CN117060476A - 一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储能技术领域，公开了一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备。本发明的装置包括电池系统、变流器模块、线路监测模块、智能量测终端和本地监控模块；进行储能控制时，本地监控模块将智能量测终端上报的负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较，根据比较结果生成相应的功率控制指令并进行合理性验证后下发至变流器模块，当电池荷电状态达到上下限告警值时将功率控制指令置为零功率指令，在满足预置荷电状态自维护条件时对电池系统进行电量维护。本发明能够避免采集用二次线缆敷设带来的储能装置部署位置受限及安全可靠性低的问题，同时优化了储能装置运行控制逻辑和算法，可实现配电变压器自动负荷跟随闭环控制。

Description

一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备
技术领域
本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备。
背景技术
现有配电网台区分布式储能系统接入电网的方案中，储能系统通过电压传感器装置（PT）采集并网点电压数据，通过电流传感器装置（CT）采集并网点电流数据，并基于本地监控系统数据分析，获取并网点负荷状态和电能质量情况，然后基于本地监控系统内置的控制策略和算法计算储能系统出力指令，控制储能变流器执行有功、无功指令，从而实现并网接入点电能质量调节和并网点等效负荷负载率调节。
然而，上述现有技术方案存在以下缺陷：
（1）电压传感器装置、电流传感器装置与储能装置内采集接口之间需要敷设较长的线缆，施工工作量大、可靠性低；
（2）储能装置的本地监控系统仅能获取并网接入点的负荷和电能质量情况，无法获取整个配电台区的负荷和电能质量情况，并且，储能装置的部署位置受到制约，在需要接入的点没有可利用场地条件时难以进行部署；
（3）所采用的运行控制模式单一，无法自适应地根据负荷情况、电能质量情况和电池电量情况，调节储能系统的充放电行为和出力大小，非常容易造成需要储能放电时储能已放空保护，或者需要储能充电时储能已充满保护，严重影响储能装置的持续在线可用率。
发明内容
本发明提供了一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备，解决了现有配电网台区分布式储能系统接入电网方案存在难以实现台区负荷和电能质量情况的广泛感知、部署位置受限、安全可靠性低以及因其运行控制模式单一而导致的自适应度差的缺陷的技术问题。
本发明第一方面提供一种电池储能装置，包括：
电池系统；
变流器模块，基于三相四线制接线方式连接低压配电台区主干线，并与所述电池系统电连接；
线路监测模块，设置于低压配电台区主干线，用于采集所在监测点的电气量数据；
智能量测终端，连接于所述变流器模块输入线路前端，并通过宽带载波与各所述线路监测模块进行通信，以获取各所述线路监测模块采集的电气量数据；
本地监控模块，其与所述智能量测终端、所述变流器模块通信，并通过CAN通信与所述电池系统连接；
所述本地监控模块用于，获取所述智能量测终端上报的电气量数据，并在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整所述变流器模块的工作状态后，获取所述电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述本地监控模块，具体用于：
S1，获取所述智能量测终端上报的电气量数据；所述上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
S3，将所述负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
S4，在所述负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将所述台变重载标志和所述台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块；
S6，判断所述电池系统的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回所述S3；若是，执行S7；
S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至所述变流器模块，以使所述变流器模块转为待机状态；
S8，根据当前所处时间段及所述电池系统的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置补电策略对所述电池系统进行补电。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述本地监控模块将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值时，具体用于：
将预置的台变重载标志置位；
将当前的台变重载阈值更新为所述负荷有功上限值和第一预置回差值之间的差值；
所述本地监控模块在将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值时，具体用于：
将预置的台变轻载标志置位；
将台变轻载阈值更新为所述负荷有功下限值和第二预置回差值的和。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述本地监控模块在基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的放电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的放电功率值，/>为电池储能装置时刻输出的功率控制指令中的放电功率值，/>为所述负荷有功当前值，/>为所述负荷有功上限值；
基于计算得到的放电功率值生成相应的功率控制指令。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述功率控制指令包括放电功率值，所述本地监控模块对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块时，具体用于：
