发明内容
本申请提供了一种削峰填谷的控制系统、方法及存储介质,可以利用探测器探测出电池簇中各个电池模组的状态数据,并将该状态数据发送到从电池管理单元或主电池管理单元进行分析,并在当前电池簇中的各个电池模组中具有电池异常信息的情况下,可以通过储能控制单元进行控制以停止对当前电池簇中的电池模组充电,以避免电池模组在充电过程中出现温度过高的状态仍继续充电,可以及时对出现电池异常信息的电池簇进行断电,提高电池簇的安全性。
第一方面,本申请提供了一种削峰填谷的控制系统,包括:储能集装箱内的多个电池簇、每个电池簇包括多个电池模组及每个电池模组对应的探测器及从电池管理单元,用于对每个电池簇进行充放电的储能变流器,用于管理每个电池簇的主电池管理单元及储能集装箱对应的储能控制单元;
其中,各个从电池管理单元通过第一总线与各个电池簇中的主电池管理单元连接,各个电池簇中的主电池管理单元通过第二总线与储能控制单元连接,储能变流器通过功率线与各个电池簇中的电池模组连接;
所述探测器,用于根据所述从电池管理单元当前时间下发的采集指令确定出与所述采集指令对应的当前电池簇,并采集所述当前电池簇中各个所述电池模组的状态数据,以将所述状态数据上报给对应的所述从电池管理单元,或者,所述从电池管理单元在当前采集时间内采集的状态数据达到预设范围时,将所述预设采集时间间隔进行动态修改,确定出修改后的采集时间间隔以控制所述探测器根据修改后的采集时间间隔继续采集所述当前电池簇中各个所述电池模组的状态数据;所述采集指令为所述从电池管理单元按预设采集时间间隔下发的,所述状态数据至少包括温度数据、湿度数据及烟雾数据;
所述从电池管理单元,用于若在当前采集时间内接收到所述探测器上报的状态数据,对所述探测器上报的状态数据进行分析,以根据所述状态数据判断对应的所述电池模组是否存在电池异常信息;或者,所述从电池管理单元对所述探测器上报的所述状态数据转发至所述主电池管理单元,以使得所述主电池管理单元根据所述状态数据判断对应的所述电池模组是否存在电池异常信息;
主电池管理单元,用于接收从电池管理单元上报的电池异常信息或基于主电池管理单元对应分析得到的电池异常信息,将电池异常信息发送给储能控制单元;
储能控制单元,用于若当前时间段为填谷时段,通过第二总线向主电池管理单元下发控制指令,控制指令用于指示主电池管理单元断开当前电池簇对应的隔离开关,以停止对当前电池簇进行充电。
在一些可能的实施方式中,在所述根据所述状态数据判断对应的所述电池模组是否存在电池异常信息时,从电池管理单元或主电池管理单元具体用于:
基于获取到的电池模组的历史状态数据确定探测器在每个上报时间点对应的上报误差,上报误差为探测器在每个上报时间点采集的历史状态数据与实际状态数据表之间的误差值;
基于每个上报时间点对应的上报误差确定出电池模组对应的误差平均值,根据误差平均值对所述探测器在当前采集时间采集的状态数据进行误差纠正,得到纠正后的状态数据;
根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,在根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息时,从电池管理单元或主电池管理单元具体用于:
基于电池模组对应的历史状态数据,获取预设时间段内的多个上报时间点对应的历史状态数据进行曲线拟合;
采用滑动窗口对拟合得到的曲线进行计算,得到电池模组对应的历史状态数据中的异常数据分布,以根据异常数据分布确定出对应的筛选阈值;
根据纠正后的状态数据与筛选阈值进行比对,确定电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,从电池管理单元或主电池管理单元具体还用于:
若在当前采集时间内未接收到探测器上报的状态数据,则根据当前采集时间的前两个采集时间对应的状态数据进行差值计算,得到当前采集时间的前两个采集时间之间的状态数据差值,以根据状态数据差值判断出电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,储能控制单元还用于:
获取储能集装箱中除当前电池簇之外的其他电池簇中各个电池模组对应的当前状态数据;根据各个电池模组在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇中的各个电池模组是否会发生热失控,以及预测其他电池簇中的各个所述电池模组发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,在根据各个电池模组在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇中的各个电池模组是否会发生热失控,以及预测其他电池簇中的各个电池模组发生热失控的时间时,储能控制单元具体用于:
获取多个在历史时间内已发生热失控的电池模组的参考状态数据,将参考状态数据进行预处理得到训练数据集;
将训练数据集输入深度学习神经网络训练得到电池模组发生热失控的时间预测模型;
