CN116094154A - 一种储能能量管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种储能能量管理系统，涉及储能能量管理的技术领域，解决了当前储能能量管理系统中，系统管理功能单一，储能能量管理效率低的问题，首先读取储能设备的预设运行参数，其次将预设运行参数设置于储能设备上，持续采集储能设备的运行状态数据，然后对运行状态数据进行处理和判断，将处理和判断结果持久化存储，并提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下，控制储能设备的运行状态，进一步，通过人机交互模块选择储能设备的监测功能，查询和显示处理和判断结果或存储事件，并将结果上报至远程监测平台，能够为前端设备的管理提供完整的应用功能，提高了储能能量管理效率。

Description

一种储能能量管理系统
技术领域
本发明涉及储能能量管理的技术领域，特别涉及一种储能能量管理系统。
背景技术
储能作为新能源的核心支撑，贯穿了新能源开发与利用的全部环节，它是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程，随着工业化程度的不断加深，各种储能能量管理的问题日渐突出，因此，建立储能能量管理系统，可以更好地促进储能能量管理工作上台阶，使储能能量管理更加完善。
目前，现有的储能系统大多采用分布式控制方式，通过操作储能系统内堆叠的监控部件的操作界面，对前端设备采集和上报的数据进行处理和分析，再将数据分析结果反馈至现场工作人员进行管理，但储能系统内各部件堆叠结构简单，各部件的操作界面分立，对用户而言，操作繁琐复杂，容易出现误操作，且对设备数据的整合管理效率低。现有技术中公开了一种储能监控系统，通过监控主机获取各个监控设备采集的运行参数，监控主机将各个监控设备采集的监控数据按类别进行分类，得到汇总数据，并将汇总数据分别存储在监控主机和云平台，通过监控主机实时显示汇总数据，并基于云平台发送的查询命令实时获取对应的监控设备的监控数据后，将监控数据上报给云平台，但监控主机仅用于数据分类处理，功能单一，无法完整对用户提供关于前端设备管理的应用功能，影响储能能量管理效率，不便于现场人员进行前端设备管理。
发明内容
为解决在当前储能能量管理系统中，系统管理功能单一，储能能量管理效率低的问题，本发明提出一种储能能量管理系统，能够为前端设备的管理提供完整的应用功能，提高了储能能量管理效率。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种储能能量管理系统，包括，所述系统包括：
参数管理模块，用于读取储能设备的预设运行参数和存储储能设备运行期间的运行参数；
设备管理模块，用于在储能设备上设置预设运行参数，控制和检测储能设备的运行状态，持续采集储能设备的运行状态数据，将运行状态数据分别传输至数据处理模块、逻辑处理模块和应用功能模块；
数据处理模块，用于处理接收的储能设备的运行状态数据，将运行状态数据的处理结果分别传输至人机交互模块和数据管理模块；
逻辑处理模块，用于判断接收的储能设备的运行状态数据是否异常，若是，则记为告警事件或故障事件，将告警事件或故障事件分别传输至数据管理模块、应用功能模块和设备管理模块；否则，继续判断接收的储能设备的运行状态数据；
数据管理模块，用于将运行状态数据的处理结果、告警事件或故障事件、应用功能模块的功能使用过程持久化存储为事件信息；
应用功能模块，用于提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下依次通过逻辑处理模块和设备管理模块控制储能设备的运行状态；
人机交互模块，用于用户选择储能设备的监测功能，并查询数据管理模块中的事件信息和运行状态数据的处理结果，将查询结果上报至远程监测平台。
