CN117060456A - 一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置 - Google Patents
一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置，根据特定区域的用电需求数据和电价数据，确定对应的储能系统的调度策略，再利用特定区域对应的预测模型和储能系统的实时监测数据优化调度策略，并根据实时监测数据得到储能系统的能效模型；根据能效模型进一步调整和优化调度策略，从而调整和优化储能系统的运行状态；确定与储能系统对应的其他储能系统，并控制二者间的协同运行；获取发电设备的发电工作数据；结合发电工作数据，控制发电设备与储能系统间的协同运行。通过本发明的方案，不仅能实现对储能系统的智能、高效的调度控制，还能精准地控制储能系统间、储能系统与用电设备间的协同运行。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，社会在不断的进步，随着科学技术的不断发展，电能已经成为了人们生产和生活中重要的能源。储能系统作为电力系统的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠的重要保障。现有技术中储能系统控制方案存在一定缺陷，比如控制过程不够智能、控制结果不够准确。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置，通过本发明的方案，不仅能实现对储能系统的智能、高效的调度控制，还能精准地控制储能系统间、储能系统与用电设备间的协同运行。
有鉴于此，本发明的一方面提出了一种基于人工智能的储能系统控制方法，包括：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略；
对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据；
根据预设的第一预测模型和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略，包括：根据所述第一用电需求数据和所述第一储能系统的第一特征数据，确定合理的第一动态储能容量和第一运行模式；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行；
获取第一发电设备的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行。
可选地，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，包括：
在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署多个第一传感器节点；
在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署多个第二传感器节点；
在所述第一储能系统的第一主控制器上部署多个第三传感器节点；
在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署多个第四传感器节点；
所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据，将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关，并执行所述第一物联网网关下发的第一控制命令；
所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据得到所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并上传到所述云服务器；
接收所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。
可选地，所述根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型的步骤，包括：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
可选地，所述方法还包括：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
可选地，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略执行方法如下：
配置多重安全保护机制以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
本发明的另一方面提供一种基于人工智能的储能系统控制装置，包括：控制处理模块、通信模块和监测模块；
所述控制处理模块被配置为：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略；
所述监测模块被配置为：对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据；
所述控制处理模块被配置为：
根据预设的第一预测模型和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略，包括：根据所述第一用电需求数据和所述第一储能系统的第一特征数据，确定合理的第一动态储能容量和第一运行模式；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行；
获取第一发电设备的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行。
可选地，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，所述监测模块被配置为：
通过第一物联网网关连接在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署的多个第一传感器节点、在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署的多个第二传感器节点、在所述第一储能系统的第一主控制器上部署的多个第三传感器节点以及在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署的多个第四传感器节点；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关；
接收所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据而得到的所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并传输至所述控制处理模块和/或所述云服务器；
接收所述控制处理模块和/或所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。
可选地，所述根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型的步骤，所述控制处理模块被配置为：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