若所述功率控制指令中的放电功率值大于可放电有功功率限值，则按所述可放电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的放电功率值大于0 且不大于可放电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的放电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的放电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述本地监控模块在基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的充电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的充电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的充电功率值，/>为所述负荷有功下限值，/>为所述负荷有功当前值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述功率控制指令包括充电功率值，所述本地监控模块对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块时，具体用于：
若所述功率控制指令中的充电功率值大于可充电有功功率限值，则按所述可充电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的充电功率值大于0 且不大于可充电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的充电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的充电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述线路监测模块包括：
第一信号采集单元，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第一宽带载波单元，用于按照设定的冻结周期冻结从所述第一信号采集单元抄读的电气量数据，并按照当前时钟给冻结的数据打上时标；
所述智能量测终端包括：
第二信号采集单元，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第二宽带载波单元，用于与所述第一宽带载波单元通信，且与所述第一宽带载波单元之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性；
上报单元，用于冻结从所述第二信号采集单元抄读的电气量数据，按照当前时钟给冻结的数据打上时标，抄读各冻结数据，以及对各冻结数据进行打包处理后上报给所述本地监控模块。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元均具体用于在所述智能量测终端配置任务后实时采集、处理和存储所在监测点的电气量数据，并通过DL/T 645协议发送约定的数据项；
所述第一宽带载波单元具体用于按照所述智能量测终端配置的任务，从00时00分开始，每隔相应的冻结周期冻结数据；
所述上报单元具体用于在设定的冻结时刻后的1分钟抄读各冻结数据，然后对各冻结数据进行打包处理后上报给所述本地监控模块。
本发明第二方面提供一种电池储能控制方法，应用于如上任意一项能够实现的方式所述的电池储能装置，所述方法包括：
获取智能量测终端上报的电气量数据，在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块的工作状态后，获取电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述获取智能量测终端上报的电气量数据，并在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块的工作状态后，获取电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护的步骤，包括：
步骤S1，获取智能量测终端上报的电气量数据；所述上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
步骤S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
步骤S3，将所述负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
步骤S4，在所述负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将所述台变重载标志和所述台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
步骤S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块；
步骤S6，判断所述电池系统的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回所述步骤S3；若是，执行步骤S7；
步骤S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至所述变流器模块，以使所述变流器模块转为待机状态；
步骤S8，根据当前所处时间段及所述电池系统的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置补电策略对所述电池系统进行补电。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，包括：
将预置的台变重载标志置位；
将当前的台变重载阈值更新为所述负荷有功上限值和第一预置回差值之间的差值；
所述将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，包括：
将预置的台变轻载标志置位；
将台变轻载阈值更新为所述负荷有功下限值和第二预置回差值的和。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令，包括：
按照下式计算当前的放电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的放电功率值，/>为电池储能装置时刻输出的功率控制指令中的放电功率值，/>为所述负荷有功当前值，/>为所述负荷有功上限值；
基于计算得到的放电功率值生成相应的功率控制指令。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述功率控制指令包括放电功率值，所述对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块，包括：
若所述功率控制指令中的放电功率值大于可放电有功功率限值，则按所述可放电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的放电功率值大于0 且不大于可放电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的放电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的放电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令，包括：
