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電科院來(lái)小康:大數(shù)據(jù)在儲(chǔ)能中的重要性

發(fā)布時(shí)間:2017年06月22日 14:10 作者:海欣 來(lái)源:客車網(wǎng)
  我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)正處在由技術(shù)追趕期向同步發(fā)展期過渡的關(guān)鍵階段,在國(guó)家相關(guān)政策支持下,需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)顛覆性的技術(shù)突破和協(xié)同創(chuàng)新。2017年6月21日,由青海省、工信部、科技部、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)在青海西寧舉辦的”第十八屆中國(guó)·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會(huì)·鋰產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇“迎來(lái)了全球近800名嘉賓。

  針對(duì)“大數(shù)據(jù)在電池及電動(dòng)汽車的應(yīng)用”,6月21日下午舉行了分論壇,圍繞大數(shù)據(jù)在動(dòng)力電池智能化管理和體制利用上的應(yīng)用;基于電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),如何產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值及創(chuàng)造新的商業(yè)模式;有關(guān)動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車數(shù)據(jù)收集、分析的相關(guān)技術(shù)和政策問題;智能化電池管理系統(tǒng)和綜合檢測(cè)方案,鋰電池的全生命周期管理和監(jiān)測(cè);充電基礎(chǔ)設(shè)施大數(shù)據(jù)在電動(dòng)汽車與動(dòng)力電池方面的應(yīng)用。

  中國(guó)電科院電工與新材料研究所所長(zhǎng)來(lái)小康以張北示范工程為例,說明大數(shù)據(jù)在儲(chǔ)能電池應(yīng)用方面的重要性。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄如下:

  謝謝百人會(huì),謝謝王老師!可能大家有些人認(rèn)識(shí)我,剛才在門口也有人問我,說你怎么搞大數(shù)據(jù)了,我確實(shí)沒搞大數(shù)據(jù),但是在我們儲(chǔ)能應(yīng)用的時(shí)候確實(shí)也需要一些大數(shù)據(jù)來(lái)給我們支撐。比如說我們?cè)趶埍?,一期工程就?0萬(wàn)個(gè)電池,我們知道大數(shù)據(jù)最主要的特征,一個(gè)是大,還有一個(gè)是要鮮活,而且還有價(jià)值。這些都構(gòu)成了我們?cè)陔姵貞?yīng)用中的一個(gè)特征,所以我們也確實(shí)做了一些工作,但是這個(gè)題目對(duì)大家來(lái)說還是比較新的,對(duì)于我來(lái)說也是比較新的,可能我在今天介紹只能講講我們現(xiàn)在已經(jīng)有一些的工作,和我們未來(lái)的一些思路,供大家討論吧,因?yàn)檫@是一個(gè)純技術(shù)會(huì)議的交流,也別發(fā)到微信上,不太成熟。

  我先談?wù)勓芯勘尘昂兔媾R的問題。應(yīng)該說我們就是從張北工程中感覺到數(shù)據(jù)的重要性,因?yàn)楫?dāng)時(shí)做示范工程的時(shí)候最主要的是要把功能實(shí)現(xiàn),能不能平滑,能不能削峰填谷,能不能黑啟動(dòng),能不能正常運(yùn)行,這是當(dāng)時(shí)建工程的重要關(guān)注點(diǎn)。在這些功能能實(shí)現(xiàn)的情況下,現(xiàn)在又轉(zhuǎn)向了到底這些電池運(yùn)行的情況怎么樣,運(yùn)行的變化情況怎么樣,這個(gè)又是我們下一步的研究重點(diǎn)。

  可是研究的時(shí)候我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)建示范工程的時(shí)候有不同的廠家、不同的集成方式,數(shù)據(jù)采集的各種數(shù)據(jù)管理也很不同,所以到時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)存在什么問題呢?就是數(shù)據(jù)采集的不合理、數(shù)據(jù)管理不規(guī)范,將來(lái)運(yùn)維時(shí)候我們沒有一個(gè)規(guī)章,不知道該怎么弄。我們就后續(xù)我們?cè)趪?guó)家電網(wǎng)陸續(xù)做了一些項(xiàng)目的設(shè)置,主要是為了要解決這個(gè)問題。

