CN112819282A - 一种多设备储能ems数据存储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多设备储能EMS数据存储系统，属于数据存储技术领域。本发明包括数据采集与监控模块、储能优化控制模块、负荷控制模块和功率控制模块。所述储能优化控制模块包括系统集成单元、监控单元、储能变流单元和储能安全单元，所述储能安全单元包括安全风险模块和安全处置模块，所述安全处置模块注重于消防安全单元，所述消防安全单元包括制造质量模块、集成交接模块、环境控制模块、信息共享模块和消防设施模块，从储能行业中安全的角度出发，重视产品源头的质量问题，弥补各行各业间的隔阂，统一监管储能安全，根据不同环境改善制冷、通风问题，让厂商与消防部门达成信息共享，优化消防设备，共同创建安全储能。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储技术领域，具体为一种多设备储能EMS数据存储系统。
背景技术
储能EMS也称为能量管理系统，大体包括数据采集、网络监控、能量调度和网络数据分析，广义上也包括调度员培训。该系统可用于集合不同技术实现性能最优化并有效降低系统成本，实现能量资源与负荷需求的精准匹配，实现数字化、标准化与智能化的能量管理。
目前市面上传统的储能EMS系统通过数据采集后，解析出硬件上传的数据，例如温度、电流、电压，故障信息、设备类型，进而存储到数据库中，日产生数据量非常庞大，而如对接更多监控硬件设备，则会出现设备报文来不及解析的状况。
另外，储能行业不可避免地会因为种种安全缺陷发生严重事故，因此，储能系统的整体安全性也是亟待解决的问题。重视产品源头的质量，弥补各行各业间的隔阂，统一监管储能安全，根据不同环境改善制冷、通风条件，让厂商与消防部门达成信息共享，优化消防设备，是我们共同创建安全储能的必要工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多设备储能EMS数据存储系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种多设备储能EMS数据存储系统，该系统包括数据采集与监控模块、储能优化控制模块、负荷控制模块和功率控制模块，所述数据采集与监控模块用于实时采集能量管理系统中用户电能数据，利用监控功能将实时数据、历史统计数据、告警时间进行记录和转发，保存到数据存储库中，所述储能优化控制模块用于实时监测储能电池以及储能系统部署环节的状态，对储能系统部署环节进行优化处理，所述负荷控制模块用于对发电功率、电网输出功率、用户用电功率实时监控和控制，平滑分布式电源，对用户用电功率曲线削谷填峰，所述功率控制模块用于利用零功率交换控制功能保证微电网不往配电网倒送功率，当大用电负荷发生突然波动时，调节分布式电源和储能的出力，将功率限制在安全边界；
所述储能优化控制模块包括系统集成单元、监控单元、储能变流单元和储能安全单元，所述系统集成单元用于实现电池、PCS、BMS、EMS各个单元完美组合，以及与电力系统深度融合、协调优化运行，所述监控单元用于利用智能化人机界面对储能系统内部实行多终端源程云服务器监控，所述储能变流单元利用储能变流器控制电池充放电，进行交直流的变换，以及在无电网情况下直接为交流负荷供电，所述储能安全单元用于防范储能过程中遇到的风险，以及对待风险的处理方法；
作为优选方案，所述数据采集与监控模块中的数据采集过程采用Redis将设备上传的报文进行缓存，进而开启多个报文解析器调取Redis中的缓存数据进行解析，多线程运行，保证当遇到多设备一起上传报文时，所有报文都能被正常解析；
采用消息队列作为数据库缓冲装置，报文解析器解析出数据后，转换成SQL语句存储到消息队列中，消息队列自动配置集群，自动实现负载均衡，分配SQL请求，若达到设备数据上传高峰期，消息队列会对请求进行削峰，每秒保证提交到数据库少于2000条SQL语句，并将其他的数据按顺序分配到低峰期进行存储；
所述数据采集与监控模块将Redis缓存置于储能系统监控硬件设备和报文解析器之间，并采用消息队列作为数据缓冲装置，避免了在多设备情况下直接将解析出的数据存储到数据库时，超出存储限制后造成系统崩溃；
所述数据采集过程包括数据库、消息队列MQ、报文解析器、Redis缓存和储能系统监控硬件设备；
作为优选方案，所述储能系统监控硬件设备与Redis缓存相连，所述报文解析器与Redis缓存相连，所述消息队列MQ与报文解析器相连，所述数据库与消息队列MQ相连；
采用Redis缓存报文，对设备上传的报文进行第一层缓冲，并且保证报文能够第一时间被报文解析器读取进行解析，配置多个报文解析器，能够多线程处理设备报文信息，保证报文及时被解析，具有及时性，往上采用消息队列缓存SQL语句，即作为第二层缓冲，双重缓冲，之后再将语句存储入数据库中；
