CN111913110A - 一种市电电池配置评估方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市电电池配置评估方法，包括：接收交流限值；采集给定周期内负载电流，并将所述负载电流与所述交流限值进行比较，如果所述负载电流大于所述交流限值，则基于所述负载电流和所述交流限值计算电池放电电量，否则基于所述负载电流和所述交流限值计算可充电电量；计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值；基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。本发明还涉及计算机可读存储介质和市电电池配置评估系统。本发明可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池损坏、负载掉电。

Description

一种市电电池配置评估方法和系统

技术领域

本发明涉及电源管理领域，更具体地说，涉及一种市电电池配置评估方法和系统。

背景技术

随着业务量的增长，对基站容量提出了更高要求。特别在5G时代，站点的功耗比4G大幅增长，在这种背景下，基站扩容成为运营商面临的问题。在基站扩容中，比较棘手的是市电处理。不同于设备扩容，市电扩容受制因素较多，成本高，周期长，很难快速响应业务的变化。

针对此问题，当前主流的方案是通过电池承担削峰功能，在负载超出市电容量时段，由电池承担部分负载；在负载低于市电容量时段，市电给电池充电，及时补充电池容量。通过电池的储能功能，平抑市电峰值需求，以达到在不改市电的情况下，通过追加电池实现基站的扩容。

然而，该方案的缺陷在于，如果市电限额和电池容量配置不当，会使电池处于亏电状态从而导致电池受损，而电池损伤在短期内难以暴露，因此将导致电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，进而导致负载掉电。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够智能评估市电限额和电池容量是否合理，从而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，进而导致负载掉电的市电电池配置评估方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种市电电池配置评估方法，包括：

S1、接收交流限值；

S2、采集给定周期内负载电流，并判定所述负载电流是否大于所述交流限值，如果是则执行步骤S3，否则执行步骤S4；

S3、基于所述负载电流和所述交流限值计算电池放电电量；

S4、基于所述负载电流和所述交流限值计算可充电电量；

S5、计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值；

S6、基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，所述步骤S1进一步包括：

S11、接收所述交流限值，并基于所述交流限值限制整流模块的市电输出功率；

S12、判定所述负载的所需功率是否大于所述市电输出功率，如果是则采用所述电池和所述整流模块同时向所述负载供电，如果不是则执行步骤S13；

S13、判定所述负载电流与所述交流限值的差值是否大于电池充电电流阈值，如果是则采用所述整流模块为所述电池充电和为所述负载供电，否则仅采用所述整流模块向所述负载供电。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，所述步骤S11进一步包括：

S111、接收总交流限值，并基于所述总交流限值和所述整流模块的配置计算每个所述整流模块的所述交流限值；

S112、基于所述交流限值限制所述整流模块的市电输出功率。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，在所述步骤S3和步骤S4中，基于所述负载电流和所述交流限值的差值分别积分计算所述电池放电电量和所述可充电电量。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，所述给定周期包括至少一个周期。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，所述步骤S6进一步包括：

S61、判定所述差值是否小于所述冗余阈值，如果是则执行步骤S62，否则判定所述市电和所述电池的配置合理；

S62、生成告警信号以提示所述市电和所述电池的配置不合理。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，进一步包括：

S7、基于所述电池放电电量计算一个周期内维持充放电循环的最小可充电电量，并基于所述电池的电池容量和所述最小可充电电量判定所述电池容量配置是否合理；和/或

S8、接收所述负载的负载曲线，并基于所述电池放电电量计算可维持充放电循环的最小交流限值和最小电池容量。

在本发明所述的市电电池配置评估方法中，进一步包括：

S9、在电池放电过程中，检测母排电压，并基于所述母排电压和电池放电告警电压生成电池告警信号；和/或

S10、在电池放电过程中，检测电池容量，并基于所述电池容量和电池放电告警容量生成电池告警信号。

本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的市电电池配置评估方法。

本发明解决其技术问题采用的再一技术方案是，构造一种市电电池配置评估系统，包括并联在直流母排上的蓄电池、整流模块、负载和监控模块，所述监控模块上存储有计算机程序，所述程序被所述监控模块执行时实现所述的市电电池配置评估方法。

实施本发明的市电电池配置评估方法、系统和计算机可读存储介质，通过比较所述可充电电量与所述电池放电电量的差值和冗余阈值，可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，最后导致负载掉电。进一步地，通过设置交流限值限制整流模块的市电输出功率，可以避免发生交流跳闸，进一步避免负载掉电。再进一步地，可以通过发送告警信号提醒运营商所述市电和所述电池的配置不合理，进而促使其及时更改交流限值，更换电池或调整负载。更进一步地，通过推算最小交流限值和最小电池容量可以为运营商提供电池后续维护的参考参数，有利于电池的后续维护和运营。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的市电电池配置评估方法的第一实施例的流程图；