  我們存在的問題和電動(dòng)汽車上有點(diǎn)不一樣的還有一個(gè)部分,電動(dòng)汽車主要盯的是電池,而我們?cè)趦?chǔ)能中還要考慮我們儲(chǔ)能的對(duì)象是針對(duì)風(fēng)、光,風(fēng)、光這些數(shù)據(jù)也是我們要考慮的樣本,所以總體來(lái)看,我們就感覺,當(dāng)時(shí)存在的問題就是數(shù)據(jù)格式多、體積龐大,但是信息單一,很多信息又閑置,效率低,沒有能挖掘出太多有價(jià)值的東西。原因在哪兒呢?就是當(dāng)時(shí)做這些工程的時(shí)候,當(dāng)時(shí)選擇的數(shù)據(jù)、采集的尺度沒有依據(jù),評(píng)價(jià)指標(biāo)不明晰,大數(shù)據(jù)的特征也模糊,所以我們發(fā)現(xiàn),我們要做大數(shù)據(jù)的一些應(yīng)用的話,我們應(yīng)該在基礎(chǔ)上做一些工作,包括數(shù)據(jù)顆粒度怎么選取,就是多長(zhǎng)時(shí)間采樣一個(gè)點(diǎn),跨度怎么選取,多長(zhǎng)時(shí)間采集的數(shù)據(jù)你就認(rèn)為足夠有效了,是常年這么采著做評(píng)價(jià)嗎?我們覺得也還需要研究。再一個(gè),典型曲線的選取,將來(lái)我們做配置用也好、各種分析用也好,都要典型曲線,電動(dòng)汽車有自己的典型曲線,儲(chǔ)能,應(yīng)用工況很多,典型曲線是不同的,這些到底怎么提取出來(lái),這些都是我們數(shù)據(jù)分析中面臨的問題。

  這樣的話我們就覺得應(yīng)該挖掘數(shù)據(jù)信息,要提出數(shù)據(jù)樣本選取的依據(jù)和評(píng)價(jià)指標(biāo)、研究數(shù)據(jù)粒度與跨度、在數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中的影響與程度,指導(dǎo)建庫(kù),包括數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),及數(shù)據(jù)采集需求的確定。因?yàn)閯偛磐趵蠋熖岬诫妱?dòng)汽車梯級(jí)利用的部分,其實(shí)梯級(jí)利用部分可能在我們一開始張北一期的時(shí)候還沒有涉及,只是后來(lái)在我們電科院我們所自己的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地里頭和比亞迪合作有一兆瓦建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)工程,但是我們現(xiàn)在大數(shù)據(jù)工作怎么做呢?我們針對(duì)光伏先看看,這么大的數(shù)據(jù)我們?cè)撛趺从?、怎么采、怎么選、先做一個(gè)初步的工作,來(lái)為我們后續(xù)梯級(jí)利用電池做大數(shù)據(jù)的分析的時(shí)候建一個(gè)模板。

  比如我們用灰色系統(tǒng)理論,用功率持續(xù)變動(dòng)三角形,來(lái)確定每個(gè)光伏變化的持續(xù)時(shí)間、變化浮動(dòng)、變動(dòng)斜率、變化能量,這樣找出最剛性需求,由此來(lái)確定采樣的時(shí)間段,因?yàn)楣夥绻f你想他什么數(shù)據(jù)都采,你一秒鐘就采一個(gè)點(diǎn),數(shù)據(jù)量太大,將來(lái)處理起來(lái)、存儲(chǔ)起來(lái)都有困難,將來(lái)交互都有很多困難。多少合適呢?我們利用灰色系統(tǒng)理論做了一些,“功率持續(xù)變動(dòng)三角形”的理論來(lái)得出這個(gè)結(jié)論,我們認(rèn)為30—500秒之間選一個(gè)點(diǎn)比較合適,這就是我們顆粒度選擇的方法和得出的結(jié)論。

  另外一個(gè),好比說光伏,我們知道它有晴天、晴轉(zhuǎn)多云、陰雨、多云好幾種天氣組合,到底取多長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)你就覺得可以為我們將來(lái)做數(shù)據(jù)分析的時(shí)候夠用了呢?我們用信息熵的原理做了這樣的分析,數(shù)據(jù)處理的結(jié)果就是我們得出來(lái),在60天作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)段就夠了,不用太多太長(zhǎng),太短也不合適。

  再一個(gè),用云模型來(lái)提取典型曲線,這個(gè)典型曲線應(yīng)該覆蓋各種天氣情況,能反映運(yùn)行中它的哪個(gè)數(shù)據(jù),基本的特征都能在這里頭,所以我們用數(shù)學(xué)的云模型方法來(lái)處理的結(jié)果。

  我們通過光伏數(shù)據(jù)的處理就得出,定量的可以得出數(shù)據(jù)粒度、跨度包括典型曲線的一些數(shù)學(xué)的處理方法和一些結(jié)論,這個(gè)我們先不說結(jié)論是我們電力系統(tǒng)可能關(guān)心的,我們拿這種方法將來(lái)就想在梯級(jí)利用時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)粒度、數(shù)據(jù)跨度選取,我們拿它數(shù)學(xué)分析的方法作為借鑒。