所述数据采集过程极大地利用了数据库的存储能力，及时处理每条报文数据，保证每一条数据都能存储到数据库中，基于此方案能自由拓展监控硬件设备，在仅增加报文解析器和Redis数据库数量的条件下，保证多设备稳定运行；
作为优选方案，所述系统集成单元包括咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
储能系统的系统集成步骤依次经过咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
所述咨询设计模块用于对电池产品的制造进行需求咨询，设计具体材质功能，所述产品研发模块用于对电池的工艺和技术进行研究开发，所述设备制造模块用于量化生产制作，所述建设施工模块用于完成电池及储能系统的安装建设，所述售后服务模块用于完成建设后的后期维护服务；
所述系统集成单元涵盖了电池和储能系统从生产到部署的一系列过程，按需设计，科学研发、规范生产建设、后期维护，很大程度上保证了电池的制作质量，并在沟通后定制化设计出适合环境和需求的储能系统，让不同的用户都获得满意的产品成效；
作为优选方案，所述储能安全单元包括安全风险模块和安全处置模块，所述安全风险模块用于防备来自电气、机械、化学和爆炸的风险，使用预防性诊断安全系统PSS，预测储能电池潜在风险，对设备厂商、电站运营者、集控中心和服务供应商在备品备件进行优化，调用远程专家的专业技术支持，所述安全处置模块主要进行防止储能安全被破坏的安全处理工作，所述安全处置模块包括参数量化准入限定单元、产品防护设计单元、消防安全单元和紧急预警单元；
所述参数量化准入限定单元是将指标量化，在有限范围内实施各项参数的调整，有效控制参数更改带来的安全问题，所述产品防护设计单元是对电池采取合适的设计方案作为防护措施，避免电池出现燃烧爆炸的意外，所述消防安全单元用于预防和处理电池发生风险问题的消防安全措施，及时灭火救灾，所述紧急预警单元用于对火灾现象进行预警提示，紧急联系相关消防部门；
所述储能安全单元从风险防备和风险处理这两个方面实现安全方向的优化，风险防备模块达到多重安全保护，提供更加迅捷的应急服务，达成智能运行维护的效果，安全处置模块与紧急预警单元和消防安全单元紧密连接，为储能安全提供可靠保障；
所述储能变流单元为储能变流器，其中的技术参数包含直流参数、交流参数、性能、电气隔离类型和环境要求；
所述储能变流器采用智能化并网运行，具备并离网无缝切换功能和智能无功补偿和谐波补偿功能，单元内部采取DSP设计，实现了储能变流单元的全数字化控制，采取交直流过、欠压保护、短路保护和过温保护的方式，为储能变流单元提供多重安全保护，采取模块化设计和分体式设计，兼容单路及多路输出，侧部采用多维度智能风扇调节温度；
所述储能变流单元能有效改善电网质量，使系统控制更加可靠，不仅方便扩容，还能有效地降低功耗和噪音；
作为优选方案，所述消防安全单元包括制造质量模块、集成交接模块、环境控制模块、信息共享模块和消防设施模块；
所述制造质量模块在于提高电池行业厂商对电池生产中质控质检环节的重视，增加构建出的储能系统的安全性，所述集成交接模块用于让集成商与金融行业人员、消防工程师以及不同储能组件的制造商进行沟通协作，共同把控储能系统的安全漏洞，所述环境控制模块用于解决不同地理环境下部署的储能系统所遇到的制冷、通风和传感器问题，减轻环境因素对储能系统的影响，所述信息共享模块用于让储能行业厂商与消防部门之间建立信息共享的通道，以便及时解决电池储能系统的安全问题，所述消防设施模块用于根据不同情况，对储能系统进行不同形式的灭火救助措施；
所述消防安全单元注重电池能源的制造质量、工程监督过程中人员背景差异造成的纰漏、储能系统部署环境差异造成的参数调整，厂商与消防部门间的信息互通、以及消防设施方面的普及，总体加强了储能系统的整体安全性；
作为优选方案，所述环境控制模块中包含控制中心、温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述控制中心连接温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述环境控制模块与监控模块和声光报警模块相连；
所述温度传感器和湿度传感器用于检测被部署在不同地理环境当中的储能系统的内部温度和湿度，以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、校正的电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输送到控制中心，所述通风压力传感器用于测量储能系统内外压力差值，将物理量转换成电压信号，将电压信号经过放大、凋零、调满度、数字显示的处理后传送到控制中心，所述通风风机接收控制中心命令，调控风机的开启和关闭，控制室内负压值大小，所述空调接收控制中心的命令，进行制冷操作，所述监控模块用于实时观测储能系统内部情况，监测数据变化，所述声光报警模块在检测到参数异常后运用声音和光线两种方式发出示警信号；
