本发明涉及电池储能系统优化设计，特别是一种电池系统的容错和可靠性评估方法及系统。
背景技术：
1、随着经济的发展和人民生活水平的提高，全球人均能源消费量不断增长，由于不断增长的能源消耗和由此产生的温室气体排放，社会对可持续发展的关注不断增长。
2、电池储能系统(battery energy storage system，bess)具有快速功率响应、密集能量存储、灵活方便部署等优势，能够在电网调峰调频、新能源波动平抑、旋转备用、事故应急备用、经济调度等应用场景中发挥重要作用。集中式电池储能系统(bess)提供了一个简单和经济的解决方案，但可获得的能源和电力受到电池组中较弱电池的“短板效应”限制，另一个主要缺点是高昂的维护成本，因为在故障的情况下整个bess必须更换。然而，如何利用电池储能系统解决能源消耗的同时降低系统的维护成本，提高电池储能系统的可靠性及容错性，这是电池储能系统设计与开发过程中需要去解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于现有的电池储能系统中存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明所要解决的问题在于利用电池储能系统解决能源消耗的同时降低系统的维护成本，提高电池储能系统的可靠性及容错性。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明实施例提供了一种电池系统的容错和可靠性评估方法，其包括，
5、在电池模组结构上分析并联串行配置，计算bpm最小数量；
6、确定bess的真正冗余限制，计算单个bpm的可靠性；
7、确定独立同分布部件组成的容错系统的可靠性，计算并联串行配置的可靠性，综合得到电池储能系统的可靠性及容错性。
8、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：所述计算bpm最小数量如下式所示：
9、
10、其中，vbus为主线电压，vbpm.max为bpm能够承受的最大输出电压。
11、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：确定所述bess的真正冗余限制如下式所示：
12、
13、其中，dp-s为功率降额因子，表示系统为给定数量的故障bpm提供的功率，nop.br表示分支中运行的bpm数量，nf为故障bpm数量，n为bpm总数，vbpm.min为bpm最小输出电压。
14、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：所述计算单个bpm的可靠性包括以下步骤：
15、对单个bpm进行施加相同环境应力测试；
16、得到模块中每一个bpm的出现故障率的历史数据；
17、以历史数据为基础，预测设备的故障率；
18、计算单个bpm的可靠性。
19、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：所述设备的故障率的计算如下式所示：
20、
21、其中，λg是第i个通用部件的通用故障率，πq是相应的品质因素，nj是第j个通用部件的数量，并且j是设备中不同通用部件类别的数量；
22、所述计算单个bpm的可靠性的计算如下式所示：
23、
24、其中，rbpm为bpm的可靠性，λbpm为一个bpm的总故障率，t为运行时间。
25、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：所述确定独立同分布部件组成的容错系统的可靠性如下式所示：
26、
27、其中，p表示bpm可靠性，q表示故障概率，r为整个电池储能系统的可靠性，k表示组成系统的bpm中的操作模块的最小所需数量；
28、所述计算并联串行配置的可靠性如下式所示：
29、
30、其中，ui为系统无法运行的状态，即发生故障的状态。
31、作为本发明所述电池系统的容错和可靠性评估方法的一种优选方案，其中：所述并联串行配置的可靠性还包括平均无故障时间如下式所示：
32、
33、其中，mttf为平均无故障时间，也即为平均预期寿命，r(t)为bpm的可靠性，t为时间。
34、第二方面，本发明实施例提供了一种电池系统的容错和可靠性评估系统，其包括：
35、电池模组配置分析模块，用于分析并联串行配置，计算bpm最小数量；
36、冗余限制计算模块，用于确定bess的真正冗余限制，计算单个bpm的可靠性；
37、可靠性计算模块，用于确定独立同分布部件组成的容错系统的可靠性，计算并联串行配置的可靠性，综合得到电池储能系统的可靠性及容错性；
38、故障率预测模块，利用mil-hdbk-217的部件计数预测方法，预测单个bpm的故障率；
39、可靠性测试模块，对bpm进行环境应力测试，得到历史故障数据，为可靠性分析提供数据支持。
40、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的电池系统的容错和可靠性评估方法的任一步骤。
41、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电池系统的容错和可靠性评估方法的任一步骤。
42、本发明有益效果为并联串行的模块化允许电池储能系统在故障情况下继续工作，并对故障进行补偿。对于并联-串联架构，并联连接的模块的数量越大，bess的冗余度越大。系统的冗余或容错能力越强，可靠性越高，所有这些都延长了电池储能系统的使用寿命，降低了维护成本。这使得调整和优化bess的尺寸成为可能，也促进了二次电池的集成。
1.一种电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：所述计算bpm最小数量如下式所示：
3.如权利要求2所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：确定所述bess的真正冗余限制如下式所示：
4.如权利要求3所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：所述计算单个bpm的可靠性包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：所述设备的故障率的计算如下式所示：
6.如权利要求5所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：所述确定独立同分布部件组成的容错系统的可靠性如下式所示：
7.如权利要求6所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：所述并联串行配置的可靠性还包括平均无故障时间如下式所示：
8.一种电池系统的容错和可靠性评估系统，基于权利要求1～7任一所述的电池系统的容错和可靠性评估方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的电池系统的容错和可靠性评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的电池系统的容错和可靠性评估方法的步骤。
