CN104933372B - 一种用于储能系统的安全装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于储能系统的安全装置，所述安全装置包括：从门开启闭合传感器和锁定/解锁传感器处接收安全状态信息的传感器输入单元，所述安全状态信息包括：门开启、门闭合和锁定/解锁；用于从用户接收信息或向用户显示信息的人机接口(HMI)单元；以及安全状态机，其根据通过所述传感器输入单元所获得的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，来允许储能系统的操作。

Description

一种用于储能系统的安全装置
技术领域
本发明涉及一种用于储能系统的安全装置，特别是一种用于储能系统的具有安全状态机和传感器的安全装置，所述安全装置只允许被授权的管理者操控所述储能系统，以确保设备和用户的安全。
背景技术
储能系统可将电网产生的电能存储到电池中或者将电池储存的电能提供给电网或负载。
储能系统可以与电网或负载相连接，以存储来自电网供应的电能或将电能提供给电网或负载。
典型的储能系统通过简单的锁具来防止普通用户或未授权用户的随意或恶意的操作，已不足以保证储能系统的安全。因此，不难理解，当锁具被损坏或被非法解锁时，很容易产生例如系统配置的变化、导电、电击或火灾事故。
发明内容
实施例提供了一种用于储能系统的安全装置，所述安全装置包括安全状态机和传感器，以只允许被授权的管理者操控所述储能系统，来确保设备和用户的安全。
在一个实施例中，一种用于储能系统的安全装置包括：传感器输入单元，其用于接收来自门开启闭合传感器和锁定/解锁传感器的安全状态信息，所述安全状态信息包括：门开启、门关闭和锁定/解锁；人机接口(HMI)单元，其用于从用户接收信息或将信息显示给用户；以及安全状态机，其根据通过所述传感器输入单元所获得的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，来允许储能系统的操作。
所述安全装置还可以包括高级通信单元，用于与外部的不同设备通信。
所述安全状态机可以在多种安全状态模式下工作，所述安全状态模式包括：执行储能系统的常规基本操作的用户模式、用于开启门以便定期检查或管理储能系统的管理者模式、以及在识别出随意/恶意操作时执行报警措施的错误模式；多个安全状态模式间的切换条件包括：用户模式-管理者模式切换条件、用户模式-错误模式切换条件、管理者模式-用户模式切换条件、管理者模式-错误模式切换条件和错误模式-用户模式切换条件。
所述用户模式-管理者模式切换条件为依序通过所述HMI单元从用户模式状态切换到管理者模式、解锁门手柄和开启门；且当满足所述用户模式-管理者模式转换条件时，所述安全状态机可以从所述用户模式切换到所述管理者模式。
所述用户模式-错误模式切换条件可配置为对应于下述任意一项：通过所述HMI单元切换到管理者模式且在锁定状态下开门；在未通过HMI单元切换到管理者模式的情况下解锁；或者在未通过HMI单元切换到管理者模式的情况下开启门；且当满足所述用户模式-管理者模式切换条件时，所述安全状态机可以从所述用户模式切换到所述错误模式。
所述管理者模式-用户模式切换条件可以是关闭门、锁定门手柄，然后利用HMI单元切换到用户模式；且当满足所述管理者模式-用户模式切换条件时，所述安全状态机可以从所述管理者模式切换到所述用户模式。
管理者模式-用户模式切换条件可以是依序关闭门和锁定门手柄；且当满足所述管理者模式-用户模式切换条件时，所述安全状态机在经过预定时间后，可以从所述管理者模式切换到所述用户模式。
所述管理者模式-错误模式切换条件可以是在解锁状态或门开启的状态下，通过HMI单元恢复到用户模式，且当满足所述管理者模式-错误模式切换条件时，所述安全状态机可以从管理者模式切换到错误模式。
所述错误模式-用户模式切换条件为依序关闭门、锁定门手柄，然后通过人机接口单元切换到用户模式，当满足所述错误模式-用户模式切换条件时，所述安全状态机可以从所述错误模式切换到所述用户模式。