按照下式计算当前的充电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的充电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的充电功率值，/>为所述负荷有功下限值，/>为所述负荷有功当前值。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述功率控制指令包括充电功率值，所述对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块，包括：
若所述功率控制指令中的充电功率值大于可充电有功功率限值，则按所述可充电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的充电功率值大于0 且不大于可充电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的充电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的充电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
本发明第三方面提供了一种电池储能控制设备，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项能够实现的方式所述的电池储能控制方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明第四方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项能够实现的方式所述的电池储能控制方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明的电池储能装置包括电池系统、变流器模块、线路监测模块、智能量测终端和本地监控模块，智能量测终端通过宽带载波与各线路监测模块进行通信；进行电池储能控制时，本发明基于智能量测终端上报的电气量数据，在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整所述变流器模块的工作状态后，获取所述电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行补电；本发明能够实现台区储能灵活部署接入，通过融合新一代智能量测技术，实现台区负荷和电能质量情况的广泛感知，避免采集用二次线缆敷设带来的部署位置受限、安全可靠性低的问题；同时优化了储能装置运行控制逻辑和算法，实现储能装置长时间持续可用，保障台区等效负荷柔性调控和电能质量治理调控需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个可选实施例提供的电池储能装置在低压配电网的应用示意图；
图2为本发明一个可选实施例提供的电池储能装置自动负荷跟随控制策略的示意图；
图3为本发明一个可选实施例提供的线路监测模块的结构连接框图；
图4为本发明一个可选实施例提供的智能量测终端的结构连接框图；
图5为本发明一个可选实施例提供的本地监控模块、智能量测终端和线路监测模块相互之间的连接示意图；
图6为本发明一个可选实施例提供的基于智能量测终端的监测数据获取流程图；
图7为本发明一个可选实施例提供的一种电池储能控制方法的流程图。
附图标记：
1-电池系统；2-变流器模块；3-线路监测模块；4-智能量测终端；5-本地监控模块；11-电池高压箱；12-电池单元；31-第一信号采集单元；32-第一宽带载波单元；41-第二信号采集单元；42-第二宽带载波单元。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电池储能装置、电池储能控制方法及设备，用于解决现有配电网台区分布式储能系统接入电网方案存在难以实现台区负荷和电能质量情况的广泛感知、部署位置受限、安全可靠性低以及因其运行控制模式单一而导致的自适应度差的缺陷的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
现有配电网台区分布式储能系统接入电网方案中，储能系统通过电压传感器采集并网点电压数据，通过电流传感器采集并网点电流数据，并基于储能本地监控系统数据分析，获取并网点负荷状态和电能质量情况，然后基于储能本地监控系统内置的控制策略和算法计算储能系统出力指令，控制储能变流器执行有功、无功指令，实现储能电池系统的充电及放电控制，从而实现并网接入点电能质量调节和并网点等效负荷负载率调节。然而，该方案存在难以实现台区负荷和电能质量情况的广泛感知、部署位置受限、安全可靠性低以及因其运行控制模式单一而导致的自适应度差的缺陷。
针对现有方案所存在的缺陷，本发明提供了一种电池储能装置。
图1示出了本发明实施例提供的电池储能装置在低压配电网的应用示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的一种电池储能装置，包括：
电池系统1；
变流器模块2，基于三相四线制接线方式连接低压配电台区主干线，并与电池系统1电连接；
线路监测模块3，设置于低压配电台区主干线，用于采集所在监测点的电气量数据；
智能量测终端4，连接于低压配电台区主干线和变流器模块2之间，并通过宽带载波与各线路监测模块3进行通信，以获取各线路监测模块3采集的电气量数据；
本地监控模块5，其与智能量测终端4、变流器模块2通信，并通过CAN通信与电池系统1连接；
本地监控模块5用于，获取智能量测终端4上报的电气量数据，并在根据电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块2的工作状态后，获取电池系统1的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对电池系统1进行电量维护。
本地监控模块5采用自动负荷跟随控制策略，如图2所示。图2中，P上表示台变重载阈值，P下表示台变轻载阈值，P上默认表示预置的负荷有功上限值，P下默认表示预置的负荷有功下限值，P放表示放电功率值，P充表示充电功率值，P荷表示台变处低压侧的负荷有功当前值，表示预置回差值，P*为储能装置上一个控制周期的输出指令值，PCS表示变流器模块2，SOC表示当前荷电状态。基于图2，本地监控模块5具体用于：
S1，获取智能量测终端4上报的电气量数据；上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
S3，将负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