可选地，所述控制处理模块被配置为：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
可选地，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略的执行过程中，所述控制处理模块被配置为：
配置多重安全保护机制以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
采用本发明的技术方案，基于人工智能的储能系统控制方法根据特定区域的用电需求数据和电价数据，确定对应的储能系统的调度策略，再利用特定区域对应的预测模型和储能系统的实时监测数据优化调度策略，并根据实时监测数据得到储能系统的能效模型；根据能效模型进一步调整和优化调度策略，从而调整和优化储能系统的运行状态；确定与储能系统对应的其他储能系统，并控制二者间的协同运行；获取发电设备的发电工作数据；结合发电工作数据，控制发电设备与储能系统间的协同运行。通过本发明的方案，不仅能实现对储能系统的智能、高效的调度控制，还能精准地控制储能系统间、储能系统与用电设备间的协同运行。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的基于人工智能的储能系统控制方法的流程图；
图2是本发明一个实施例提供的基于人工智能的储能系统控制装置示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面参照图1至图2来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于人工智能的储能系统控制方法及装置。
如图1所示，本发明一个实施例提供一种基于人工智能的储能系统控制方法，包括：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略；
对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据；
根据预设的第一预测模型和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略，包括：根据所述第一用电需求数据和所述第一储能系统的第一特征数据，确定合理的第一动态储能容量和第一运行模式；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行；
获取第一发电设备的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行。
可以理解的是，在本实施例中，获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略(包括根据电价波动和负荷曲线来决定储能系统的充放电时机和功率、存储容量动态调整方案等)；基于物联网技术和传感器技术，对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据(如电流、电压、温度、负载状态、运行状态等数据)；根据预设的第一预测模型(所述第一预测模型包括天气预测模型、用电需求波动预测模型等子模型，以及各子模型间的联动关系)和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略(还可以综合天气数据、环境数据、第一预测模型、第一储能系统的第一实时监测数据，结合人工智能优化算法对第一调度策略得到第二调度策略以实现系统运行的安全性、经济性和高效性)，包括：根据所述第一用电需求数据(即预测的负荷需求)和所述第一储能系统的第一特征数据(如充放电效率、输出功率上下限特征、储量大小等)，确定合理的第一动态储能容量(考虑扩容/减容的可能性，确保系统的灵活性和可持续性)和第一运行模式(如于电网级储能系统，可以根据系统需求选择负荷平衡、调频调压、峰谷削平等运行模式；对于分布式储能系统，可以根据需求选择备用电源、能量储备等运行模式以满足特定的应急需求)；根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型(所述第一能效模型用于实现故障预警、维护管理等功能)；利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；根据预置的第一预设规则(如距离最近优先、空余储能空间最多优先等)确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行以提高整体性能和平衡能力；获取第一发电设备(如太阳能光伏系统、风力发电系统)的第一发电工作数据；结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行以实现能源互补和综合利用效益的最大化。
采用该实施例的技术方案，根据特定区域的用电需求数据和电价数据，确定对应的储能系统的调度策略，再利用特定区域对应的预测模型和储能系统的实时监测数据优化调度策略，并根据实时监测数据得到储能系统的能效模型；根据能效模型进一步调整和优化调度策略，从而调整和优化储能系统的运行状态；确定与储能系统对应的其他储能系统，并控制二者间的协同运行；获取发电设备的发电工作数据；结合发电工作数据，控制发电设备与储能系统间的协同运行。通过本发明的方案，不仅能实现对储能系统的智能、高效的调度控制，还能精准地控制储能系统间、储能系统与用电设备间的协同运行。
在本发明一些可能的实施方式中，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，包括：
在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署多个第一传感器节点(监测电压、电流、温度等运行参数)；
在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署多个第二传感器节点(监测充电电流、放电电流、输入输出电压等参数)；
在所述第一储能系统的第一主控制器上部署多个第三传感器节点(监测所述第一主控制器的运行状态和运行参数)；
在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署多个第四传感器节点(监测输入输出电压、电流、频率和功率等)；
所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据(包括各部件的工作数据、环境数据等)，将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关，并执行所述第一物联网网关下发的第一控制命令；
所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据得到所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并上传到所述云服务器；
接收所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。
在本实施例中，基于物联网技术，使用以上方式部署传感器节点，可以实现储能系统各节点之间的数据交互和协同控制，实现网格化运营，数据通过云端进行汇总分析与优化，降低本地化控制的局限性。