图2是本发明的市电电池配置评估方法的第二实施例的流程图；

图3是本发明的市电电池配置评估系统的第一实施例的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及一种市电电池配置评估方法，包括：接收交流限值；采集给定周期内负载电流，并将所述负载电流与所述交流限值进行比较，如果所述负载电流大于所述交流限值，则基于所述负载电流和所述交流限值计算电池放电电量，否则基于所述负载电流和所述交流限值计算可充电电量；计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值；基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。实施本发明的市电电池配置评估方法，通过比较所述可充电电量与所述电池放电电量的差值和冗余阈值，可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，最后导致负载掉电。

图1是本发明的市电电池配置评估方法的第一实施例的流程图。本发明的市电电池配置评估方法可适用于任何采用市电和电池同时供电的市电电池供电系统，其优选可包括并联在直流母排上的电池、整流模块和负载。如图1所示，在步骤S1中，接收交流限值。在本发明的优选实施例中，交流限值可以由运营商基于基站的市电配置情况进行设置，其可以根据实际情况进行校正或调整。在本发明的优选实施例中，该交流限值可以直接是每个整流模块的交流限值，也可以全部整流模块的总交流限值，这时需要根据该总交流限值和整流模块的配置计算每个整流模块的交流限值。

在步骤S2中，采集给定周期内负载电流，并判定所述负载电流是否大于所述交流限值，如果是则执行步骤S3，否则执行步骤S4。在本发明的一个优选实施例中，该给定周期可以是一个循环周期，也可以是多个循环周期，该循环周期的数量可以由运营商根据实际需要进行设置。在本发明的简化实施例中，可以根据一个循环周期内的负载电流和交流限值进行分析，这样可以简化计算过程，快速获得分析结果。在本发明的另一优选实施例中也可以根据多个循环周期的数据进行累积分析，从而增强判断的充分性。

在步骤S3中，判定所述负载电流大于所述交流限值时，基于所述负载电流和所述交流限值计算电池放电电量。在本发明的优选实施例中，可以采用积分算法计算该电池放电电量。在步骤S4中，基于所述负载电流和所述交流限值计算可充电电量。在本发明的优选实施例中，可以采用积分算法计算该可充电电量。

在步骤S5中，计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值。在步骤S6中，基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。在给定周期内，当该差值小于冗余阈值，说明所述可充电电量不足以支撑所述电池放电电量时，因此，在该给定周期内，充放电循环无法持续，电池容量将逐渐降低，最终损害电池，这时评估市电和电池的配置不合理。当该差值等于或略大于冗余阈值，说明所述可充电电量可以支撑所述电池放电电量时，因此，在该给定周期内，充放电循环正好可以持续，电池容量维持稳定，没有损害电池的潜在风险，这时评估市电和电池的配置不合理。当然，在本发明的进一步的优选实施例，如果发现该差值远远大于冗余阈值，这说明电池容量可能过大。在本发明中，所述冗余阈值可以根据电池的类型，数量来进行确定，通常可以根据电池出厂时的备电冗余系数来进行设计和调整。

电池的损伤通常需要一定的过程，特别是在循环周期内，当检测到的电池充电值和放电值相差不是特别大时，电池的损伤短期内难以暴露；而实施本发明的市电电池配置评估方法，通过比较所述可充电电量与所述电池放电电量的差值和冗余阈值，可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，最后导致负载掉电。本发明的市电电池配置评估方法可以对实际负载的动态跟踪分析，在负载特性变动后仍能有效的发挥效能。

图2是本发明的市电电池配置评估方法的第二实施例的流程图。如图2所示，在步骤S1中，接收交流限值，并基于所述交流限值限制整流模块的市电输出功率。在本发明的优选实施例中，整流模块和电池并联在直流母排上。整流模块由市电供给交流电，并输出直流电给负载。电池并联在直线母排上。当整流模块接收到交流限值时，可以基于该交流限制计算出功率限值，从而将整流模块的市电输出功率限制在该功率限值之下，从而防止产生交流跳闸。在本发明的优选实施例中，该交流限值可以直接是每个整流模块的交流限值，也可以全部整流模块的总交流限值，这时需要根据该总交流限值和整流模块的配置计算每个整流模块的交流限值。

在步骤S2中，判定所述负载的所需功率是否大于所述市电输出功率，如果是则执行步骤S3，采用所述电池和所述整流模块同时向所述负载供电，如果不是则执行步骤S4。在本发明的优选实施例中，当负载处于峰值时，所述负载的所需功率是否大于所述市电输出功率，且处于最大值，整流模块输出的市电输出功率小于负载的所需功率时，这时将采用所述电池和所述整流模块同时向所述负载供电。