所述环境控制模块考虑到了温度、湿度和通风的调控问题，利用空调和风机解决了电池储能系统的制冷和通风，能够保证当电池储能系统部署在不同国家和地区，气候环境都有巨大差异时也能得到安全保障；
所述信息共享模块中，厂商通过相关地区颁布下的消防法规获取相应的法律规范和消防知识，利用相应监管框架指导部署储能系统，根据NFPA 855标准获取基于储能系统所使用的储能技术，消防部门及时更新各自管辖地区内建设完成的储能系统情况，获取每个储能系统的安全问题高发时期和优劣势，按照规定定期为储能系统安排火灾测试，当发生意外事故时也能在第一时间获取火情，前往救助；
所述信息共享模块打破了历来厂商与消防部门之间的信任壁垒，建立起便捷完善的信息共享渠道后，更有助于电池储能系统的广泛部署以及消防部门的及时援助，减少火情带来的人员伤亡和资源损失；
所述消防设施模块采用气体灭火器，储能电站中电池组的集成堆放地采取的是七氟丙烷气体灭火器；
七氟丙烷灭火器的灭火剂用量计算公式如下：
W为灭火设计用量或惰化设计用量，单位为kg；
C1为灭火设计浓度或惰化设计浓度，单位为％；
V为防护区的净容积，单位为m3；
S为灭火剂过热蒸气在101Kpa大气压和防护区最低环境温度下的比容，单位为m3/kg；
K为海拔高度修正系数，七氟丙烷灭火器的海拔高度修正系数按海拔高度修正系数表内容择定；
灭火剂气体比容计算公式：
S＝X1+X2T；
T为防护区最低环境温度，单位为℃；
X1、X2为系数，七氟丙烷灭火器X1取0.1269，X2取0.000513；
所述消防设施模块中采用七氟丙烷灭火器，七氟丙烷灭火药剂无色无味，不导电，不会产生二次污染，具有清洁、低毒、电绝缘性好、灭火效率高的特点，对臭氧层无破坏，环保性能明显。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
通过将Redis缓存置于储能系统监控硬件设备和报文解析器之间，并采用消息队列作为数据缓冲装置，避免了在多设备情况下直接将解析出的数据存储到数据库时，超出存储限制后造成系统崩溃，极大地利用了数据库的存储能力，保证每一条数据都能存储到数据库中，基于此方案能自由拓展监控硬件设备，保证多设备同时稳定运行。
储能优化系统集成涵盖了电池和储能系统从生产到部署的一系列过程，按需求设计、科学研发、规范生产建设、后期维护，很大程度上保证了电池的制作质量，并在沟通后定制化设计出适合环境和需求的储能系统，让不同的用户都获得满意的系统成效。
储能安全单元从风险防备和风险处理这两个方面实现安全方向的优化，注重电池能源的制造质量标准，注意解决工程监督过程中的人员背景差异带来的问题，根据环境部署储能系统，实现厂商与消防部门间的信息互通，打破历来厂商与消防部门之间的信任壁垒，建立起便捷完善的信息共享渠道，普及消防设施装置，在总体上大大加强了储能系统的整体安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种多设备储能EMS数据存储系统的能量管理系统结构示意图；
图2是本发明一种多设备储能EMS数据存储系统的多设备数据采集示意图；
图3是本发明一种多设备储能EMS数据存储系统的消防安全单元示意图；
图4是本发明一种多设备储能EMS数据存储系统的环境控制模块示意图；
图5是本发明一种多设备储能EMS数据存储系统的七氟丙烷灭火器海拔高度修正参数指标图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供技术方案：
如图1所示，一种多设备储能EMS数据存储系统，该系统包括数据采集与监控模块、储能优化控制模块、负荷控制模块和功率控制模块，所述数据采集与监控模块用于实时采集能量管理系统中用户电能数据，利用监控功能将实时数据、历史统计数据、告警时间进行记录和转发，保存到数据存储库中，所述储能优化控制模块用于实时监测储能电池以及储能系统部署环节的状态，对储能系统部署环节进行优化处理，所述负荷控制模块用于对发电功率、电网输出功率、用户用电功率实时监控和控制，平滑分布式电源，对用户用电功率曲线削谷填峰，所述功率控制模块用于利用零功率交换控制功能保证微电网不往配电网倒送功率，当大用电负荷发生突然波动时，调节分布式电源和储能的出力，将功率限制在安全边界；
所述数据采集与监控模块中的数据采集过程采用Redis将设备上传的报文进行缓存，进而开启多个报文解析器调取Redis中的缓存数据进行解析，多线程运行，保证当遇到多设备一起上传报文时，所有报文都能被正常解析；
采用消息队列作为数据库缓冲装置，报文解析器解析出数据后，转换成SQL语句存储到消息队列中，消息队列自动配置集群，自动实现负载均衡，分配SQL请求，若达到设备数据上传高峰期，消息队列会对请求进行削峰，每秒保证提交到数据库少于2000条SQL语句，并将其他的数据按顺序分配到低峰期进行存储；