S4，在负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将台变重载标志和台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2；
S6，判断电池系统1的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回S3；若是，执行S7；
S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至变流器模块2，以使变流器模块2转为待机状态；
S8，根据当前所处时间段及电池系统1的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置荷电状态自维护策略对电池系统1进行电量维护。
其中，变流器模块2在电池系统1达到放电告警值或上下限告警值时进入待机状态。本发明实施例中，负荷有功当前值在负荷有功上限值和负荷有功下限值之间时，电池储能装置维持当前的输出不变，在变流器模块2处于待机状态下，本地监控模块5判断是否满足预置荷电状态自维护条件，若满足便按照预设补电策略对电池系统1进行补电，可有效保证电池系统1的荷电状态处于合理范围，避免过充、过放而出现故障保护跳闸。
作为一种实施方式，可设置存储有时间段与荷电状态阈值的对应关系的列表，根据该列表确定当前所处时间段的荷电状态阈值，进而将该荷电状态阈值与电池系统1的当前荷电状态进行比较，根据比较结果确定当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件。
需要说明的是，可根据实际情况设置该荷电状态自维护条件和补电策略。作为示例，在符合预置荷电状态自维护条件后，预置补电策略用于根据系统设置的补电功率对电池系统1进行充电，当一直符合预置荷电状态自维护条件时，根据预置补电策略，本地监控模块5会一直对电池系统1进行补电，直到电池系统1达到预设的SOC目标值就停止。如果中途不符合预置荷电状态自维护条件，则立刻停止补电。
本发明上述实施例中，通过在智能量测终端4和外置的线路监测模块3之间采用宽带载波技术进行数据交互，能够实现台区负荷和电能质量情况的广泛感知，避免采集用二次线缆敷设带来的部署位置受限及安全可靠性低的问题；本发明实施例中，优化了储能装置运行控制逻辑，并由本地监控模块5进行储能控制，有效提高了储能调控的自适应度，能够实现储能装置长时间持续可用，满足台区等效负荷柔性调控和电能质量治理调控的需求。
其中，线路监测模块3的数量可以根据实际应用场景需求配置。例如图1所示，包括有第1个线路监测模块3、第2个线路监测模块3至第N个线路监测模块3。
其中，变流器模块2是一种三电平的三相全桥电路拓扑结构，在应用中采用三相四线制接线方式并网，其显著的特点是具备三相功率不平衡控制输出能力。变流器模块2与本地监控模块5（支持网口或RS485串口物理接口）进行数据交互，向本地监控模块5上传遥信、遥测数据，同时接收本地监控模块5的遥控、遥调指令，其中遥调指令的显著特点是同时向变流器模块2发送A相、B相、C相各相的有功指令和无功指令。
作为一种实施方式，该电池系统1、变流器模块2、线路监测模块3、智能量测终端4和本地监控模块5可高度集成于户外柜中，以提高电池储能装置的使用便携性。
在一种能够实现的方式中，电池系统1包括电池高压箱11以及第1至M个电池单元12。其中，电池单元12内可含串联的磷酸铁锂电池或钠离子电芯、电池管理单元（如图1所示的BMU）、风扇等部件；电池高压箱11内可含电池簇管理单元（如图1所示的BCMU）、熔断器、接触器、断路器、预充电回路、电源模块等部件。
作为具体的实施方式，该第1至M个电池单元12串联后的总正极与电池高压箱11的电池侧总正端子连接，该第1至M个电池单元12串联后的总负极与电池高压箱11的电池侧总负端子连接；电池高压箱11的变流器侧总正端子与变流器模块2的正极端子连接，电池高压箱11的变流器侧总负端子与变流器模块2的负极端子连接；电池高压箱11中的BCMU通过CAN总线通信与第1至M个电池单元12的BMU进行数据交互，同时通过另一个上行的CAN通信接口与本地监控模块5进行数据交互。
作为一种能够实现的方式，如图3、图4所示，线路监测模块3包括：
第一信号采集单元31，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第一宽带载波单元32，用于按照设定的冻结周期冻结从第一信号采集单元抄读的电气量数据，并按照当前时钟给冻结的数据打上时标；
智能量测终端4包括：
第二信号采集单元41，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第二宽带载波单元42，用于与第一宽带载波单元32通信，且与第一宽带载波单元32之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性；
上报单元43，用于冻结从第二信号采集单元41抄读的电气量数据，按照当前时钟给冻结的数据打上时标，抄读各冻结数据，以及对各冻结数据进行打包处理后上报给本地监控模块5。
作为一种能够实现的方式，第一信号采集单元31和第二信号采集单元41均具体用于在智能量测终端4配置任务后实时采集、处理和存储所在监测点的电气量数据，并通过DL/T 645协议发送约定的数据项；
第一宽带载波单元32具体用于按照智能量测终端4配置的任务，从00时00分开始，每隔相应的冻结周期冻结数据；
上报单元43具体用于在设定的冻结时刻后的1分钟抄读各冻结数据，然后对各冻结数据进行打包处理后上报给本地监控模块5。
本发明实施例中，配置了智能量测终端4和外置的1~N个线路监测模块3，智能量测终端4和外置的线路监测模块3之间采用宽带载波技术进行数据交互，从而解决了低压配电线路多点电压、电流监测时通信线缆敷设困难的问题，实现了低成本、高效的台区关键节点电气量和电能质量数据监测，使得电池储能装置的布点更加灵活，更加有助于电池储能装置在低压配电网开展削峰填谷和电能质量治理的应用。
需要说明的是，在进行数据冻结之前，需要对智能量测终端4进行任务配置，包括配置任务编号、数据上报基准时间、上报周期和执行次数。
作为一种实施方式，第一宽带载波单元32和第二宽带载波单元42通过DL/T 645进行通信。本地监控模块5、智能量测终端4和线路监测模块3相互之间的连接示意图可如图5所示。
作为一种实施方式，第一信号采集单元31可包括电压测量电路、电流测量电路、采集信号处理电路和MCU子单元，MCU子单元用于将采集和计算得到的电压、电流、功率等电气量数据按照一定的规约格式传送给第一宽带载波单元32。
第一冻结周期和第二冻结周期可根据实际情况进行设置。作为示例，如图6所示，从00时00分开始，第一宽带载波单元32每间隔T分钟冻结一次数据，并用自身的当前时钟给冻结的数据打上时标，因为内置有时钟同步机制，正常情况15秒内可以完成数据的冻结。智能量测终端4的上报单元在设定的冻结时刻后的1分钟抄读各冻结的数据，并对数据进行打包处理，然后通过Modbus RTU通信协议主动上报给本地监控模块5。