在本技术方案中，首先读取储能设备的预设运行参数，将储能设备运行期间的运行参数存储起来，便于储能设备的运行参数读取，然后将预设运行参数设置于储能设备上，持续采集储能设备的运行状态数据，对运行状态数据进行处理和判断，将处理和判断结果持久化存储，并提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下，控制储能设备的运行状态，进一步，通过人机交互模块选择储能设备的监测功能，查询和显示处理和判断结果或存储事件，并将结果上报至远程监测平台，提供了一站式监测服务，实时有效管控储能设备的运行状态数据，能够为前端设备的管理提供完整的应用功能，提高了储能能量管理效率。
优选地，在设备管理模块中，所述运行状态数据包括储能设备的电压、电流和功率。
优选地，在数据模块中，处理采集的储能设备的运行状态数据的具体步骤为：将采集的储能设备的运行状态数据生成数据曲线，将运行状态数据生成的数据曲线传输至人机交互模块，由人机交互模块进行数据曲线显示，并将运行状态数据生成的数据曲线传输至数据管理模块，由数据管理模块进行存储。
优选地，所述预设运行参数包括储能设备的地址信息和警告阈值。
优选地，在逻辑处理模块中，若运行状态数据超过警告阈值，则将该运行状态数据识别为异常事件，将异常事件记为告警事件或故障事件，否则，将该运行状态数据识别为正常事件，继续判断后续采集的运行状态数据是否超过警告阈值。
优选地，在数据管理模块中，将持久化存储的事件信息持久化存储至数据库。
优选地，在应用功能模块中，所述能源监测功能包括配电扩容削峰填谷、配电扩容、供电保障、应急供电和储能充电。
优选地，人机交互模块还连接有浏览器，浏览器上设有用于显示人机交互模块查询结果的人机交互界面，用户在人机交互界面输入设置命令和/或查询命令。
优选地，还包括日志管理模块，所述日志管理模块用于持久化记录参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息，将参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息记录到日记文件。
优选地，所述设备管理模块采用异步通信的方式与储能设备进行通信。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种储能能量管理系统，首先读取储能设备的预设运行参数，将储能设备运行期间的运行参数存储起来，便于储能设备的运行参数读取，然后将预设运行参数设置于储能设备上，持续采集储能设备的运行状态数据，对运行状态数据进行处理和判断，将处理和判断结果持久化存储，并提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下，控制储能设备的运行状态，进一步，通过人机交互模块选择储能设备的监测功能，查询和显示处理和判断结果或存储事件，并将结果上报至远程监测平台，提供了一站式监测服务，实时有效管控储能设备的运行状态数据，能够为前端设备的管理提供完整的应用功能，提高了储能能量管理效率。
附图说明
图1表示本发明实施例中提出的一种储能能量管理系统的结构图；
图2表示本发明实施例中提出的移动式储能电源车的组成结构图；
图3表示本发明实施例中提出的移动式储能电源车的布局图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸，“上”“下”等部位方向的描述非对本专利的限制；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提出一种储能能量管理系统，所述系统包括：
参数管理模块1，用于读取储能设备的预设运行参数，存储储能设备运行期间的运行参数；
在参数管理模块中，输出有参数配置文件，还用于获取储能设备运行期间的参数配置。
设备管理模块2，用于在储能设备上设置预设运行参数，控制和检测储能设备的运行状态，持续采集储能设备的运行状态数据，将运行状态数据分别传输至数据处理模块、逻辑处理模块和应用功能模块；
在设备管理模块中，与储能设备采用异步通信的方式进行通信。