所述门开启和闭合传感器可以包括相机传感器，且当门开启时，所述相机传感器可以执行图像捕获操作。
在另一实施例中，一种用于储能系统的安全装置的操作方法包括：获取来自门开启闭合传感器和锁定/解锁传感器的安全状态信息，所述安全状态信息包括：门开启、门关闭和锁定/解锁；及
根据所获取的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，来允许储能系统的操作。
一个或更多的实施例的细节会在以下的附图和描述中进行详细的说明。通过该描述、附图、及权利要求，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1为依据实施例的用于储能系统的安全装置；
图2为一种储能系统，其中安装有依据实施例的用于储能系统的安全装置；
图3为说明依据实施例的用于储能系统的安全装置中的多个安全状态模式的图；
图4为说明依据实施例的用于储能系统的安全装置中的多个安全状态模式间的切换条件的图；
图5为依据另一实施例的用于储能系统的安全装置；
图6为依据另一实施例的用于储能系统的安全装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图对多个实施例进行详细描述。下述实施例作为示例而提供，以便将本发明的精神充分的传递给本领域的技术人员。因此，本发明不限于以下所描述的实施例，还可以其他形式实现。另外，为了方便描述，附图中组件的宽度、长度和厚度可能被放大。整个公开内容中相同的附图标记代表相同的组件。
图1显示了依据实施例的用于储能系统的安全装置，图2显示了一储能系统，所述储能系统中安装有依据一实施例的用于储能系统的安全装置。
如图1所示，依据实施例的用于储能系统200的安全装置100安装在储能系统200中，并且安全装置100可以包括：传感器输入单元110、安全状态机120、人机接口(HMI)单元130，数据存储单元140以及高级通信单元150。
传感器输入单元110用于从门开启闭合传感器和锁定/解锁传感器接收安全状态信息。
安全状态机120在多种安全状态模式下工作，并且根据通过传感器输入单元110所获得的安全状态信息是否满足包括多个进程的安全状态条件，来允许储能系统200的操作。
人机接口单元130单元从用户接收信息或者将信息显示给用户。
数据存储单元140存储传感器状态、HMI状态和安全状态信息。
高级通信单元150可以实现与外部装置的通信，以便将违规操作者的违规操作信息从安全状态机120传送给管理者。
如图2所示，在储能系统200中，安装有依据实施例的用于储能系统的安全装置，储能系统200包括第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b以及HMT单元130。
在门的一侧安装有门手柄23，同时在门的另一侧安装有含有锁具的另一门手柄25。
第一门开启闭合传感器110a位于储能系统200的上部，第二门开启闭合传感器110b可以位于储能系统200的中部，以便感测门的开启和关闭。
第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b可以是接触传感器或非接触传感器。第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b可以是光学传感器，如照相机。第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b可以采用相同的传感技术或不同的传感技术进行安装。
当第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b与照相机一起时，第一门开启闭合传感器110a和第二门开启闭合传感器110b可以在门打开时开始捕获图像。所捕获的图像存储在数据存储单元140中，并被传送给远端的安全管理者。