在本发明一些可能的实施方式中，所述根据所述第一实时监测数据在云服务器上得到第一能效模型的步骤，包括：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数(通过分析运行数据，优化控制策略来提高能量效率)；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数(分析影响响应时间的因素，为优化响应时间提供依据)；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
在本实施例中，基于能效模型，能够指导储能设备的运行模式、控制策略等，优化控制参数，提高系统整体能效，延长使用寿命。
在本发明一些可能的实施方式中，所述方法还包括：
结合所述第一发电设备(如太阳能、风能等可再生能源供电)和所述第一储能系统的所述第一能效模型，使得所述第一储能系统在所述第一发电设备能满足第一用电需求时优先使用所述第一发电设备直接供电(如太阳能或风力资源充足时优先使用可再生能源充电)，保留所述第一储能系统的储电资源用于低能源供应期。
在本发明一些可能的实施方式中，所述方法还包括：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
可以理解的是，在本实施例中，通过获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；根据所述第一用电设备历史数据(包括历史工作数据、历史用电数据、历史负荷数据等)和所述第三调度策略(包括根据电价波动和负荷曲线来决定储能系统的充放电时机和功率、存储容量动态调整方案、储能系统运行模式选择机制等)，生成针对第一用电设备的监测方案(即在第三调度策略的控制下，根据对第一用电设备的用电行为/用电状态的预测，生成的监测方案)，根据所述监测方案对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化以实现负载均衡、能源节约和延长储能系统运行时间。
在本发明一些可能的实施方式中，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略执行方法如下：
配置多重安全保护机制(包括过电流保护、过温保护、电压保护等)以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施(例如备用电源启用规则、与外部电网的连接规则等)以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
本实施例中，通过云服务器可以实时监控储能设备的运行状态、运行参数以及能效情况，快速发现问题，远程管理和调节；通过将传感器节点、储能设备、主控制器等与云端紧密集成，可以实现全面的运行监测、能效优化、安全防范以及便捷的远程管理。
请参见图2，本发明的另一实施例提供一种基于人工智能的储能系统控制装置，包括：控制处理模块、通信模块和监测模块；
所述控制处理模块被配置为：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略(根据电价波动和负荷曲线来决定储能系统的充放电时机和功率)；
所述监测模块被配置为：(基于物联网技术和传感器技术)对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据(如电流、电压、温度等)；
所述控制处理模块被配置为：
根据预设的第一预测模型(所述第一预测模型包括天气预测模型、用电需求波动预测模型等)和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略以实现系统运行的安全性、经济性和高效性，包括：根据所述第一用电需求数据(即预测的负荷需求)和所述第一储能系统的第一特征数据(如充放电效率)，确定合理的第一动态储能容量(考虑扩容/减容的可能性，确保系统的灵活性和可持续性)和第一运行模式(如于电网级储能系统，可以选择负荷平衡、调频调压、峰谷削平等运行模式，根据系统需求来决定合适的运行模式；对于分布式储能系统，可以根据需求选择备用电源、能量储备等运行模式，满足特定的应急需求)；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型(所述第一能效模型用于实现故障预警、维护管理等功能)；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行以提高整体性能和平衡能力；
获取第一发电设备(如太阳能光伏系统、风力发电系统)的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行以实现能源互补和综合利用效益的最大化。
可以理解的是，在本实施例中，获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略(包括根据电价波动和负荷曲线来决定储能系统的充放电时机和功率、存储容量动态调整方案等)；基于物联网技术和传感器技术，对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据(如电流、电压、温度、负载状态、运行状态等数据)；根据预设的第一预测模型(所述第一预测模型包括天气预测模型、用电需求波动预测模型等子模型，以及各子模型间的联动关系)和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略(还可以综合天气数据、环境数据、第一预测模型、第一储能系统的第一实时监测数据，结合人工智能优化算法对第一调度策略得到第二调度策略以实现系统运行的安全性、经济性和高效性)，包括：根据所述第一用电需求数据(即预测的负荷需求)和所述第一储能系统的第一特征数据(如充放电效率、输出功率上下限特征、储量大小等)，确定合理的第一动态储能容量(考虑扩容/减容的可能性，确保系统的灵活性和可持续性)和第一运行模式(如于电网级储能系统，可以根据系统需求选择负荷平衡、调频调压、峰谷削平等运行模式；对于分布式储能系统，可以根据需求选择备用电源、能量储备等运行模式以满足特定的应急需求)；根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型(所述第一能效模型用于实现故障预警、维护管理等功能)；利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；根据预置的第一预设规则(如距离最近优先、空余储能空间最多优先等)确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行以提高整体性能和平衡能力；获取第一发电设备(如太阳能光伏系统、风力发电系统)的第一发电工作数据；结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行以实现能源互补和综合利用效益的最大化。
采用该实施例的技术方案，根据特定区域的用电需求数据和电价数据，确定对应的储能系统的调度策略，再利用特定区域对应的预测模型和储能系统的实时监测数据优化调度策略，并根据实时监测数据得到储能系统的能效模型；根据能效模型进一步调整和优化调度策略，从而调整和优化储能系统的运行状态；确定与储能系统对应的其他储能系统，并控制二者间的协同运行；获取发电设备的发电工作数据；结合发电工作数据，控制发电设备与储能系统间的协同运行。通过本发明的方案，不仅能实现对储能系统的智能、高效的调度控制，还能精准地控制储能系统间、储能系统与用电设备间的协同运行。
