短路故障是否发生。该检测阈值的选取来源于经验，因此并未考虑检测阈值与短路故障信号特征之间的量化关联，导致无法对储能电池组初期短路故障进行及时检测；而基于数据驱动的储能电池组短路故障诊断方法多为储能电池组确定性短路故障的后验诊断，即通过对显著的短路故障与其他故障间的不同故障特征进行分类识别，进而完成对储能电池组短路故障的诊断，其诊断有效性依赖于短路故障的显著性水平，对处于故障分类边界的储能电池组的初期短路故障无法做到及时检测。
4.储能电池在投入使用阶段，短路故障为其常见故障。当短路故障发生时，电池在短时间内释放出大量热量，使得电池表面温度激增，极易引发大面积热失控，从而对整个储能系统造成严重威胁，因此，需要在短路故障早期及时发现并准确定位，以便采取有效控制手段防止故障进一步发展。但短路故障早期的故障特征并不明显，储能电池组的初期短路故障检测与定位问题仍然面临巨大挑战。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种储能电池组短路故障诊断方法，以解决储能电池组的初期短路故障检测与定位问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
6.根据本发明实施例的第一方面，提供了一种储能电池组短路故障诊断方法。
7.在一个实施例中，所述储能电池组短路故障诊断方法，包括以下步骤：
8.步骤s1：获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵的基准差分电压均值向量和基准差分电压标准差对角阵；
9.获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵标准化后的协方差矩阵的最大基准特征值向量，及最大基准特征值均值和最大基准特征值标准差；
10.步骤s2：对最大基准特征值向量进行标准化，设置故障检测的显著性水平，获取短路故障检测阈值，进而获取短路故障的最小可检测故障估计，并确定最小可检测短路电阻；
11.其中，获取短路故障检测阈值，进而获取最小可检测短路故障估计的具体步骤为：
12.步骤s201：对最大基准特征值向量λ
max,base,1
和λ
max,base,2
分别进行标准化，具体如式(14)所示：
[0013][0014]
其中，和分别为最大基准特征值向量λ
max,base,1
和λ
max,base,2
的标准化向量；和分别是标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和的最大基准特征值均值；和分别为标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和最大基准特征值标准差；
[0015]
步骤s202：设置显著性水平为α，基于标准化最大基准特征值向量和获得的对应于基准差分交错量测电压时序子矩阵和的短路故障检测子阈值为d
th,1
和d
th,2
，满足式(15)：
[0016][0017]
其中，n{
·
}表示满足{
·
}中条件的元素个数；
[0018]
短路故障检测阈值d
th
如式(16)所示：
[0019][0020]
步骤s203：短路故障的最小可检测故障特征f
min
满足如下公式(17)所示二次函数形式：
[0021][0022]
其中，tf表示滑动窗口内的故障持续时间；表示短路故障发生于单电池电压向量的第l通道上时的故障分量系数，表示标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和的特征值标准差，计算如式(18)所示：
[0023][0024]
据此，得到短路故障的最小可检测故障特征f
min
的估计值；
[0025]
所述确定最小可检测短路电阻的步骤，包括：
[0026]
根据式(19)得到最小可检测故障特征f
min
对应的最小可检测短路电阻：
[0027][0028]rsc
表示最小可检测短路电阻，em表示故障电池的开路电压，id表示故障电池处于放电状态时的电流值，r0表示故障电池等效电路模型中的串联电阻；
[0029]
其中，基于最小可检测故障特征f
min
的短路电流计算公式如公式(20)所示：
[0030][0031]
步骤s3：根据实时获取的基于交错电压量测拓扑的储能电池组差分电压时序向量，构造标准化的差分电压量测时序矩阵，计算对应的实时短路故障检测指标；
[0032]
步骤s4：当短路故障检测指标超过故障检测阈值时，计算故障的差分电压通道贡献度，确定短路故障的发生位置。
[0033]
可选地，所述步骤s1，包括如下步骤：
[0034]
获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的20％至80％荷电状态区间的基准交错量测电压时序矩阵其表达式如式所示：
[0035][0036]
其中，n为交错量测拓扑的量测电压传感器个数，m为基准交错量测电压时序矩阵的时间序列长度；为基准交错量测电压时序矩阵中第t个基准交错量测电压列向
量，为中第i个交错量测通道的基准测量电压值；其中，i＝1,2,
…
,n；t＝1,2,
…
,m；对应80％荷电状态下的基准交错量测电压向量，对应20％荷电状态下的基准交错量测电压向量；其中，基准交错量测电压列向量的表达式如公式(2)所示：
[0037][0038]
其中，为基准交错量测电压时序矩阵的第t个基准交错量测电压列向量的第i个交错量测通道的基准测量电压值；为交错量测拓扑中第t个时间序列时的第i个单体电池的电压值，所组成向量为单体电池电压向量。
[0039]
可选地，所述步骤s1，还包括如下步骤：
[0040]