从历史状态数据中确定出与当前状态数据最近的K个连续的状态数据作为时序特征数据,连续的状态数据包含电池模组对应的充电时间;
基于时序特征数据的数量将K个连续的状态数据转换为目标矩阵,以将目标矩阵输入到时间预测模型中预测电池模组发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,储能控制单元还用于:
根据当前电池簇之外的其他电池簇的充电速率,确定在填谷时段结束后其他电池簇中各个电池模组的总可充电量;以及,根据每个其他电池簇的当前状态,从其他电池簇中确定出一个或多个可以承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
通过第三总线向储能变流器发送控制指令,在目标电池簇在对应的充电周期结束后未执行放电逻辑,则继续对目标电池簇进行充电,以将当前电池簇的待充电量进行存储。
在一些可能的实施方式中,在根据每个其他电池簇的当前状态,从其他电池簇中确定出一个或多个用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇时,储能控制单元具体用于:
若电池簇在预定时间内不存在电池异常信息,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
或者,
若电池簇在多个连续的充电周期内对应的状态数据为处于预设范围内,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
或者,
若电池簇的可用容量与当前电池簇的待充电量满足预设要求,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇。
第二方面,本申请提供了一种削峰填谷的控制方法,应用于控制系统,控制系统包括储能集装箱内的多个电池簇、每个电池簇包括多个电池模组及每个电池模组对应的探测器及从电池管理单元,用于对每个电池簇进行充放电的储能变流器,用于管理每个电池簇的主电池管理单元及储能集装箱对应的储能控制单元;
其中,各个从电池管理单元通过第一总线与各个电池簇中的主电池管理单元连接,各个电池簇中的主电池管理单元通过第二总线与储能控制单元连接,储能变流器通过功率线与各个电池簇中的电池模组连接;该方法包括:
所述探测器根据所述从电池管理单元当前时间下发的采集指令确定出与所述采集指令对应的当前电池簇,并采集所述当前电池簇中各个所述电池模组的状态数据,以将所述状态数据上报给对应的所述从电池管理单元,或者,所述从电池管理单元在当前采集时间内采集的状态数据达到预设范围时,将所述预设采集时间间隔进行动态修改,确定出修改后的采集时间间隔以控制所述探测器根据修改后的采集时间间隔继续采集所述当前电池簇中各个所述电池模组的状态数据;所述采集指令为所述从电池管理单元按预设采集时间间隔下发的,所述状态数据至少包括温度数据、湿度数据及烟雾数据;
所述从电池管理单元在当前采集时间内接收到所述探测器上报的状态数据,对所述探测器上报的状态数据进行分析,以根据所述状态数据判断对应的所述电池模组是否存在电池异常信息;或者,所述从电池管理单元对所述探测器上报的所述状态数据转发至所述主电池管理单元,以使得所述主电池管理单元根据所述状态数据判断对应的所述电池模组是否存在电池异常信息;
主电池管理单元接收从电池管理单元上报的电池异常信息或基于主电池管理单元对应分析得到的电池异常信息,将电池异常信息发送给储能控制单元;
储能控制单元确定出当前时间段为填谷时段,通过第二总线向主电池管理单元下发控制指令,控制指令用于指示主电池管理单元断开当前电池簇对应的隔离开关,以控制储能变流器停止对当前电池簇进行充电。
在一些可能的实施方式中,对探测器上报的状态数据进行分析,以根据状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息,包括:
基于获取到的电池模组的历史状态数据确定探测器在每个上报时间点对应的上报误差,上报误差为探测器在每个上报时间点采集的历史状态数据与实际状态数据表之间的误差值;
基于每个上报时间点对应的上报误差确定出电池模组对应的误差平均值,根据误差平均值对当前采集的状态数据进行误差纠正,得到纠正后的状态数据;
根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息,包括:
基于电池模组对应的历史状态数据,获取预设时间段内的多个上报时间点对应的历史状态数据进行曲线拟合;
采用滑动窗口对拟合得到的曲线进行计算,得到电池模组对应的历史状态数据中的异常数据分布,以根据异常数据分布确定出对应的筛选阈值;
根据纠正后的状态数据与筛选阈值进行比对,确定电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,从电池管理单元或主电池管理单元具体还用于:
若在当前采集时间内未接收到探测器上报的状态数据,则根据当前采集时间的前两个采集时间对应的状态数据进行差值计算,得到当前采集时间的前两个采集时间之间的状态数据差值,以根据状态数据差值判断出电池模组是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,上述方法还包括:
获取储能集装箱中除当前电池簇之外的其他电池簇中各个电池模组对应的当前状态数据;根据各个电池模组在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇中的各个电池模组是否会发生热失控,以及确定电池模组发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,根据各个电池模组在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇中的各个电池模组是否会发生热失控,以及确定电池模组发生热失控的时间,包括:
获取多个发生热失控的电池模组的参考状态数据,将参考状态数据进行预处理得到训练数据集;
将训练数据集输入深度学习神经网络训练得到电池模组发生热失控的时间预测模型;
从历史状态数据中确定出与当前状态数据最近的K个连续的状态数据作为时序特征数据,连续的状态数据包含电池模组对应的充电时间;
基于时序特征数据的数量将K个连续的状态数据转换为目标矩阵,以将目标矩阵输入到时间预测模型中预测电池模组发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,上述方法还包括:
根据当前电池簇之外的其他电池簇的充电速率,确定在填谷时段结束后其他电池簇中各个电池模组的总可充电量;以及,根据每个其他电池簇的当前状态,从其他电池簇中确定出一个或多个可以承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
通过第三总线向储能变流器发送控制指令,在目标电池簇在对应的充电周期结束后未执行放电逻辑,则继续对目标电池簇进行充电,以将当前电池簇的待充电量进行存储。
在一些可能的实施方式中,根据每个其他电池簇的当前状态,从其他电池簇中确定出一个或多个用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇,包括:
若电池簇在预定时间内不存在电池异常信息,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
或者,
若电池簇在多个连续的充电周期内对应的状态数据为处于预设范围内,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇;
或者,
若电池簇的可用容量与当前电池簇的待充电量满足预设要求,则将电池簇确定为用于承载当前电池簇的待充电量的目标电池簇。
需要说明的是,第二方面是上述第一方面对应的方法,具体的实现细节以及有益效果请参见上述第一方面。
第三方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有用于设备执行的计算机程序,计算机程序被执行时实现上述第二方面任意一个实施例中的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品被设备运行,使得设备执行上述第二方面任意一个实施例中的方法。
具体实施方式
本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”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它步骤或单元。
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。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,部件可以是但不限于,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示,在终端设备上运行的应用和终端设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中,部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外,这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据,例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
为了便于理解本申请实施例,进一步分析并提出本申请所具体要解决的技术问题,下面对本申请的相关技术方案进行简要介绍。
请参见图1和图2所示,图1和图2为本实施例中提出的削峰填谷的控制系统的示意图,在本实施例中的每个电池模组201具有对应的探测器202,探测器202可以是复合型探测器202,可以对温度、烟雾及湿度等参数进行探测,从电池管理单元203或主电池管理单元300可以读取探测器202采集的状态数据,并对该状态数据进行分析,以确定电池模组201是否存在热失控,因此从电池管理单元203或主电池管理单元300可以按预设时间间隔进行读取到探测器202采集的数据,以作为动作依据。可以理解的是,若电池模组201存在热失控,即电池模组201存在电池异常信息的情况下,则可以通过储能控制单元400输出异常告警信息,以告知维修人员进行安全维护。