本实施例中，第一宽带载波单元32和第二宽带载波单元42之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性，可以确保采集数据的时标不会偏差过大，保证了电池储能装置自动负荷跟随闭环控制的实时性；通过智能量测终端4主动将抄读的各线路监测模块3的数据发送给本地监控模块5，相对于通过本地监控模块5主动获取数据的方式，可以避免数据返回不及时、不可靠的问题，保证了本地监控模块5控制的稳定性。
在一种能够实现的方式中，本地监控模块5将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值时，具体用于：
将预置的台变重载标志置位；
将当前的台变重载阈值更新为负荷有功上限值和第一预置回差值之间的差值；
本地监控模块5在将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值时，具体用于：
将预置的台变轻载标志置位；
将台变轻载阈值更新为负荷有功下限值和第二预置回差值的和。
在一种能够实现的方式中，本地监控模块5在基于负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的放电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的放电功率值，/>为电池储能装置时刻输出的功率控制指令中的放电功率值，/>为负荷有功当前值，/>为负荷有功上限值；
基于计算得到的放电功率值生成相应的功率控制指令。
在一种能够实现的方式中，功率控制指令包括放电功率值，本地监控模块5对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2时，具体用于：
若功率控制指令中的放电功率值大于可放电有功功率限值，则按可放电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若功率控制指令中的放电功率值大于0且不大于可放电有功功率限值，则按功率控制指令中的放电功率值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若计算得到的放电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2。
本发明实施例中，结合当前可放电功率实现了放电功率控制指令的验证，能够使得下发至变流器模块2的放电功率控制指令客观精确。
在一种能够实现的方式中，本地监控模块5在基于负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的充电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的充电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的充电功率值，/>为负荷有功下限值，/>为负荷有功当前值。
在一种能够实现的方式中，功率控制指令包括充电功率值，本地监控模块5对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2时，具体用于：
若功率控制指令中的充电功率值大于可充电有功功率限值，则按可充电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若功率控制指令中的充电功率值大于0且不大于可充电有功功率限值，则按功率控制指令中的充电功率值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若计算得到的充电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2。
本发明实施例中，结合当前可充电功率实现了充电功率控制指令的验证，能够使得下发至变流器模块2的充电功率控制指令客观精确。
本发明还提供了一种电池储能控制方法，可应用于如上任意一项能够实现的方式的电池储能装置。
请参阅图7，图7示出了本发明实施例提供的一种电池储能控制方法的流程图。
本发明实施例提供的电池储能控制方法，包括：
步骤701、获取智能量测终端4上报的电气量数据，在根据电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块2的工作状态后，获取电池系统1的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对电池系统1进行电量维护。
进一步地，步骤701可以包括以下子步骤（步骤S1-S8）：
步骤S1，获取智能量测终端4上报的电气量数据；上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
步骤S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
步骤S3，将负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
步骤S4，在负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将台变重载标志和台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
步骤S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2；
步骤S6，判断电池系统1的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回步骤S3；若是，执行步骤S7；
步骤S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至变流器模块2，以使变流器模块2转为待机状态；
步骤S8，根据当前所处时间段及电池系统1的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置荷电状态自维护策略对电池系统1进行电量维护。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，包括：
将预置的台变重载标志置位；
将当前的台变重载阈值更新为负荷有功上限值和第一预置回差值之间的差值；
将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，包括：
将预置的台变轻载标志置位；
将台变轻载阈值更新为负荷有功下限值和第二预置回差值的和。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，基于负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令，包括：