图3为说明依据实施例的用于储能系统的安全装置中的多个安全状态模式的图。
如图3所示，安全状态机可以根据用户模式1、管理者模式2或错误模式3来管理所述安全装置的操作。
用户模式1是可以执行储能系统的常规基本操作(充电和放电)的模式。在用户模式中，用户可以通过使用HMI来执行基本操作。
管理者模式2是允许管理者开启门的模式，以便对储能系统定期检查或管理。为了实现从用户模式到管理者模式的切换，需要依序满足用户模式-管理者模式的切换条件。
错误模式3是在识别出随意/恶意操作时，执行报警措施的模式，并且在错误模式过程中，HMI单元被关闭或者会启动报警。
在用户模式状态，当通过传感器输入单元110获得的安全状态信息满足用户模式-管理者模式切换条件时，安全状态机120切换到管理者模式。
在用户模式状态，当通过传感器输入单元110获得的安全状态信息满足用户模式-错误模式切换条件时，安全状态机120切换到错误模式。
在管理者模式状态，当通过传感器输入单元110获得的安全状态信息满足管理者模式-用户模式切换条件时，安全状态机120切换到用户模式。
在管理者模式状态，当通过传感器输入单元110获得的安全状态信息满足管理者模式-错误模式切换条件时，安全状态机120切换到错误模式。
在错误模式状态，当通过传感器输入单元110获得的安全状态信息满足错误模式-用户模式切换条件时，安全状态机120切换到用户模式。
图4为说明依据实施例的用于储能系统的安全装置中的安全状态模式间的切换条件的图。
如图4所示，安全状态机120在各个安全状态模式间切换的条件包括：用户模式-管理者模式切换条件、用户模式-错误模式切换条件、管理者模式-用户模式切换条件、管理者模式-错误模式切换条件以及错误模式-用户模式切换条件。
[用户模式-管理者模式切换条件]
用户模式-管理者模式切换条件是从用户模式1状态切换到管理者模式2的条件。
当通过传感器输入单元110所获得的安全状态信息为通过HMI切换到管理者模式、解锁门手柄并且开启门时，安全状态机120确定满足用户模式-管理者模式切换条件。
在下述的条件而不是上述的条件下，安全状态机120切换到错误模式3，在错误模式3中提供了异常操作的通知。
[用户模式-错误模式切换条件]
用户模式-错误模式的切换条件是从用户模式状态切换到错误模式的条件。满足下列错误切换条件中的任意一个，就能够切换到错误模式。
当通过传感器输入单元110所获得的安全状态对应下列错误条件时，安全状态机120确定为满足用户模式-错误模式切换条件。
第一错误切换条件：通过HMI切换到管理者模式，且在锁定的状态下开门。
第二错误切换条件：在未通过HMI切换到管理者模式的情况下对门进行解锁。
第三错误切换条件：在未通过HMI切换到管理者模式的情况下将门开启。
管理者在工作完成后切换到用户模式的条件如下所示：
[管理者模式-用户模式切换条件]
管理者模式-用户模式切换条件是从管理者模式状态切换到用户模式的条件。
当通过传感器输入单元110所获得的安全状态信息为关门、锁定门手柄，然后通过HMI切换到用户模式时，安全状态机120确定满足管理者模式-用户模式切换条件。
在这种情况下，可实施设置以在关闭门和锁定门手柄后经过一定时间后自动切换到用户模式。
在下述错误模式切换条件而不是上述切换条件下，安全状态机120切换到错误模式，在错误模式中提供了异常操作的通知。
[管理者模式-错误模式切换条件]
管理者模式-错误模式切换条件是从管理者模式状态切换到错误模式。
当通过传感器输入单元110所获取的安全状态信息为：在解锁状态或开门状态下，试图通过HMI返回到用户模式时，安全状态机120确定满足管理者模式-错误模式切换条件。
管理者将储能系统从表示异常操作状态的错误模式恢复到正常状态的方法如下所示。
[错误模式-用户模式切换条件]
所述错误模式-用户模式切换条件是从错误模式状态切换到用户模式的条件。