在步骤S4中，判定所述负载电流与所述交流限值的差值是否大于电池充电电流阈值，如果是则执行步骤S5，采用所述整流模块为所述电池充电和为所述负载供电，否则执行步骤S6，否则仅采用所述整流模块向所述负载供电。在本发明的优选实施例中，当负载处于较小值时，所述负载的所需功率小于或等于所述市电输出功率，但是其与所述交流限值的差值又小于电池充电电流阈值，而不足以为电池充电，这时仅采用所述整流模块向所述负载供电。而当负载处于谷值时，这时负载的所需功率最小，负载电流与所述交流限值的差值大于电池充电电流阈值，这时可以采用所述整流模块为所述电池充电和为所述负载供电。

在步骤S7中，采集给定周期内负载电流，并判定所述负载电流是否大于所述交流限值，如果是则执行步骤S8，否则执行步骤S9。在本发明的一个优选实施例中，该给定周期可以是一个循环周期，也可以是多个循环周期，该循环周期的数量可以由运营商根据实际需要进行设置。在本发明的简化实施例中，可以根据一个循环周期内的负载电流和交流限值进行分析，这样可以简化计算过程，快速获得分析结果。在本发明的另一优选实施例中也可以根据多个循环周期的数据进行累积分析，从而增强判断的充分性。

在步骤S8中，判定所述负载电流大于所述交流限值时，基于所述负载电流和所述交流限值积分算法计算该电池放电电量。在步骤S9中，基于所述负载电流和所述交流限值积分算法计算该可充电电量。

在步骤S10中，计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值。在步骤S10中，基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。在给定周期内，当该差值小于冗余阈值，说明所述可充电电量不足以支撑所述电池放电电量时，因此，在该给定周期内，充放电循环无法持续，电池容量将逐渐降低，最终损害电池，这时评估市电和电池的配置不合理。当该差值等于或略大于冗余阈值，说明所述可充电电量可以支撑所述电池放电电量时，因此，在该给定周期内，充放电循环正好可以持续，电池容量维持稳定，没有损害电池的潜在风险，这时评估市电和电池的配置不合理，这时可以产生告警信号以提示所述市电和所述电池的配置不合理。在本发明的优选实施例中，该告警信号可以传送给远端的运营商。

在本发明的进一步地优选实施例中，所述的市电电池配置评估方法可以进一步包括基于所述电池放电电量计算一个周期内维持充放电循环的最小可充电电量，并基于所述电池的电池容量和所述最小可充电电量判定所述电池容量配置是否合理。该步骤可以在图2所示方法中的S9之后的任何步骤之前，或同时执行。当所述电池的电池容量小于所述最小可充电电量，可以产生告警信号，在本发明的优选实施例中，该告警信号可以传送给远端的运营商。

在本发明的进一步地优选实施例中，所述的市电电池配置评估方法可以进一步包括接收所述负载的负载曲线，并基于所述电池放电电量计算可维持充放电循环的最小交流限值和最小电池容量。所述负载的负载曲线优选是负载电流曲线。在给定的负载电流曲线下，交流限值的变化将导致电池放电电量和电池充电电量对应调整，而当电池放电电量和电池充电电量达到平衡时，对应的交流限值即为最小交流限值，而在此基础上就可以获得最小的电池容量在此，基于本发明的教导和本领域的公知常识，本领域技术人员能够实现上述计算。该步骤可以在图2所示方法中的S9之后的任何步骤执行之前，或同时执行。在本发明的优选实施例中，该最小交流限值和最小电池容量可以传送给远端的运营商，供其进行参考。

在本发明的进一步地优选实施例中，所述的市电电池配置评估方法可以进一步包括在电池放电过程中，检测母排电压，并基于所述母排电压和电池放电告警电压生成电池告警信号。该步骤可以在图2所示方法中的任何步骤执行之前，之后执行或同时执行。在本发明的优选实施例中，该告警信号可以传送给远端的运营商。

在本发明的进一步地优选实施例中，所述的市电电池配置评估方法可以进一步包括在电池放电过程中检测电池容量，，并基于所述电池容量和电池放电告警容量生成电池告警信号。同理，该步骤可以在图2所示方法中的任何步骤执行之前，之后执行或同时执行。在本发明的优选实施例中，该告警信号可以传送给远端的运营商。

在本发明的进一步的优选实施例中，上述负载曲线，所述可充电电量与所述电池放电电量，最小交流限值和最小电池容量等等数据均可以传送给运营商，以便运营商进行后续评估。

实施本发明的市电电池配置评估方法，通过比较所述可充电电量与所述电池放电电量的差值和冗余阈值，可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，最后导致负载掉电。进一步地，通过设置交流限值限制整流模块的市电输出功率，可以避免发生交流跳闸，进一步避免负载掉电。再进一步地，可以通过发送告警信号提醒运营商所述市电和所述电池的配置不合理，进而促使其调整交流限值，或调整负载。更进一步地，通过推算最小交流限值和最小电池容量可以为运营商提供此负载情况下系统安全配置的参考参数，有利于电池的后续维护和运营。

