基于改进的gm1n灰色关联模型预测铅酸蓄电池容量-电测与仪表.doc

基于改进GM(1,N)灰色关联模型的铅酸蓄电池容量预测* 李鹏，陈乐，富雅琼，窦乐 （中国计量学院 浙江省在线检测装备校准技术研究重点实验室，杭州 310018） 摘要：铅酸蓄电池由于其容量大、成本低、自放电率低等优点是应急电源（EPS）系统的基本组成部分，剩余容量作为衡量蓄电池能力指标的重要参数直接影响着系统的安全运行。引入电池的端电压、内阻两个参数作为容量的两个关联因素，建立多因素关联分析的GM(1,N)灰色模型，并对模型进行了改进，针对影响模型预测精度的关键量“均值序列加权参数”提出了一种合理有效的选取方法，最后的预测实例验证以及误差分析表明，该方法具有操作简单、算法复杂度低而且预测精度高的优点，有很强的实际应用价值。 关键词：蓄电池；容量预测；灰色模型；GM(1,N) 中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1001-1390（2014）00-0000-00 The Prediction of Residual Capacity Lead-Acid Battery Based on Improved GM(1,N) Grey Model LI Peng, CHEN Le, FU Ya-qiong, DOU Le (Zhejiang Provincial Key Laboratory of On-line Testing Equipment Calibration Technology Research, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China) Abstract：Because of the advantages of large capacity, low cost and low self discharge, lead-acid batteries are becoming the basic components of the emergency power supply (EPS) system. The residual capacity, as the important indicator of battery capacity, directly affects the safe operation of the system. The battery terminal voltage and internal resistance are introduced as the connected factors of the capacity. And GM(1,N) grey model of multi-factor associated analysis is established, and the improved model is obtained. Aiming at the average sequence parameters which affect the model predicting accuracy, a reasonable and effective selection method is proposed in this paper.The final prediction example verification and error analysis show that the method has simple operation, low algorithm complexity and the advantage of high precision, strong practical application value. Key words：lead-acid batteries, residual capacity prediction, grey model, GM(1,N) 0 引 言 铅酸蓄电池是应急电源(EPS)的基本组成部分，是重要的储能设备，同时也是不间断电源(UPS)的核心，它可保证通信设备及动力设备的不间断供电，直接关系到整个电源系统的可靠运行[1]。蓄电池在日常使用时必须时刻关注其剩余容量值的大小，定期对电池浮充充电，否则极易造成安全隐患。 目前业内检测蓄电池剩余容量比较常用的方法[2]是核对性放电实验这一“计划维修”方法，但其危险性大、放电周期长，不仅频繁放电对电池寿命影响很大，而且其实验结果很难具有一般性[3-5]。 事实上，蓄电池的容量不仅由可以检测到的电压、内阻、温度等因素有关，而且与电解液浓度、极板老化氧化程度等无法直接检测的因素也有关，系统属于典型的灰色系统[6-7]。以电池端电压和电池内阻两个指标作为容量的关联因素，建立了多因素关联分析的G