所述储能优化控制模块包括系统集成单元、监控单元、储能变流单元和储能安全单元，所述系统集成单元用于实现电池、PCS、BMS、EMS各个单元完美组合，以及与电力系统深度融合、协调优化运行，所述监控单元用于利用智能化人机界面对储能系统内部实行多终端源程云服务器监控，所述储能变流单元利用储能变流器控制电池充放电，进行交直流的变换，以及在无电网情况下直接为交流负荷供电，所述储能安全单元用于防范储能过程中遇到的风险，以及对待风险的处理方法；
所述系统集成单元包括咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
储能系统的系统集成步骤依次经过咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
所述咨询设计模块用于对电池产品的制造进行需求咨询，设计具体材质功能，所述产品研发模块用于对电池的工艺和技术进行研究开发，所述设备制造模块用于量化生产制作，所述建设施工模块用于完成电池及储能系统的安装建设，所述售后服务模块用于完成建设后的后期维护服务；
所述储能安全单元包括安全风险模块和安全处置模块，所述安全风险模块用于防备来自电气、机械、化学和爆炸的风险，使用预防性诊断安全系统PSS，预测储能电池潜在风险，对设备厂商、电站运营者、集控中心和服务供应商在备品备件进行优化，调用远程专家的专业技术支持，所述安全处置模块主要进行防止储能安全被破坏的安全处理工作，所述安全处置模块包括参数量化准入限定单元、产品防护设计单元、消防安全单元和紧急预警单元；
所述参数量化准入限定单元是将指标量化，在有限范围内实施各项参数的调整，有效控制参数更改带来的安全问题，所述产品防护设计单元是对电池采取合适的设计方案作为防护措施，避免电池出现燃烧爆炸的意外，所述消防安全单元用于预防和处理电池发生风险问题的消防安全措施，及时灭火救灾，所述紧急预警单元用于对火灾现象进行预警提示，紧急联系相关消防部门；
所述储能变流单元为储能变流器，其中的技术参数包含直流参数、交流参数、性能、电气隔离类型和环境要求；
所述储能变流器采用智能化并网运行，具备并离网无缝切换功能和智能无功补偿和谐波补偿功能，单元内部采取DSP设计，实现了储能变流单元的全数字化控制，采取交直流过、欠压保护、短路保护和过温保护的方式，为储能变流单元提供多重安全保护，采取模块化设计和分体式设计，兼容单路及多路输出，侧部采用多维度智能风扇调节温度；
如图2所示，所述数据采集过程包括数据库、消息队列MQ、报文解析器、Redis缓存和储能系统监控硬件设备；
所述储能系统监控硬件设备与Redis缓存相连，所述报文解析器与Redis缓存相连，所述消息队列MQ与报文解析器相连，所述数据库与消息队列MQ相连；
采用Redis缓存报文，对设备上传的报文进行第一层缓冲，并且保证报文能够第一时间被报文解析器读取进行解析，配置多个报文解析器，能够多线程处理设备报文信息，保证报文及时被解析，具有及时性，往上采用消息队列缓存SQL语句，即作为第二层缓冲，双重缓冲，之后再将语句存储入数据库中；
如图3所示，所述消防安全单元包括制造质量模块、集成交接模块、环境控制模块、信息共享模块和消防设施模块；
所述制造质量模块在于提高电池行业厂商对电池生产中质控质检环节的重视，增加构建出的储能系统的安全性，所述集成交接模块用于让集成商与金融行业人员、消防工程师以及不同储能组件的制造商进行沟通协作，共同把控储能系统的安全漏洞，所述环境控制模块用于解决不同地理环境下部署的储能系统所遇到的制冷、通风和传感器问题，减轻环境因素对储能系统的影响，所述信息共享模块用于让储能行业厂商与消防部门之间建立信息共享的通道，以便及时解决电池储能系统的安全问题，所述消防设施模块用于根据不同情况，对储能系统进行不同形式的灭火救助措施；
所述信息共享模块中，厂商通过相关地区颁布下的消防法规获取相应的法律规范和消防知识，利用相应监管框架指导部署储能系统，根据NFPA 855标准获取基于储能系统所使用的储能技术，消防部门及时更新各自管辖地区内建设完成的储能系统情况，获取每个储能系统的安全问题高发时期和优劣势，按照规定定期为储能系统安排火灾测试，当发生意外事故时也能在第一时间获取火情，前往救助；
如图4所示，所述环境控制模块中包含控制中心、温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述控制中心连接温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述环境控制模块与监控模块和声光报警模块相连；