  關(guān)于梯級(jí)利用可能是比較熱門的話題,兩種觀點(diǎn)都很極端。第一個(gè)說法,偽課題,根本不值得梯級(jí)利用。還有一種說法,將來(lái)儲(chǔ)能就靠梯級(jí)利用了,其他電池一點(diǎn)用都沒有,經(jīng)濟(jì)上根本承受不了,兩種觀點(diǎn)都很犀利了。我們包括我個(gè)人,基本上不參與這種論戰(zhàn),關(guān)鍵我認(rèn)為論據(jù)不足,我們需要有些數(shù)據(jù)來(lái)支撐有關(guān)論據(jù)。這就是我覺得王老師提到,今天下半場(chǎng)議題很有價(jià)值就在這兒,我們沒有論據(jù)你怎么說那些事呢、說那些話呢?我是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃智能電網(wǎng)那個(gè)組的指南編寫專家,我們專家組一起在2018年的指南中列了梯級(jí)利用的這個(gè)項(xiàng)目,我們這個(gè)項(xiàng)目就要澄清這幾個(gè)事,第一,能不能安全的使用梯級(jí)利用電池。第二,它使用這個(gè)梯級(jí)利用電池到底會(huì)不會(huì)有價(jià)值?會(huì)不會(huì)獲利?這個(gè)大家可以看到,已經(jīng)公示的指南我們有5個(gè)課題,主要是圍繞這兩種事來(lái)做。關(guān)于能否安全的使用這個(gè),那個(gè)主要是檢測(cè)方法的事,至于后邊這個(gè),梯級(jí)利用使用有沒有價(jià)值,最主要的我們要通過數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)的分析來(lái)評(píng)價(jià)它。可是在篩選過程中、在使用過程中、在運(yùn)維過程中,我們現(xiàn)在都沒有一些標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的采集和處理方法。

  我們獲取的梯次利用電池不知道它的歷史數(shù)據(jù),甚至說我們要?dú)v史數(shù)據(jù)的時(shí)候該要哪些都不是太清楚,沒有標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)廠家給的數(shù)據(jù)也是五花八門,運(yùn)行中我們到底監(jiān)測(cè)哪些數(shù)據(jù)、怎么監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)力度、跨度分別是多少,也不清楚。梯級(jí)利用電池和新電池一個(gè)重大的區(qū)別,是進(jìn)入老齡的一種電池,可能會(huì)帶有疾病了,你想發(fā)揮它余熱,別到時(shí)候它半截突發(fā)病了,你還給它處理其他問題,能不能有安全預(yù)警,這是很重要的。圍繞這些我們做了有些探索,現(xiàn)在只是一些思路,有的是我們感覺到應(yīng)該是這樣采集數(shù)據(jù)才合適。在沒有重新成組以前,我們還希望有一些信息,包括技術(shù)規(guī)格、成組信息、使用信息等等。使用過程中,剛使用的時(shí)候我們要知道內(nèi)阻電壓檢測(cè)、交流內(nèi)阻、自放電一些數(shù)據(jù),這樣的話我能確定梯級(jí)利用電池初期的性能差異,評(píng)估梯級(jí)利用電池的殘值與安全隱患。這是我們認(rèn)為的應(yīng)該記錄的一些數(shù)據(jù),包括單體電壓、單體溫度、串聯(lián)電壓、串聯(lián)電流等等,包括離線評(píng)估時(shí)候的內(nèi)阻、自放電的數(shù)據(jù)。

  舉個(gè)例子,比如我們現(xiàn)在梯級(jí)利用有這么幾種電池,磷酸鐵鋰的、錳酸鋰的、碳酸鋰的,三種電池到底我們采集數(shù)據(jù)時(shí)候應(yīng)該有什么差異呢?我們從這個(gè)曲線SOC和開路電壓曲線能夠看出來(lái),有的很斜,比如碳酸鋰的、錳酸鋰的,第一個(gè)和第四個(gè),它這個(gè)是斜的,磷酸鐵鋰的第二個(gè)和第三個(gè),就有很大的一段是很平的,這樣的話在我們采集數(shù)據(jù)的時(shí)候就要采取不同的策略,比如說我們認(rèn)為采樣的精度5毫伏是必須的,但是針對(duì)磷酸鐵鋰我們還需要到更精確一點(diǎn)的,1毫伏,否則的話很難評(píng)估它。

  隨著國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)行,還有我們國(guó)家電網(wǎng)公司或者我們所里做的一些工作的進(jìn)一步延伸,可能對(duì)這些數(shù)據(jù)采集的方法、處理的方法都有修正,但是這是一條路,我們可能要繼續(xù)走下去。

  總的結(jié)果就是,要規(guī)范數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)的顆粒度、跨度,要保證原數(shù)據(jù)的特征和隱含信息部丟失,要做到利用這些數(shù)據(jù)做性能的評(píng)估、壽命周期的評(píng)估和管理,再就是安全預(yù)警。

  今天時(shí)間關(guān)系就介紹到這里。謝謝大家!

鏈接:http://cpehywm.cn/tech/2017/0622/article_79265.html
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