按照下式计算当前的放电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的放电功率值，/>为电池储能装置时刻输出的功率控制指令中的放电功率值，/>为负荷有功当前值，/>为负荷有功上限值；
基于计算得到的放电功率值生成相应的功率控制指令。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，功率控制指令包括放电功率值，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2，包括：
若功率控制指令中的放电功率值大于可放电有功功率限值，则按可放电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若功率控制指令中的放电功率值大于0且不大于可放电有功功率限值，则按功率控制指令中的放电功率值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若计算得到的放电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，基于负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令，包括：
按照下式计算当前的充电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的充电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的充电功率值，/>为负荷有功下限值，/>为负荷有功当前值。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，功率控制指令包括充电功率值，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块2，包括：
若功率控制指令中的充电功率值大于可充电有功功率限值，则按可充电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若功率控制指令中的充电功率值大于0且不大于可充电有功功率限值，则按功率控制指令中的充电功率值作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2；若计算得到的充电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至变流器模块2。
本发明还提供了一种电池储能控制设备，包括：
存储器，用于存储指令；其中，指令用于实现如上任意一项实施例的电池储能控制方法；
处理器，用于执行存储器中的指令。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项实施例的电池储能控制方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和方法的具体有益效果，可以参考前述电池储能装置实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电池储能装置、电池储能控制方法及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电池储能装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，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，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块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介质中。基于这样的理解，本发明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介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电池储能装置，其特征在于，包括：
电池系统；
变流器模块，基于三相四线制接线方式连接低压配电台区主干线，并与所述电池系统电连接；
线路监测模块，设置于低压配电台区主干线，用于采集所在监测点的电气量数据；
智能量测终端，连接于所述变流器模块输入线路前端，并通过宽带载波与各所述线路监测模块进行通信，以获取各所述线路监测模块采集的电气量数据；
本地监控模块，其与所述智能量测终端、所述变流器模块通信，并通过CAN通信与所述电池模块连接；
所述本地监控模块用于，获取所述智能量测终端上报的电气量数据，并在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整所述变流器模块的工作状态后，获取所述电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
2.根据权利要求1所述的电池储能装置，其特征在于，所述本地监控模块，具体用于：
S1，获取所述智能量测终端上报的电气量数据；所述上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
S3，将所述负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
S4，在所述负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将所述台变重载标志和所述台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块；
S6，判断所述电池系统的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回所述S3；若是，执行S7；
S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至所述变流器模块，以使所述变流器模块转为待机状态；
S8，根据当前所处时间段及所述电池系统的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
3.根据权利要求2所述的电池储能装置，其特征在于，所述本地监控模块将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值时，具体用于：
将预置的台变重载标志置位；
将当前的台变重载阈值更新为所述负荷有功上限值和第一预置回差值之间的差值；
所述本地监控模块在将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值时，具体用于：
将预置的台变轻载标志置位；
将台变轻载阈值更新为所述负荷有功下限值和第二预置回差值的和。