所述温度传感器和湿度传感器用于检测被部署在不同地理环境当中的储能系统的内部温度和湿度，以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、校正的电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输送到控制中心，所述通风压力传感器用于测量储能系统内外压力差值，将物理量转换成电压信号，将电压信号经过放大、凋零、调满度、数字显示的处理后传送到控制中心，所述通风风机接收控制中心命令，调控风机的开启和关闭，控制室内负压值大小，所述空调接收控制中心的命令，进行制冷操作，所述监控模块用于实时观测储能系统内部情况，监测数据变化，所述声光报警模块在检测到参数异常后运用声音和光线两种方式发出示警信号；
如图5所示，所述消防设施模块采用七氟丙烷气体灭火器，七氟丙烷灭火器的海拔高度修正系数大小随海拔高度的变化而变化，具有特定标准。
实施例一：当工程师在海拔高度1000米的地方建造一个电池储能系统时，灭火设计浓度为9％，防护区净体积约为800立方米，当地最低气温在10℃，在消防设施方面设置七氟丙烷灭火器防范火灾，设计气体需要的用量。
灭火剂气体比容计算公式：
S＝X1+X2T＝0.1269+0.000513*10＝0.132m3/kg
X1、X2为系数，七氟丙烷灭火器X1取0.1269，X2取0.000513；
七氟丙烷灭火器的灭火剂用量计算公式如下：
W为灭火设计用量或惰化设计用量，单位为kg；
C1为灭火设计浓度或惰化设计浓度，单位为％；
V为防护区的净容积，单位为m3；
S为灭火剂过热蒸气在101Kpa大气压和防护区最低环境温度下的比容，单位为m3/kg；
K为海拔高度修正系数，七氟丙烷灭火器的海拔高度修正系数按海拔高度修正系数表内容择定；
由图5知海拔高度为1000米时修正系数K的大小为0.855；
则七氟丙烷灭火器的灭火剂用量为512.5kg，将灭火剂分置于灭火罐中，设置在电池储能系统内部以防安全事故的发生。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：该系统包括数据采集与监控模块、储能优化控制模块、负荷控制模块和功率控制模块，所述数据采集与监控模块用于实时采集能量管理系统中用户电能数据，利用监控功能将实时数据、历史统计数据、告警时间进行记录和转发，保存到数据存储库中，所述储能优化控制模块用于实时监测储能电池以及储能系统部署环节的状态，对储能系统部署环节进行优化处理，所述负荷控制模块用于对发电功率、电网输出功率、用户用电功率实时监控和控制，平滑分布式电源，对用户用电功率曲线削谷填峰，所述功率控制模块用于利用零功率交换控制功能保证微电网不往配电网倒送功率，当大用电负荷发生突然波动时，调节分布式电源和储能的出力，将功率限制在安全边界；
所述储能优化控制模块包括系统集成单元、监控单元、储能变流单元和储能安全单元，所述系统集成单元用于实现电池、PCS、BMS、EMS各个单元完美组合，以及与电力系统深度融合、协调优化运行，所述监控单元用于利用智能化人机界面对储能系统内部实行多终端源程云服务器监控，所述储能变流单元利用储能变流器控制电池充放电，进行交直流的变换，以及在无电网情况下直接为交流负荷供电，所述储能安全单元用于防范储能过程中遇到的风险，以及对待风险的处理方法。
2.根据权利要求1所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述数据采集与监控模块中的数据采集过程采用Redis将设备上传的报文进行缓存，进而开启多个报文解析器调取Redis中的缓存数据进行解析，多线程运行，保证当遇到多设备一起上传报文时，所有报文都能被正常解析；
采用消息队列作为数据库缓冲装置，报文解析器解析出数据后，转换成SQL语句存储到消息队列中，消息队列自动配置集群，自动实现负载均衡，分配SQL请求，若达到设备数据上传高峰期，消息队列会对请求进行削峰，每秒保证提交到数据库少于2000条SQL语句，并将其他的数据按顺序分配到低峰期进行存储。
3.根据权利要求2所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述数据采集过程包括数据库、消息队列MQ、报文解析器、Redis缓存和储能系统监控硬件设备；
所述储能系统监控硬件设备与Redis缓存相连，所述报文解析器与Redis缓存相连，所述消息队列MQ与报文解析器相连，所述数据库与消息队列MQ相连；
采用Redis缓存报文，对设备上传的报文进行第一层缓冲，并且保证报文能够第一时间被报文解析器读取进行解析，配置多个报文解析器，能够多线程处理设备报文信息，保证报文及时被解析，具有及时性，往上采用消息队列缓存SQL语句，即作为第二层缓冲，双重缓冲，之后再将语句存储入数据库中。
4.根据权利要求1所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述系统集成单元包括咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