当通过传感器输入单元110所获取的安全状态信息为关闭门、锁定门手柄，然后通过HMI切换到用户模式时，安全状态机120确定满足错误模式-用户模式切换条件。
图5显示了依据另一实施例的用于储能系统的安全装置100。
如图5所示，依据另一实施例的用于储能系统的安全装置100并没有安装在储能系统200内部，而是安装在储能系统200的外部。
图6是依据另一实施例的用于储能系统的安全装置的操作方法的流程图。
在步骤S101中，传感器输入单元110从门开启闭合传感器和锁定/解锁传感器接收安全状态信息，安全状态信息包括：门开启、门关闭和锁定/解锁。
在步骤S103和S105中，根据通过传感器输入单元110所获得的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，安全状态机120允许储能系统的操作。
详细地，允许储能系统的操作的步骤包括：多个安全状态模式间的切换步骤，安全状态模式包括：执行储能系统的常规基本操作的用户模式，用于开启门以便定期检查或管理储能系统的管理者模式，以及，在识别出随意/恶意操作时可完成报警措施的错误模式。
如前面所描述的，多个安全状态模式的切换条件包括：用户模式-管理者模式切换条件、用户模式-错误模式切换条件、管理者模式-用户模式切换条件、管理者模式-错误模式切换条件和错误模式-用户模式切换条件。
同样的，所述用户模式-管理者模式切换条件可以是依序通过用户的输入而从用户模式1状态换到管理者模式2、解锁门手柄和开启门。在这种情况下，当满足用户模式-管理者模式切换条件时，安全状态机120从用户模式切换到管理者模式。
同样的，用户模式-错误模式切换条件可以是以下任意一个：通过用户输入而切换到管理者模式，且在锁定的状态下开启门；在未通过用户输入而切换到管理者模式时进行解锁；或者在未通过用户输入而切换到管理者模式时将门开启，在这种情况下，在满足用户模式-错误模式的切换条件时，安全状态机120从用户模式切换到错误模式。
同样的，管理者模式-用户模式切换条件为：关闭门、锁定门手柄，然后通过HMI单元切换到用户模式。在这种情况下，在满足管理者模式-用户模式切换条件时，安全状态机120从管理者模式切换到用户模式。管理者模式-用户模式切换条件也可以是依序关门和锁定门手柄，在满足该管理者模式-用户模式切换条件时，在经过预定时间后，安全状态机120从管理者模式切换到用户模式。
按照本发明的内容，利用传感器输入和安全状态机，弥补了由于通过锁定储能系统而进行的简单的防护而导致的未授权用户可能进行随意/恶意操作的弱点，且易于存储和管理状态数据，因此通过主动防护确保了安全性。
尽管在本发明的具体描述中阐述了特定的实施方案，但可在不脱离本发明的范围的情况下实施多种变型。因此，本发明的范围不应限于上述实施例，但是由权利要求书及其等同方案限定。

Claims (5)

1.一种用于储能系统的安全装置，所述安全装置包括：
门锁定传感器，被配置为检测门手柄为锁定或解锁；
门状态传感器，被配置为检测门为开启或关闭；
传感器输入单元，其被配置为通过所述门状态传感器接收包括门开启、门关闭的安全状态信息以及通过所述门锁定传感器接收关于门锁定/解锁的信息；
人机接口单元，其被配置为从用户接收输入信息并且显示；及
安全状态机，其被配置为根据通过所述传感器输入单元获取的所述用户通过所述人机接口单元输入的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，来自动切换所述储能系统的工作模式，
其中所述安全状态机被配置为在多个安全状态模式下工作，所述多个安全状态模式包括：
执行所述储能系统的充电操作和放电操作的用户模式，
用于开启门以便定期检查或管理储能系统的管理者模式，
在识别出随意或恶意操作时执行报警措施的错误模式，
其中，所述安全状态机被配置为基于是否满足多个切换条件中的切换条件来切换到所述多个安全状态模式中的安全状态模式，所述多个切换条件包括：
用户模式-管理者模式切换条件，
用户模式-错误模式切换条件，
管理者模式-用户模式切换条件，