应当知道的是，图2所示的基于人工智能的储能系统控制装置的框图仅作示意，其所示出的各模块的数量并不对本发明的保护范围进行限定。
在本发明一些可能的实施方式中，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，所述监测模块被配置为：
通过第一物联网网关连接在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署的多个第一传感器节点(监测电压、电流、温度等运行参数)、在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署的多个第二传感器节点(监测充电电流、放电电流、输入输出电压等参数)、在所述第一储能系统的第一主控制器上部署的多个第三传感器节点(监测所述第一主控制器的运行状态和运行参数)以及在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署的多个第四传感器节点(监测输入输出电压、电流、频率和功率等)；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据(包括各部件的工作数据、环境数据等)；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关；
接收所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据而得到的所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并传输至所述控制处理模块和/或所述云服务器；
接收所述控制处理模块和/或所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。(所述第一物联网网关连接工业总线，与主控制系统互联互通)
在本实施例中，基于物联网技术，使用以上方式部署传感器节点，可以实现储能系统各节点之间的数据交互和协同控制，实现网格化运营，数据通过云端进行汇总分析与优化，降低本地化控制的局限性。
在本发明一些可能的实施方式中，所述根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型的步骤，所述控制处理模块被配置为：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数(通过分析运行数据，优化控制策略来提高能量效率)；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数(分析影响响应时间的因素，为优化响应时间提供依据)；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
在本实施例中，基于能效模型，能够指导储能设备的运行模式、控制策略等，优化控制参数，提高系统整体能效，延长使用寿命。
在本发明一些可能的实施方式中，所述方法还包括：
结合所述第一发电设备(如太阳能、风能等可再生能源供电)和所述第一储能系统的所述第一能效模型，使得所述第一储能系统在所述第一发电设备能满足第一用电需求时优先使用所述第一发电设备直接供电(如太阳能或风力资源充足时优先使用可再生能源充电)，保留所述第一储能系统的储电资源用于低能源供应期。
在本发明一些可能的实施方式中，所述控制处理模块被配置为：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
可以理解的是，在本实施例中，通过获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；根据所述第一用电设备历史数据(包括历史工作数据、历史用电数据、历史负荷数据等)和所述第三调度策略(包括根据电价波动和负荷曲线来决定储能系统的充放电时机和功率、存储容量动态调整方案、储能系统运行模式选择机制等)，生成针对第一用电设备的监测方案(即在第三调度策略的控制下，根据对第一用电设备的用电行为/用电状态的预测，生成的监测方案)，根据所述监测方案对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化以实现负载均衡、能源节约和延长储能系统运行时间。
在本发明一些可能的实施方式中，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略的执行过程中，所述控制处理模块被配置为：
配置多重安全保护机制(包括过电流保护、过温保护、电压保护等)以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施(例如备用电源启用规则、与外部电网的连接规则等)以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
本实施例中，通过云服务器可以实时监控储能设备的运行状态、运行参数以及能效情况，快速发现问题，远程管理和调节；通过将传感器节点、储能设备、主控制器等与云端紧密集成，可以实现全面的运行监测、能效优化、安全防范以及便捷的远程管理。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可轻易想到变化或替换，均可作各种更动与修改，包含上述不同功能、实施步骤的组合，包含软件和硬件的实施方式，均在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于人工智能的储能系统控制方法，其特征在于，包括：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略；
对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据；
根据预设的第一预测模型和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略，包括：根据所述第一用电需求数据和所述第一储能系统的第一特征数据，确定合理的第一动态储能容量和第一运行模式；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行；
获取第一发电设备的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能的储能系统控制方法，其特征在于，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，包括：
在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署多个第一传感器节点；
在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署多个第二传感器节点；
在所述第一储能系统的第一主控制器上部署多个第三传感器节点；
在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署多个第四传感器节点；