储能系统的系统集成步骤依次经过咨询设计模块、产品研发模块、设备制造模块、建设施工模块和售后服务模块；
所述咨询设计模块用于对电池产品的制造进行需求咨询，设计具体材质功能，所述产品研发模块用于对电池的工艺和技术进行研究开发，所述设备制造模块用于量化生产制作，所述建设施工模块用于完成电池及储能系统的安装建设，所述售后服务模块用于完成建设后的后期维护服务。
5.根据权利要求1所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述储能安全单元包括安全风险模块和安全处置模块，所述安全风险模块用于防备来自电气、机械、化学和爆炸的风险，使用预防性诊断安全系统PSS，预测储能电池潜在风险，对设备厂商、电站运营者、集控中心和服务供应商在备品备件进行优化，调用远程专家的专业技术支持，所述安全处置模块主要进行防止储能安全被破坏的安全处理工作，所述安全处置模块包括参数量化准入限定单元、产品防护设计单元、消防安全单元和紧急预警单元；
所述参数量化准入限定单元是将指标量化，在有限范围内实施各项参数的调整，有效控制参数更改带来的安全问题，所述产品防护设计单元是对电池采取合适的设计方案作为防护措施，避免电池出现燃烧爆炸的意外，所述消防安全单元用于预防和处理电池发生风险问题的消防安全措施，及时灭火救灾，所述紧急预警单元用于对火灾现象进行预警提示，紧急联系相关消防部门。
6.根据权利要求1所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述储能变流单元为储能变流器，其中的技术参数包含直流参数、交流参数、性能、电气隔离类型和环境要求；
所述储能变流器采用智能化并网运行，具备并离网无缝切换功能和智能无功补偿和谐波补偿功能，单元内部采取DSP设计，实现了储能变流单元的全数字化控制，采取交直流过、欠压保护、短路保护和过温保护的方式，为储能变流单元提供多重安全保护，采取模块化设计和分体式设计，兼容单路及多路输出，侧部采用多维度智能风扇调节温度。
7.根据权利要求4所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述消防安全单元包括制造质量模块、集成交接模块、环境控制模块、信息共享模块和消防设施模块；
所述制造质量模块在于提高电池行业厂商对电池生产中质控质检环节的重视，增加构建出的储能系统的安全性，所述集成交接模块用于让集成商与金融行业人员、消防工程师以及不同储能组件的制造商进行沟通协作，共同把控储能系统的安全漏洞，所述环境控制模块用于解决不同地理环境下部署的储能系统所遇到的制冷、通风和传感器问题，减轻环境因素对储能系统的影响，所述信息共享模块用于让储能行业厂商与消防部门之间建立信息共享的通道，以便及时解决电池储能系统的安全问题，所述消防设施模块用于根据不同情况，对储能系统进行不同形式的灭火救助措施。
8.根据权利要求7所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述环境控制模块中包含控制中心、温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述控制中心连接温度传感器、湿度传感器、通风压力传感器、通风风机和空调，所述环境控制模块与监控模块和声光报警模块相连；
所述温度传感器和湿度传感器用于检测被部署在不同地理环境当中的储能系统的内部温度和湿度，以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、校正的电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输送到控制中心，所述通风压力传感器用于测量储能系统内外压力差值，将物理量转换成电压信号，将电压信号经过放大、凋零、调满度、数字显示的处理后传送到控制中心，所述通风风机接收控制中心命令，调控风机的开启和关闭，控制室内负压值大小，所述空调接收控制中心的命令，进行制冷操作，所述监控模块用于实时观测储能系统内部情况，监测数据变化，所述声光报警模块在检测到参数异常后运用声音和光线两种方式发出示警信号。
9.根据权利要求7所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述信息共享模块中，厂商通过相关地区颁布下的消防法规获取相应的法律规范和消防知识，利用相应监管框架指导部署储能系统，根据NFPA 855标准获取基于储能系统所使用的储能技术，消防部门及时更新各自管辖地区内建设完成的储能系统情况，获取每个储能系统的安全问题高发时期和优劣势，按照规定定期为储能系统安排火灾测试，当发生意外事故时也能在第一时间获取火情，前往救助。