管理者模式-错误模式切换条件，以及
错误模式-用户模式切换条件，
其中，所述安全状态机进一步被配置为当满足所述用户模式-错误模式切换条件时从所述用户模式切换到所述错误模式，
其中，当通过所述人机接口单元接收到用于切换到所述管理者模式的第一输入并且从锁定状态下开启门时，满足用户模式-错误模式切换条件，
其中所述管理者模式-错误模式切换条件对应于在解锁状态或门开启状态下试图通过所述人机接口单元返回到所述用户模式，以及
所述安全状态机进一步被配置为当满足所述管理者模式-错误模式切换条件时从所述管理者模式切换到所述错误模式，
其中所述管理者模式-用户模式切换条件对应于关闭所述门，在关闭所述门之后锁定所述门手柄，并且在锁定所述门手柄之后通过所述人机接口单元接收第二输入以切换到所述用户模式，以及
所述安全状态机进一步被配置为当满足所述管理者模式-用户模式切换条件时从所述管理者模式切换到所述用户模式。
2.根据权利要求1所述的用于储能系统的安全装置，其中,所述用户模式-管理者模式切换条件为依序通过人机接口单元从用户模式状态切换到管理者模式、解锁门手柄和开启门；且
当满足所述用户模式-管理者模式切换条件时，所述安全状态机从用户模式切换到管理者模式。
3.根据权利要求1所述的用于储能系统的安全装置，其中,所述管理者模式-用户模式切换条件为依序关闭所述门和锁定所述门手柄，且
当满足所述管理者模式-用户模式切换条件时，所述安全状态机在经过预定时间后，从管理者模式切换到用户模式。
4.根据权利要求1所述的用于储能系统的安全装置，其中,所述门开启闭合传感器包括相机传感器，且
当门开启时，所述相机传感器执行图像捕获操作。
5.一种储能系统，其包括：
电池，其被配置为储存由电网产生的电能并且将所述电池储存的电能提供给所述电网或负载；
门锁定传感器，被配置为检测门手柄为锁定或解锁；
门状态传感器，被配置为检测门为开启或关闭；
传感器输入单元，其被配置为通过所述门状态传感器接收包括关于门开启、门关闭的信息的安全状态信息并且通过所述门锁定传感器接收关于门锁定/解锁的信息；
人机接口单元，其被配置为从用户接收输入信息并且显示输出信息；以及
安全状态机，其被配置为根据通过所述传感器输入单元获取的所述用户通过所述人机接口单元输入的安全状态信息是否满足依序包括多个过程的安全状态条件，来自动切换所述储能系统的工作模式，
其中所述安全状态机被配置为在多个安全状态模式下工作，所述多个安全状态模式包括：
执行所述储能系统的充电操作和放电操作的用户模式，
用于开启门以便定期检查或管理储能系统的管理者模式，
在识别出随意或恶意操作时执行报警措施的错误模式，
其中，所述安全状态机被配置为基于是否满足多个切换条件中的切换条件来切换到所述多个安全状态模式中的安全状态模式，所述多个切换条件包括：
用户模式-管理者模式切换条件，
用户模式-错误模式切换条件，
管理者模式-用户模式切换条件，
管理者模式-错误模式切换条件，以及
错误模式-用户模式切换条件，
其中，所述安全状态机进一步被配置为当满足所述用户模式-错误模式切换条件时从所述用户模式切换到所述错误模式，
其中，当通过所述人机接口单元接收到用于切换到所述管理者模式的第一输入并且从锁定状态下开启门时，满足用户模式-错误模式切换条件，
其中所述管理者模式-错误模式切换条件对应于在解锁状态或门开启状态下试图通过所述人机接口单元返回到所述用户模式，以及
所述安全状态机进一步被配置为当满足所述管理者模式-错误模式切换条件时从所述管理者模式切换到所述错误模式，
其中所述错误模式-用户模式切换条件对应于关闭所述门，在关闭所述门之后锁定所述门手柄，并且在锁定所述门手柄之后通过所述人机接口单元接收第二输入以切换到所述用户模式，以及
所述安全状态机进一步被配置为当满足所述错误模式-用户模式切换条件时从所述错误模式切换到所述用户模式。
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