科创中国

本项目聚焦规模化电池储能系统的安全与运维问题，研发了海量数据下的储能电站预测性维护体系与智慧运维技术，率先于国内形成了一套完善的技术体系。

主要创新成果如下：1研发出多种适用于储能电池安全预警的算法模型，构建了储能电池预测性维护技术体系：开发了储能电池安全预警核心算法库、模型库、故障知识库，实现全寿命周期下的电池状态智能评估、劣化智能预警与火灾预警，预测误差≤5%，异常点识别率≥95%，解决了储能电池安全性能评估与预警的难题

2研发出GWh级储能电站海量数据边缘计算与云边协同智能管理系统：研发出GWh级储能电站海量数据跨区实时同步技术，开发多源数据、多模型的协同融合方法，数据跨区传输延迟＜500ms，数据压缩率＞40%，长时间稳定运行丢包率＜0.005%，在线预测与评估用时＜500ms。解决了GWh级储能电站数据的实时采集、传输、存储与快速计算的难题

3研发出面向集团级群组电池储能电站智慧运维系统：研发了电池在线自适应运行状态评估、劣化智能预警与火灾预警方法，提出多变边界条件下的储能系统最优化运维策略，预警准确率80%以上，降低电站各层级故障率50%以上，运维效率提升20%以上，解决了海量数据下的储能电站安全与智慧运维的问题。

该项成果已完成数据架构设计搭建、接口设计等工作，项目投入时间短，投入资金量小，成果复用可能性高，已应用于多个储能电站的运维管理工作。

上述三项关键技术已通过中国电科院查新，结果表明，项目研发的技术在国内外文献中未见报道。

综合来看，相较于业内其他研究，本项目取得的成果具有以下几个特点：一是适应生产，面向生产中的问题，算法设计基于生产实际，数据挖掘来源于生产实际；

二是可用性强，融合数据驱动模型与机理模型，算法普适性与准确性高；

三是理论完备，区别于零散技术点，成果形成了电池预测性维护技术体系；

四是技术经济性好，适用于解决生产的实际问题，开发了的智慧运维产品，并已投入实际应用，产生了经济效益与社会影响力；五是自主可控，掌握全部系统、算法源代码，可保证系统安全，保障电站安全、稳定、高效运行

同时，该系统在劣化识别率与准确性方面还有提升空间。未来将进一步深入场站，根据实际运维需要迭代算法，优化系统结构；深耕基础研究，厘清电池内部动态规律，寻求更合理的电池监控体系,进而指导电池至储能系统的正向设计，形成电化学储能的智能设计，制造，应用，维护，回收体系。

团队成立以来，集中开展多项攻坚任务，集中开发建设了电化学储能电站智慧运维系统，包括以智能预警系统、火灾预警系统、内置算法库、故障知识库为主要内容的预测性维护体系、云边端数据管理系统以及所属各端的应用功能模块。成果逐步应用于新能源配套储能系统和独立储能电站等多种场合的多个电站，并在华能集团智慧运维中心部署并上线应用，随着内置算法不断迭代以及相关配套技术体系不断完善，体现出巨大的技术优势，拥有辽阔的推广前景。

2021年4月起，华能电化学储能电站智慧运维系统，在集团公司新能源智慧运维中心上线应用。已接入安徽小涧（30MWh）、许疃（10MWh）、英国门迪（100MWh）储能电站。该系统为储能电站提供电芯级全生命周期智能预警与火灾预警，挖掘电站设备深层信息，优化系统多层级运行策略，赋能场站高效运行与维护电站、优化消缺应激与潜在故障。系统应用以来，已正常工作一年零8个月，保障储能系统持续保持每天一充一放运行模式，功能无间断，无事故出现，系统预测警准确率在80%以上，降低电站各等级故障率50%以上，运维效率提升20%以上。有力保证了电化学储能电站安全稳定运行、提升电站工作效率、延长了电站运行寿命并直接提高了电站经济性。

此外，本成果以许瞳与小涧储能电站的应用为支点,正逐步推广到清能院建设的黄台100MW/200MWh储能电站、神池4MW/5MWh储能电站，已接入上述两个电站全量数据，开始对电站运行情况进行预警。

未来将瞄准电化学储能电站安全性无法保障，运行与维护效率较低的痛点，提升储能电站盈利能力与资产管理能力，填补国内外高水平电化学储能电站运维系统的空白。储能智慧运维系统将预制多种自适应数据接口，适应多种云边端计算系统拓扑，提升系统部署应用的普适性，并发展针对储能系统拓扑变化的适应能力。预计将是广阔市场的有力竞争者

研发团队成立于2021年，共4人，已申请发明专利48项，授权2项；申请实用新型专利5项，授权2项；申请软著11项，授权9项；发表论文4篇，其中SCI刊源论文2篇。其中博士占比50%，高级工程师2人，中级工程师2人。团队所属中国华能集团清洁技术研究院大数据部门共31名经验丰富的开发人员支持开发

该科技成果领头人具有教授级高级工程师职称，已发表相关SCI国际论文7篇；研发团队人数4人，高级人员占比50%以上。团队所属中国华能集团清洁技术研究院大数据部门共31名经验丰富的开发人员支持开发。

1.经济效益

电化学储能智慧运维系统在2021年4月投入使用以来，保障蒙城公司储能系统持续保持每天一充一放运行模式，功能无间断，无事故出现，预警准确率在80%以上，降低电站各层级故障率50%以上，运维效率提升20%以上。有力保证了电化学储能电站安全稳定运行、提升电站工作效率、延长了电站运行寿命，间接提高了电站经济性。经济效益计算依据如下：

（1）因故障率降低产生的运维费降低，间接产生经济效益共100万元

运维费降低=原运维费×50%故障率下降=初始投资×年运维费比例×50%故障率下降=8000万元×1.5%/年×50%=60万元/年。

2021年，智慧运维系统共投运9个月，累计降低运维费=60万元/年×9/12=45万元。

2021年，智慧运维系统共投运11个月，累计降低运维费=60万元/年×11/12=55万元。

（2）因运维效率提升产生的运维费用降低，间接产生经济效益共40万元

运维费降低=原运维费×20%运维效率提升=初始投资×年运维费比例×20%运维效率提升=8000万元×1.5%/年×20%=24万元/年。

2021年，智慧运维系统共投运9个月，累计降低运维费=24万元/年×9/12=18万元。

2021年，智慧运维系统共投运11个月，累计降低运维费=24万元/年×11/12=22万元。

2.社会效益

本项目面向生产应用的实际问题，通过开展数字化、智慧化技术研发，强化智能算法在实际应用中的适应性，构建了预测性维护技术体系，开发了电站智能预警与火灾预警两大功能，保证电化学储能电站安全稳定高效工作，大幅提升了电站安全保障与运维技术。同时，系统可实现储能电站数字资产的挖掘与利用，完成对有形资产、无形资产和数字资产的综合管理。

为各独立储能电站以及风储、光储、火储电站提供智能运维平台、数字孪生系统开发服务。