10.根据权利要求7所述的一种多设备储能EMS数据存储系统，其特征在于：所述消防设施模块采用气体灭火器，储能电站中电池组的集成堆放地采取的是七氟丙烷气体灭火器；
七氟丙烷灭火器的灭火剂用量计算公式如下：
W为灭火设计用量或惰化设计用量，单位为kg；
C1为灭火设计浓度或惰化设计浓度，单位为％；
V为防护区的净容积，单位为m3；
S为灭火剂过热蒸气在101Kpa大气压和防护区最低环境温度下的比容，单位为m3/kg；
K为海拔高度修正系数，七氟丙烷灭火器的海拔高度修正系数按海拔高度修正系数表内容择定；
灭火剂气体比容计算公式：
S＝X1+X2T；
T为防护区最低环境温度，单位为℃；
X1、X2为系数，七氟丙烷灭火器X1取0.1269，X2取0.000513。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832473A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-21 | 江苏思贝尔海纳储能科技有限公司 | 一种新型储能系统 |
| CN116454934A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-18 | 威胜能源技术股份有限公司 | 一种基于多设备的储能ems云平台 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014090018A1 (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-19 | 天津市电力公司 | 一种基于iec61850标准的智能配电终端 |
| CN105743126A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-07-06 | 华南理工大学 | 一种实现负荷管理的微电网能量管理系统 |
| CN110022226A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-07-16 | 国网浙江省电力有限公司 | 一种基于面向对象的数据采集系统及采集方法 |
| CN110401235A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-11-01 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种具有消防管理功能的锂电池管理系统 |
-
2021
- 2021-01-04 CN CN202110005510.8A patent/CN112819282A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014090018A1 (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-19 | 天津市电力公司 | 一种基于iec61850标准的智能配电终端 |
| CN105743126A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-07-06 | 华南理工大学 | 一种实现负荷管理的微电网能量管理系统 |
| CN110022226A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-07-16 | 国网浙江省电力有限公司 | 一种基于面向对象的数据采集系统及采集方法 |
| CN110401235A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-11-01 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种具有消防管理功能的锂电池管理系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832473A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-21 | 江苏思贝尔海纳储能科技有限公司 | 一种新型储能系统 |
| CN116454934A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-18 | 威胜能源技术股份有限公司 | 一种基于多设备的储能ems云平台 |
| CN116454934B (zh) * | 2023-04-03 | 2024-01-19 | 威胜能源技术股份有限公司 | 一种基于多设备的储能ems云平台 |
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