对基准交错量测电压时序矩阵作基于交错量测通道的差分运算，得到基准差分交错量测基准电压时序矩阵表达式如公式(3)所示：
[0041][0042]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量，为中第i个交错量测通道和第j个交错量测通道间的差分交错量测电压值，其中，基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量表达式如公式(4)所示：
[0043][0044]
可选地，所述获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵的基准差分电压均值向量和基准差分电压标准差对角阵的步骤，基准差分电压均值向量表达式如公式(5)所示：
[0045]
[0046]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量第i个交错量测通道与第j个交错量测通道间的基准差分测量电压均值，计算公式如公式所示：
[0047][0048]
基准差分电压标准差对角阵如公式(7)所示：
[0049][0050]
其中，diag{
·
}为以{
·
}中元素为依序对角元素的对角阵；代表基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量第i个交错量测通道与第j个交错量测通道间的基准差分测量电压标准差，其计算公式如式所示：
[0051][0052]
可选地，所述获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵标准化后的协方差矩阵的最大基准特征值均值和最大基准特征值标准差，其具体步骤为：
[0053]
对基准差分交错量测基准电压时序矩阵进行标准化，如公式(9)所示：
[0054][0055]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵的标准化矩阵；
[0056]
将标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵分为两组标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和其中，标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵由标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵的第1至n-1行依序组成，标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵为标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵的第2至n行依序组成；
[0057]
标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和的最大基准特征值均值和的表达式如公式(10)所示：
[0058][0059]
其中，λ
max,k,base,1
和λ
max,k,base,2
分别为标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和中第k个以ω为矩阵宽度的滑动时序子矩阵的和的协方差矩阵和的最大特征值；其中，标准化滑动时序子矩阵由标准化时序子矩阵的k-ω 1列至k列依序组成，标准化滑动时序子矩阵由标准化时序子矩阵的k-ω 1列至k列依序组成；k＝ω,ω 1,
…
,m；
[0060]
滑动时序子矩阵的和的协方差矩阵和的表达式如式(11)所示：
[0061][0062]
并且有
[0063][0064]
其中，λ
max,base,1
和λ
max,base,2
分别为标准化时序子矩阵和的最大基准特征值向量；
[0065]
标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和最大基准特征值标准差和计算公式如式所示：
[0066][0067]
可选地，所述构造标准化的储能电池组实时差分电压量测时序矩阵的步骤，具体为：
[0068]
获取t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时电压向量如式(21)所
示：
[0069][0070]
其中，为t时刻基于交错电压量测拓扑获取的第i个量测通道的实时电压值；
[0071]
计算t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时差分电压向量如式(22)所示：
[0072][0073]
当t≥ω时，构造t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时差分电压量测时序矩阵如式(23)所示：
[0074][0075]
t时刻基于交错电压量测拓扑的标准化储能电池组实时差分电压量测时序矩阵如式(24)所示：
[0076][0077]
将标准化储能电池组实时差分电压量测时序矩阵分为两组标准化实时差分电压量测时序子矩阵和其中，标准化实时差分交错量测电压时序子矩阵由标准化实时差分交错量测基准电压时序矩阵的第1至n-1行依序组成，标准化差分交错量测电压时序子矩阵为标准化差分交错量测基准电压时序矩阵的第2至n行依序组成。
[0078]
可选地，所述实时短路故障检测指标的计算步骤具体为：
[0079]
获取t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵，如式(25)所示：
[0080][0081]