图3是本发明的市电电池配置评估方法的第一实施例的原理框图。如图3所示，本发明市电电池配置评估系统，包括并联在直流母排上的电池100、整流模块200、负载300和监控模块400。所述监控模块上存储有计算机程序，所述程序被所述监控模块执行时实现图1-2中所述的任意一种市电电池配置评估方法。在本实施例中，所述电池100可以由1-N个电池串联单元并联而成，其中N为大于等于2的整数。所述整流模块200可以采用本领域中已知的任何整流模块，电路或芯片构造。基于本发明的教导，本领域技术人员能够构造上述市电电池配置评估方法。

本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的市电电池配置评估方法。

实施本发明的市电电池配置评估系统和计算机可读存储介质，通过比较所述可充电电量与所述电池放电电量的差值和冗余阈值，可以主动跟随负载的变动，对市电电池配置进行监控，判断是否能够维持充放电循环，从而智能评估市电限额和电池容量是否合理，是否存在潜在风险，进而避免电池出现实质性损伤从而导致电池寿命缩短，彻底损坏，最后导致负载掉电。进一步地，通过设置交流限值限制整流模块的市电输出功率，可以避免发生交流跳闸，进一步避免负载掉电。再进一步地，可以通过发送告警信号提醒运营商所述市电和所述电池的配置不合理，进而促使其及时更改配置。更进一步地，通过推算最小交流限值和最小电池容量可以为运营商提供配置更改的参考参数，有利于电池的后续维护和运营。

因此，本发明可以通过硬件、软件或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现本发明方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行程序控制计算机系统，使其按本发明方法运行。

本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种市电电池配置评估方法，其特征在于，包括：

S1、接收交流限值；

S2、采集给定周期内负载电流，并判定所述负载电流是否大于所述交流限值，如果是则执行步骤S3，否则执行步骤S4；

S3、基于所述负载电流和所述交流限值计算电池放电电量；

S4、基于所述负载电流和所述交流限值计算可充电电量；

S5、计算所述可充电电量与所述电池放电电量的差值；

S6、基于所述差值与冗余阈值评估市电和电池的配置是否合理。

2.根据权利要求1所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：

S11、接收所述交流限值，并基于所述交流限值限制整流模块的市电输出功率；

S12、判定所述负载的所需功率是否大于所述市电输出功率，如果是则采用所述电池和所述整流模块同时向所述负载供电，如果不是则执行步骤S13；

S13、判定所述负载电流与所述交流限值的差值是否大于电池充电电流阈值，如果是则采用所述整流模块为所述电池充电和为所述负载供电，否则仅采用所述整流模块向所述负载供电。

3.根据权利要求2所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：

S111、接收总交流限值，并基于所述总交流限值和所述整流模块的配置计算每个所述整流模块的所述交流限值；

S112、基于所述交流限值限制所述整流模块的市电输出功率。

4.根据权利要求1所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，在所述步骤S3和步骤S4中，基于所述负载电流和所述交流限值的差值分别积分计算所述电池放电电量和所述可充电电量。

5.根据权利要求4所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述给定周期包括至少一个周期。

6.根据权利要求1所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，所述步骤S6进一步包括：

S61、判定所述差值是否小于所述冗余阈值，如果是则执行步骤S62，否则判定所述市电和所述电池的配置合理；

S62、生成告警信号以提示所述市电和所述电池的配置不合理。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，进一步包括：

S7、基于所述电池放电电量计算一个周期内维持充放电循环的最小可充电电量，并基于所述电池的电池容量和所述最小可充电电量判定所述电池容量配置是否合理；和/或

S8、接收所述负载的负载曲线，并基于所述电池放电电量计算可维持充放电循环的最小交流限值和最小电池容量。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的市电电池配置评估方法，其特征在于，进一步包括：

S9、在电池放电过程中，检测母排电压，并基于所述母排电压和电池放电告警电压生成电池告警信号；和/或

S10、在电池放电过程中，检测电池容量，并基于所述电池容量和电池放电告警容量生成电池告警信号。

9.一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，所述程序被处理器执行时实现根据权利要求1-8中任意一项权利要求所述的市电电池配置评估方法。

10.一种市电电池配置评估系统，包括并联在直流母排上的蓄电池、整流模块、负载和监控模块，所述监控模块上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被所述监控模块执行时实现根据权利要求1-8中任意一项权利要求所述的市电电池配置评估方法。

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