数据处理模块3，用于处理接收的储能设备的运行状态数据，将运行状态数据的处理结果分别传输至人机交互模块和数据管理模块；
逻辑处理模块4，用于判断接收的储能设备的运行状态数据是否异常，若是，则记为告警事件或故障事件，将告警事件或故障事件分别传输至数据管理模块、应用功能模块和设备管理模块；否则，继续判断接收的储能设备的运行状态数据；
在逻辑处理模块中，将告警事件或故障事件传输至应用功能模块的目的在于通知应用功能模块有告警事件或故障事件发生。
数据管理模块5，用于将运行状态数据的处理结果、告警事件或故障事件、应用功能模块的功能使用过程持久化存储为事件信息；
应用功能模块6，用于提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下依次通过逻辑处理模块和设备管理模块控制储能设备的运行状态；
在应用功能模块中，包括状态机，状态机用于对储能监测设备的工作状态进行管理和流转，与人机交互模块进行协同，根据不同状态，依次通过逻辑处理模块和设备管理模块对储能监测设备进行协同控制。
人机交互模块7，用于用户选择储能设备的监测功能，并查询数据管理模块中的事件信息和运行状态数据的处理结果，将查询结果上报至远程监测平台。
还包括日志管理模块8，所述日志管理模块用于持久化记录参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息，将参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息记录到日记文件，日志管理模块服务其他模块，其他模块把需要记录的信息内容发送到日志管理模块，即可持久化到日志文件，在储能能量管理系统运行期间，按日志等级，记录日志内容信息到日志文件中，并按日期分割日志文件进行管理；为了充分利用现有嵌入式系统及CPU的多核多线程多任务特性，本实施例还利用了主线程模块把上述各模块划分为系统任务，按优先级协调调度其他各模块的运行，并对各模块任务的运行进行守护。
参见图2，储能能量的管理流程如下：
S1.读取储能设备的预设运行参数和存储储能设备运行期间的运行参数；
S2.在储能设备上设置预设运行参数，检测储能设备的运行状态，持续采集储能设备的运行状态数据，根据运行状态数据对储能设备进行自检，判断储能设备是否自检通过，若是，执行步骤S3；否则，记为告警事件或故障事件，将告警事件或故障事件进行显示和存储；
在步骤S2中，所述运行状态数据包括储能设备内部部件的参数实际设置值、通信状态、储能设备状态等，根据运行状态数据对储能设备进行自检，若储能设备自检不通过，首先通过设备管理模块实时获取储能设备的工作状态，然后利用逻辑处理模块判断出储能设备是否存在告警事件或故障事件，再对告警事件或故障事件进行分类或分等级，并将分类或分等级的告警事件或故障事件的结果持久化存储记录到云平台的数据库中，最后使用醒目颜色在人机交互模块的人机交互界面中动态滚动显示当前的告警事件或故障事件。
S3.明确供用户选择的储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下，对储能设备的运行状态进行控制，并采集储能设备的运行状态数据；
S4.对采集的储能设备的运行状态数据进行处理，将运行状态数据的处理结果进行显示和存储，并判断采集的储能设备的运行状态数据是否异常，若是，则记为告警事件或故障事件，停止能源监测功能对应的待检测设备的运行，将告警事件或故障事件进行显示和存储，并进行工作记录；否则，执行步骤S5；
在步骤S4中，对采集的储能设备的运行状态数据进行处理的具体步骤为：将采集的储能设备的运行状态数据生成数据曲线，将运行状态数据生成的数据曲线在人机交互模块上进行显示，并持久化存储至数据管理模块；工作记录首先是根据应用功能模块提供的任一能源监测功能，然后通过数据管理模块，在功能开始时创建工作记录并持久化存储到云平台的数据库中，在能源监测功能使用过程中，周期更新工作记录内容，在能源监测功能结束时完结工作记录内容及标志。