通过特征值求解方法得到t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的最大特征值λ
max,t,1
和λ
max,t,2
，其对应的特征向量为v
max,t,1
和v
max,t,2
；
[0082]
对特征值λ
max,t,1
和λ
max,t,2
分别进行标准化，如式(26)所示：
[0083][0084]
其中，和分别为t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的标准化最大特征值；
[0085]
获取储能电池组t时刻的实时短路故障检测指标d
t
，其表达式如式(27)所示：
[0086][0087]
当t时刻的实时短路故障检测指标d
t
满足d
t
》d
th
时，表明电池组发生短路故障。
[0088]
可选地，所述短路故障发生位置的定位步骤具体为：
[0089]
步骤s401：利用式(28)计算t时刻短路故障的实时差分电压通道贡献度向量η
t
＝{η
t,i
}，其中，i＝1,
…
,n；
[0090][0091]
其中，v
max,t,1,i
和v
max,t,2,i
分别为t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的最大特征值和对应的特征向量v
max,t,1
和v
max,t,2
的第i个元素；
[0092]
步骤s402：当t时刻短路故障的实时差分电压通道贡献度向量η
t
中最大的两个元素η
t,i
和η
t,j
的下标i和j满足式(29)：
[0093][0094]
则t时刻短路故障发生于第i个单体电池。
[0095]
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种电池管理方法。
[0096]
在一个实施例中，所述电池管理方法采用上述任一项实施例所述的方法进行储能电池组短路故障诊断。
[0097]
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电池管理系统。
[0098]
在一个实施例中，所述电池管理系统包括计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项实施例所述的方法的步骤。
[0099]
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0100]
相较于已有储能电池组短路故障检测与定位方法，本发明充分考虑了故障工况特征与正常工况特征的正交特性，所采用的基于标准化最大特征值的阈值检测方法能够提高对储能电池组电压初期短路故障的检测灵敏度，降低由于正常工况引起的电压波动对故障检测和定位过程的影响，提高故障诊断可靠性；同时，本发明能够提供目标储能电池组配套最小可检测短路故障的有效估计，从而确定目标储能电池组故障电池的最小可检测短路电阻。
[0101]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
[0102]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0103]
图1为本发明实施例示出的交错电压量测拓扑示意图；
[0104]
图2为本发明实施例示出的储能电池组短路故障诊断方法的流程图；
[0105]
图3为本发明实施例示出的计算机设备的原理图。
具体实施方式
[0106]
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0107]
本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0108]
本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
[0109]
本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
[0110]
本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，
a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
[0111]
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0112]
图1和图2示出了本发明的储能电池组短路故障诊断方法的一个实施例。
[0113]
该实施例中，所述储能电池组短路故障诊断方法，包括以下步骤：
[0114]
s1：故障检测基准参数获取；
[0115]
获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵的基准差分电压均值向量和基准差分电压标准差对角阵；
[0116]
获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵标准化后的协方差矩阵的最大基准特征值向量，及最大基准特征值均值和最大基准特征值标准差；
[0117]
s2：对最大基准特征值向量进行标准化，设置故障检测的显著性水平，获取短路故障检测阈值，进而获取短路故障的最小可检测故障估计，并确定最小可检测短路电阻；
[0118]
s3：根据实时获取的基于交错电压量测拓扑的储能电池组差分电压时序向量，构造标准化的差分电压量测时序矩阵，计算对应的实时短路故障检测指标；
[0119]
s4：当短路故障检测指标超过故障检测阈值时，计算故障的差分电压通道贡献度，确定短路故障的发生位置。
[0120]
所述的储能电池组短路故障检测与定位方法，具体包括如下步骤：
[0121]