4.根据权利要求2所述的电池储能装置，其特征在于，所述本地监控模块在基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的放电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的放电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的放电功率值，/>为所述负荷有功当前值，/>为所述负荷有功上限值；
基于计算得到的放电功率值生成相应的功率控制指令。
5.根据权利要求4所述的电池储能装置，其特征在于，所述功率控制指令包括放电功率值，所述本地监控模块对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块时，具体用于：
若所述功率控制指令中的放电功率值大于可放电有功功率限值，则按所述可放电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的放电功率值大于0 且不大于可放电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的放电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的放电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
6.根据权利要求2所述的电池储能装置，其特征在于，所述本地监控模块在基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令时，具体用于：
按照下式计算当前的充电功率值：
；
式中，表示电池储能装置/>时刻的充电功率值，/>为电池储能装置/>时刻输出的功率控制指令中的充电功率值，/>为所述负荷有功下限值，/>为所述负荷有功当前值。
7.根据权利要求6所述的电池储能装置，其特征在于，所述功率控制指令包括充电功率值，所述本地监控模块对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至所述变流器模块时，具体用于：
若所述功率控制指令中的充电功率值大于可充电有功功率限值，则按所述可充电有功功率限值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若所述功率控制指令中的充电功率值大于0 且不大于可充电有功功率限值，则按所述功率控制指令中的充电功率值作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块；若计算得到的充电功率值不大于0，则以零功率指令作为功率控制指令合理值下发至所述变流器模块。
8.根据权利要求1所述的电池储能装置，其特征在于，所述线路监测模块包括：
第一信号采集单元，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第一宽带载波单元，用于按照设定的冻结周期冻结从所述第一信号采集单元抄读的电气量数据，并按照当前时钟给冻结的数据打上时标；
所述智能量测终端包括：
第二信号采集单元，用于实时采集所在监测点的电气量数据；
第二宽带载波单元，用于与所述第一宽带载波单元通信，且与所述第一宽带载波单元之间通过时钟同步机制保持时钟的一致性；
上报单元，用于冻结从所述第二信号采集单元抄读的电气量数据，按照当前时钟给冻结的数据打上时标，抄读各冻结数据，以及对各冻结数据进行打包处理后上报给所述本地监控模块。
9.根据权利要求8所述的电池储能装置，其特征在于：
所述第一信号采集单元和所述第二信号采集单元均具体用于在所述智能量测终端配置任务后实时采集、处理和存储所在监测点的电气量数据，并通过DL/T 645协议发送约定的数据项；
所述第一宽带载波单元具体用于按照所述智能量测终端配置的任务，从00时00分开始，每隔相应的冻结周期冻结数据；
所述上报单元具体用于在设定的冻结时刻后的1分钟抄读各冻结数据，然后对各冻结数据进行打包处理后上报给所述本地监控模块。
10.一种电池储能控制方法，应用于如权利要求1-9任意一项所述的电池储能装置，其特征在于，所述方法包括：
获取智能量测终端上报的电气量数据，在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块的工作状态后，获取电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
11.根据权利要求10所述的电池储能控制方法，其特征在于，所述获取智能量测终端上报的电气量数据，并在根据所述电气量数据生成功率控制指令调整变流器模块的工作状态后，获取电池系统的电池荷电状态判断是否按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护的步骤，包括：
步骤S1，获取智能量测终端上报的电气量数据；所述上报的电气量数据包括台变处低压侧的负荷有功当前值；
步骤S2，初始化台变重载阈值为预置的负荷有功上限值，并初始化台变轻载阈值为预置的负荷有功下限值；
步骤S3，将所述负荷有功当前值与当前的台变重载阈值和台变轻载阈值进行比较；
步骤S4，在所述负荷有功当前值大于当前的台变重载阈值时，将预置的台变重载标志置位并更新台变重载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的放电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值小于当前的台变轻载阈值时，将预置的台变轻载标志置位并更新台变轻载阈值，基于所述负荷有功当前值确定当前的充电功率值并生成相应的功率控制指令；在所述负荷有功当前值不大于当前的台变重载阈值且不小于当前的台变轻载阈值时，将所述台变重载标志和所述台变轻载标志复位，并将当前的台变重载阈值和当前的台变轻载阈值恢复为初始化值，维持当前的充电功率值和放电功率值不变并生成相应的功率控制指令；
步骤S5，对生成的功率控制指令进行合理性验证，确定功率控制指令合理值并下发至变流器模块；
步骤S6，判断所述电池系统的电池荷电状态是否达到上下限告警值；若否，返回所述步骤S3；若是，执行步骤S7；
步骤S7，将功率控制指令置为零功率指令并下发至所述变流器模块，以使所述变流器模块转为待机状态；
步骤S8，根据当前所处时间段及所述电池系统的当前荷电状态判断是否满足预置荷电状态自维护条件；若满足，按照预置荷电状态自维护策略对所述电池系统进行电量维护。
12.一种电池储能控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求10-11任一项所述的电池储能控制方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求10-11任一项所述的电池储能控制方法。
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