S5.判断用户是否选择停止储能设备的能源监测功能的使用，若是，则停止能源监测功能对应的待检测设备的运行，并进行工作记录；否则，继续运行能源监测功能对应的储能设备。
实施例2
参见图1，在设备管理模块中，所述运行状态数据包括储能设备的电压、电流和功率，参见图2，所述储能设备包括储能电池管理系统BMS、逆变器PCS、并离网切换装置STS、空调、消防系统、三相电表、后备电池、温湿度传感器和气体传感器等，其中，对储能能量管理系统而言，储能电池管理系统BMS、消防系统，都属于外部设备，如储能电池管理系统，自身管理着一堆储能电池；消防系统，自身也管理着一堆火灾探测器、灭火器材等。本实施例的储能能量管理系统分别通过RS232、RS485、CAN、TCP等多种总线通信方式，与上述储能设备进行异步通信，便于彼此间信息的交互与控制，采用异步通信节约储能设备简单便宜，在提高通信效率基础上能够最大限度减少通信成本。
在数据模块中，运行状态数据包括储能设备的电压、电流和功率，在实际中不局限于上述3种运行状态数据，还包括其他电力状态数据，处理采集的储能设备的运行状态数据的具体步骤为：将采集的储能设备的运行状态数据生成数据曲线，将运行状态数据生成的数据曲线传输至人机交互模块，由人机交互模块进行数据曲线显示，并将运行状态数据生成的数据曲线传输至数据管理模块，由数据管理模块进行存储。
运行参数包括储能设备的地址信息和警告阈值，在逻辑处理模块中，若运行状态数据超过警告阈值，则将该运行状态数据识别为异常事件，将异常事件记为告警事件或故障事件，否则，将该运行状态数据识别为正常事件，继续判断后续采集的运行状态数据是否超过警告阈值。
在数据管理模块中，将持久化存储的事件信息持久化存储至数据库，具体地，对应用功能模块的各功能使用过程、数据处理模块生成的数据曲线及逻辑处理模块的告警/故障事件，进行持久化存储输出到数据库文件，供人机交互模块查询记录并上报或显示。
在应用功能模块中，所述能源监测功能包括配电扩容、削峰填谷、供电保障、应急供电和储能充电。
在人机交互模块中，人机交互模块双向连接有浏览器，浏览器上设有用于显示人机交互模块查询结果的人机交互界面，用户在人机交互界面输入设置命令和/或查询命令，提供统一的用户操作界面，对储能系统进行数字化控制及信息化处理，避免使用各部件原厂的操作界面进行繁杂易错的分立操作，能明显简便用户的操作，提升工作效率，且依靠信息化的数据处理技术，能提供更复杂更深度的应用功能供用户使用，达到高可靠性、高稳定性、可控性、可追溯性。
实施例3
参见图2及图3，本实施例提出了将一种储能能量管理系统EMS应用于火警预警，具体工作步骤为：
首先，通过参数管理模块读取读取储能设备的预设运行参数，预设运行参数包括火灾报警控制器的设备地址、温湿度传感器的设备地址、气体传感器的设备地址、高温报警阈值、烟雾报警阈值；
其次，用户利用浏览器在人机交互模块，输入火灾报警控制器的设备地址、温湿度传感器的设备地址、气体传感器的设备地址、高温报警阈值、烟雾报警阈值等参数，再通过参数管理模块把输入的参数设置修改并持久化存储到参数文件；
再次，设备管理模块根据消防系统中火灾报警控制器的设备地址，通过RS232总线使用火灾报警控制器的协议与火灾报警控制器通讯，读取火灾报警控制器的状态、数据；根据温湿度传感器的设备地址通过RS485总线使用温湿度传感器的协议与温湿度传感器通讯，读取温湿度传感器的温度数据；根据气体传感器的设备地址通过RS485总线使用气体传感器的协议与气体传感器通讯，读取气体传感器的烟雾浓度数据；
然后，逻辑处理模块对读取到的火灾报警控制器的状态及数据、温湿度传感器的温度数据、气体传感器的烟雾浓度数据进行逻辑判断，判断火灾报警控制器的状态及数据和温湿度传感器的温度数据是否超过高温报警阈值、烟雾报警阈，、气体传感器的烟雾浓度数据是否超过烟雾报警阈值，若是，则进行告警判断或故障判断，高温产生告警事件，烟雾产生故障事件；同时，数据处理模块将读取到的火灾报警控制器的状态及数据、温湿度传感器的温度数据、气体传感器的烟雾浓度数据生成数据曲线，输出到人机交互模块进行显示；