s101：获取20％至80％荷电状态区间的基于基准工况的串联储能电池组的基准交错量测电压时序矩阵其表达式如式(1)所示：
[0122][0123]
其中，n为交错量测拓扑的量测电压传感器个数，m为基准交错量测电压时序矩阵的时间序列长度；为基准交错量测电压时序矩阵中第t个基准交错量测电压列向量，为中第i个交错量测通道的基准测量电压值；其中，i＝1,2,
…
,n；t＝1,2,
…
,m；对应80％荷电状态下的基准交错量测电压向量，对应20％荷电状态下的基准交错量测电压向量；其中，基准交错量测电压列向量的表达式如公式(2)所示：
[0124][0125]
其中，为基准交错量测电压时序矩阵的第t个基准交错量测电压列向
量的第i个交错量测通道的基准测量电压值；为交错量测拓扑中第t个时间序列时的第i个单体电池的电压值，所组成向量为单体电池电压向量；
[0126]
s102：对基准交错量测电压时序矩阵作基于交错量测通道的差分运算，得到基准差分交错量测基准电压时序矩阵表达式如公式(3)所示：
[0127][0128]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量，为中第i个交错量测通道和第j个交错量测通道间的差分交错量测电压值，其中，基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量表达式如公式(4)所示：
[0129][0130]
由式并结合交错式电压量测拓扑可知，对于单电池短路故障，其反映于非相邻的两个差分交错量测通道；而对于电压传感器故障，其反映于相邻的两个差分交错量测通道；因此，基于所述交错量测拓扑，电压传感器故障与单电池短路故障的交错量测通道相对位置不同，不会导致两种故障类型间的误诊断；
[0131]
s103：获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵的基准差分电压均值向量和基准差分电压标准差对角阵；
[0132]
基准差分电压均值向量表达式如公式(5)所示：
[0133][0134]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量第i个交错量测通道与第j个交错量测通道间的基准差分测量电压均值，计算公式如公式(6)所示：
[0135][0136]
基准差分电压标准差对角阵如公式(7)所示：
[0137][0138]
其中，diag{
·
}为以{
·
}中元素为依序对角元素的对角阵；代表基准差分交错量测基准电压时序矩阵中第t个基准差分交错量测电压列向量第i个交错量测通道与第j个交错量测通道间的基准差分测量电压标准差，其计算公式如式(8)所示：
[0139][0140]
s104：获取储能电池组基准工况下基于交错电压量测拓扑的基准差分交错量测电压时序子矩阵标准化后的协方差矩阵的最大基准特征值向量，及最大基准特征值均值和最大基准特征值标准差，其具体步骤为：
[0141]
对基准差分交错量测基准电压时序矩阵进行标准化，如式(9)所示：
[0142][0143]
其中，为基准差分交错量测基准电压时序矩阵的标准化矩阵；
[0144]
将标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵分为两组标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和其中，标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵由标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵的第1至n-1行依序组成，标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵为标准化基准差分交错量测基准电压时序矩阵的第2至n行依序组成；
[0145]
标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和的最大基准特征值均值和的表达式如式(10)所示：
[0146][0147]
其中，λ
max,k,base,1
和λ
max,k,base,2
分别为标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和中第k个以ω为矩阵宽度的滑动时序子矩阵的和的协方差矩阵和的最大特征值；其中，标准化滑动时序子矩阵由标
准化时序子矩阵的k-ω 1列至k列依序组成，标准化滑动时序子矩阵由标准化时序子矩阵的k-ω 1列至k列依序组成；k＝ω,ω 1,
…
,m；
[0148]
滑动时序子矩阵的和的协方差矩阵和的表达式如式(11)所示：
[0149][0150]
并且有
[0151][0152]
其中，λ
max,base,1
和λ
max,base,2
分别为标准化时序子矩阵和的最大基准特征值向量；
[0153]
标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和最大基准特征值标准差和计算公式如式(13)所示：
[0154][0155]
步骤s2中，获取短路故障检测阈值，进而获取最小可检测短路故障估计的具体步骤为：
[0156]
s201：对最大基准特征值向量λ
max,base,1
和λ
max,base,2
分别进行标准化，具体如式(14)所示：
[0157][0158]
其中，和分别为最大基准特征值向量λ
max,base,1
和λ
max,base,2
的标准化向量；
[0159]
s202：设置显著性水平为α，基于标准化最大基准特征值向量和获得的对应于基准差分交错量测电压时序子矩阵和的短路故障检测子阈值为d