所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据，将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关，并执行所述第一物联网网关下发的第一控制命令；
所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据得到所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并上传到所述云服务器；
接收所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。
3.根据权利要求2所述的基于人工智能的储能系统控制方法，其特征在于，所述根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型的步骤，包括：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
4.根据权利要求3所述的基于人工智能的储能系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
5.根据权利要求1-4所述的基于人工智能的储能系统控制方法，其特征在于，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略执行方法如下：
配置多重安全保护机制以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
6.一种基于人工智能的储能系统控制装置，其特征在于，包括：控制处理模块、通信模块和监测模块；
所述控制处理模块被配置为：
获取第一区域对应的第一用电需求数据和第一电价数据；
根据所述第一用电需求数据和所述第一电价数据建立所述第一区域对应的第一储能系统的第一调度策略；
所述监测模块被配置为：对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据；
所述控制处理模块被配置为：
根据预设的第一预测模型和所述第一实时监测数据，结合优化算法，动态调整所述第一调度策略得到第二调度策略，包括：根据所述第一用电需求数据和所述第一储能系统的第一特征数据，确定合理的第一动态储能容量和第一运行模式；
根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型；
利用远程监控和智能算法，根据所述第一能效模型实时调整和优化所述第二调度策略得到第三调度策略；
根据所述第三调度策略调整和优化所述第一储能系统的运行状态；
确定与所述第一储能系统对应的第二储能系统，通过数据通信和协调算法，实现所述第一储能系统与所述第二储能系统的协同运行；
获取第一发电设备的第一发电工作数据；
结合所述第一发电工作数据，控制所述第一发电设备与所述第一储能系统和/或所述第二储能系统间的协同运行。
7.根据权利要求6所述的基于人工智能的储能系统控制装置，其特征在于，所述对所述第一储能系统进行实时监测，获取第一实时监测数据的步骤，所述监测模块被配置为：
通过第一物联网网关连接在所述第一储能系统的每个第一电池单元上部署的多个第一传感器节点、在所述第一储能系统的第一充电/放电机组上部署的多个第二传感器节点、在所述第一储能系统的第一主控制器上部署的多个第三传感器节点以及在所述第一储能系统的第一功率转换设备上部署的多个第四传感器节点；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点采集所述第一储能系统中对应各部件的本地数据；
控制所述多个第一/二/三/四传感器节点将采集的所述本地数据上传到第一物联网网关；
接收所述第一物联网网关整合所有所述多个第一/二/三/四传感器节点上传的所述本地数据而得到的所述第一实时监测数据，将所述第一实时监测数据封装成标准协议格式并传输至所述控制处理模块和/或所述云服务器；
接收所述控制处理模块和/或所述云服务器下发的所述第一控制命令，并转发给至所述多个第一/二/三/四传感器节点执行。
8.根据权利要求7所述的基于人工智能的储能系统控制装置，其特征在于，所述根据所述第一实时监测数据从云服务器上得到第一能效模型的步骤，所述控制处理模块被配置为：
利用所述第一储能系统的第一历史工作数据和所述第一实时监测数据对预置的第一神经网络进行训练，建立所述第一储能系统的所述第一能效模型；
所述第一能效模型的建立过程还包括：
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行模式下的能量损耗数据，并根据所述能量损耗数据建立能量损耗函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同功率下的转换效率，建立转换效率函数，并分析高低功率下的效率差异，制定功率控制策略；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同控制指令下的响应时间，建立响应时间函数；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同温度下的性能表现，建立温度-效率函数，为温度控制提供参考；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，分析不同的温度、电流、电压对储能系统使用寿命的影响，并确定所述第一储能系统的使用寿命函数，为延长使用寿命提供依据；
根据所述第一历史工作数据和所述第一实时监测数据，确定所述第一储能系统在不同运行条件下可能出现的故障及安全隐患，制定安全控制策略。
9.根据权利要求8所述的基于人工智能的储能系统控制装置，其特征在于，所述控制处理模块被配置为：
获取接入到所述第一储能系统的第一用电设备的第一用电设备历史数据；
根据所述第一用电设备历史数据和所述第三调度策略对所述第一用电设备进行监测，并结合监测数据对所述第一用电设备的工作过程进行控制和优化。
10.根据权利要求6-9所述的基于人工智能的储能系统控制装置，其特征在于，所述第三调度策略包括安全策略；所述安全策略的执行过程中，所述控制处理模块被配置为：
配置多重安全保护机制以确保所述第一储能系统的安全运行；
配置应急措施以应对所述第一储能系统失效或不足的情况；
在数据传输过程中，采用安全传输协议及数据加密技术以保证数据安全；
在所述第一主控制器层面设置多层密码保护和访问控制以防止非授权访问；
部署安全防护措施，监测异常运行参数，当发生故障或者异常时，主动关闭储能输出，保障安全。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117498398A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 深圳市昂佳科技有限公司 | 一种工商业储能系统运营管理方法和系统 |
| CN117498398B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-22 | 深圳市昂佳科技有限公司 | 一种工商业储能系统运营管理方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117060456B (zh) | 2024-04-30 |
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