接着，通过数据管理模块，将运行状态数据的处理结果、告警事件或故障事件、应用功能模块的功能使用过程持久化存储入数据库；用户从浏览器与人机交互模块通讯，可随时查看储能能量管理系统的运行情况、储能设备数据、告警事件或故障事件等信息；再通过日志管理模块把告警、故障信息输出到日志文件进行记录；
进一步，如果设备处于“削峰填谷”、“配电扩容”、“供电保障”、“应急供电”、“储能充电”这五大应用之一时，有告警事件或故障事件发生，则应用功能模块停止用电流程，并依次通过逻辑处理模块和设备管理模块控制储能设备相关硬件设备停机。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能能量管理系统，其特征在于，所述系统包括：
参数管理模块，用于读取储能设备的预设运行参数，存储储能设备运行期间的运行参数；
设备管理模块，用于在储能设备上设置预设运行参数，控制和检测储能设备的运行状态，持续采集储能设备的运行状态数据，将运行状态数据分别传输至数据处理模块、逻辑处理模块和应用功能模块；
数据处理模块，用于处理接收的储能设备的运行状态数据，将运行状态数据的处理结果分别传输至人机交互模块和数据管理模块；
逻辑处理模块，用于判断接收的储能设备的运行状态数据是否异常，若是，则记为告警事件或故障事件，将告警事件或故障事件分别传输至数据管理模块、应用功能模块和设备管理模块；否则，继续判断接收的储能设备的运行状态数据；
数据管理模块，用于将运行状态数据的处理结果、告警事件或故障事件、应用功能模块的功能使用过程持久化存储为事件信息；
应用功能模块，用于提供储能设备的能源监测功能，在用户选择的能源监测功能下依次通过逻辑处理模块和设备管理模块控制储能设备的运行状态；
人机交互模块，用于用户选择储能设备的监测功能，并查询数据管理模块中的事件信息和运行状态数据的处理结果，将查询结果上报至远程监测平台。
2.根据权利要求1所述的储能能量管理系统，其特征在于，在设备管理模块中，所述运行状态数据包括储能设备的电压、电流和功率。
3.根据权利要求2所述的储能能量管理系统，其特征在于，在数据模块中，处理采集的储能设备的运行状态数据的具体步骤为：将采集的储能设备的运行状态数据生成数据曲线，将运行状态数据生成的数据曲线传输至人机交互模块，由人机交互模块进行数据曲线显示，并将运行状态数据生成的数据曲线传输至数据管理模块，由数据管理模块进行存储。
4.根据权利要求1所述的储能能量管理系统，其特征在于，所述预设运行参数包括储能设备的地址信息和警告阈值。
5.根据权利要求4所述的储能能量管理系统，其特征在于，在逻辑处理模块中，若运行状态数据超过警告阈值，则将该运行状态数据识别为异常事件，将异常事件记为告警事件或故障事件，否则，将该运行状态数据识别为正常事件，继续判断后续采集的运行状态数据是否超过警告阈值。
6.根据权利要求1所述的储能能量管理系统，其特征在于，在数据管理模块中，将持久化存储的事件信息持久化存储至数据库。
7.根据权利要求1所述的储能能量管理系统，其特征在于，在应用功能模块中，所述能源监测功能包括配电扩容削峰填谷、配电扩容、供电保障、应急供电和储能充电。
8.根据权利要求7所述的储能能量管理系统，其特征在于，人机交互模块还连接有浏览器，浏览器上设有用于显示人机交互模块查询结果的人机交互界面，用户在人机交互界面输入设置命令和/或查询命令。
9.根据权利要求1所述的储能能量管理系统，其特征在于，还包括日志管理模块，所述日志管理模块用于持久化记录参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息，将参数管理模块、设备管理模块、数据处理模块、逻辑处理模块、数据管理模块、应用功能模块及人机交互模块需要记录的信息记录到日记文件。
10.根据权利要求1-9任一项所述的储能能量管理系统，其特征在于，所述设备管理模块采用异步通信的方式与储能设备进行通信。
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