th,1
和d
th,2
，满足式(15)：
[0160][0161]
其中，n{
·
}表示满足{
·
}中条件的元素个数；
[0162]
短路故障检测阈值d
th
如式(16)所示：
[0163][0164]
s203：短路故障的最小可检测故障特征f
min
满足如下二次函数形式：
[0165][0166]
其中，tf表示滑动窗口内的故障持续时间；表示短路故障发生于式(2)中单电池电压向量的第l通道上时的故障分量系数，表示标准化基准差分交错量测电压时序子矩阵和的特征值标准差，计算如式(18)所示：
[0167][0168]
据此，基于式得到短路故障的最小可检测故障特征f
min
的估计值。
[0169]
根据式(19)得到最小可检测故障特征f
min
对应的最小可检测短路电阻：
[0170][0171]rsc
表示最小可检测短路电阻，em表示故障电池的开路电压，id表示故障电池处于放电状态时的电流值，r0表示故障电池等效电路模型中的串联电阻。
[0172]
其中，基于最小可检测故障特征f
min
的短路电流计算公式为：
[0173][0174]
步骤s3中，具体包括如下步骤：
[0175]
s301：构造标准化的储能电池组实时差分电压量测时序矩阵，具体为：
[0176]
获取t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时电压向量如式(21)所示：
[0177][0178]
其中，为t时刻基于交错电压量测拓扑获取的第i个量测通道的实时电压值。
[0179]
计算t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时差分电压向量如式所示：
[0180][0181]
当t≥ω时，构造t时刻基于交错电压量测拓扑的储能电池组实时差分电压量测时序矩阵如式所示：
[0182][0183]
t时刻基于交错电压量测拓扑的标准化储能电池组实时差分电压量测时序矩阵如式所示：
[0184][0185]
将标准化储能电池组实时差分电压量测时序矩阵分为两组标准化实时差分电压量测时序子矩阵和其中，标准化实时差分交错量测电压时序子矩阵由标准化实时差分交错量测基准电压时序矩阵的第1至n-1行依序组成，标准化差分交错量测电压时序子矩阵为标准化差分交错量测基准电压时序矩阵的第2至n行依序组成；
[0186]
s302：实时短路故障检测指标的计算步骤具体为：
[0187]
获取t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵，如式(25)所示：
[0188][0189]
通过特征值求解方法得到t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的最大特征值λ
max,t,1
和λ
max,t,2
，其对应的特征向量为v
max,t,1
和v
max,t,2
；
[0190]
对特征值λ
max,t,1
和λ
max,t,2
分别进行标准化，如式所示：
[0191][0192]
其中，和分别为t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的标准化最大特征值；
[0193]
获取储能电池组t时刻的实时短路故障检测指标d
t
，其表达式如式所示：
[0194][0195]
步骤s4中，具体包括如下步骤：
[0196]
当t时刻的实时短路故障检测指标d
t
满足d
t
》d
th
时，表明电池组发生短路故障；
[0197]
短路故障发生位置的定位步骤具体为：
[0198]
s401：利用式计算t时刻短路故障的实时差分电压通道贡献度向量η
t
＝{η
t,i
}，其中，i＝1,
…
,n；
[0199][0200]
其中，v
max,t,1,i
和v
max,t,2,i
分别为t时刻标准化实时差分电压量测时序子矩阵和的协方差矩阵和的最大特征值和对应的特征向量v
max,t,1
和v
max,t,2
的第i个元素；
[0201]
s402：当t时刻短路故障的实时差分电压通道贡献度向量η
t
中最大的两个元素η
t,i
和η
t,j
的下标i和j满足式：
[0202][0203]
则t时刻短路故障发生于第i个单体电池。
[0204]
在另一些实施例中，还提供了一种电池管理方法，所述电池管理方法采用上述任一项实施例所述的方法进行储能电池组短路故障诊断。
[0205]
在另一些实施例中，还提供了一种电池管理系统，所述电池管理系统包括计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项实施例所述的方法的步骤。
[0206]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储静态信息和动态信息数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述方法实施例中的步骤。
[0207]
本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0208]
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。
[0209]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
[0210]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0211]
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。