综合上述的缺陷和不足,本申请实施例所要解决的技术问题主要如下:如何避免电池在充电过程中出现温度过高的状态而继续充电所导致安全性不足的问题。
基于上述技术问题,本申请实施例中提供的削峰填谷的控制系统,包括:储能集装箱100内的多个电池簇200、每个电池簇200包括多个电池模组201及每个电池模组201对应的探测器202及从电池管理单元203,用于对每个电池簇200进行充放电的储能变流器500,用于管理每个电池簇200的主电池管理单元300及储能集装箱100对应的储能控制单元400;其中,各个从电池管理单元203通过第一总线与各个电池簇200中的主电池管理单元300连接,各个电池簇200中的主电池管理单元300通过第二总线与储能控制单元400连接,储能变流器500通过功率线与各个电池簇200中的电池模组201连接。
其中,第一总线和第二总线可以是CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线,储能集装箱100中可以由对应的储能控制单元400进行控制,储能变流器500的一端通过通讯线与储能控制单元400相连,另一端通过功率线与各个电池簇200的电池模组201相连,储能变流器500可以接收储能控制单元400的控制信号,进而对各个电池簇200实现充放电;可以理解的是,探测器202通过对电池簇200中各个电池模组201进行探测,则可以根据某个电池模组201的状态数据实现对该电池簇200的充放电管理,以提升该电池簇200的安全性。
探测器202,用于根据所述从电池管理单元当前时间下发的采集指令确定出与所述采集指令对应的当前电池簇,并采集当前电池簇200中各个电池模组201的状态数据,以将状态数据上报给对应的从电池管理单元203,或者,从电池管理单元203在当前采集时间内采集的状态数据达到预设范围时,将预设采集时间间隔进行动态修改,确定出修改后的采集时间间隔以控制探测器202根据修改后的采集时间间隔继续采集当前电池簇200中各个电池模组201的状态数据;采集指令为从电池管理单元203按预设采集时间间隔下发的,状态数据至少包括温度数据、湿度数据及烟雾数据;其中,预设时间间隔可以是预先设定的并存储在从电池管理单元中,例如每隔一分钟采集一次,或按预定的顺序依次对各个电池簇200进行分别采集,则各个电池簇200采集时间间隔为相同的;可选地,从电池管理单元203可以根据预设采集时间间隔进行下发对应的采集指令,采集指令可以用于指示所采集电池簇200,因此,在各个探测器202接收到当前时间的采集指令时,则可以根据采集指令进行采集对应的电池簇200;预设范围可以是预先设定的某个较大的状态数据,例如温度对应的预设范围为80-90摄氏度,在温度达到80摄氏度时,则可以确定状态数据达到预设范围,由此可以将预设采集时间间隔进行修改,以继续采集该当前电池簇200对应的状态数据,确保可以得到更多的状态数据以对当前电池簇200进行快速分析,从而避免安全性问题;探测器202可以对温度、烟雾及湿度等参数进行探测,并且探测得到的状态数据可以是一种或多种,在探测得到的状态数据为多个不同的温度数据时,则表示该电池模组201在充电过程中温度异常,即每个电池模组201的温度数据可以按不同时间点逐渐增加;在探测得到的状态数据为湿度数据时,则表示该电池模组201在充电过程中出现漏液的问题,则可以确定该电池模组201的湿度数据可以按不同时间点逐渐增加或保持在某个恒定范围内;可以理解的是,在对电池模组201进行探测时,探测得到的状态数据可以是其中一种或同时得到多种状态数据,由此可以根据得到的状态数据上报至从电池管理单元203进行分析或经过从电池管理单元203发送至主电池管理单元300进行分析。
从电池管理单元203,用于若在当前采集时间内接收到探测器202上报的状态数据,对探测器202上报的状态数据进行分析,以根据状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息;或者,从电池管理单元203对探测器202上报的状态数据转发至主电池管理单元300,以使得主电池管理单元300根据状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息。
主电池管理单元300,用于接收从电池管理单元203上报的电池异常信息或基于主电池管理单元300对应分析得到的电池异常信息,将电池异常信息发送给储能控制单元400。
其中,针对探测器202的不同状况,从电池管理单元203可能可以接收到探测器202上报的状态数据也可能接收不到上报的状态数据,例如电池模组201出现自燃的问题并影响探测器202时,则从电池管理单元203可能接收不到探测器202上报的状态数据,在电池模组201故障升温的过程中,则从电池管理单元203则可以接收到探测器202上报的状态数据;在从电池管理单元203或主电池管理单元300接收到探测器202上报的状态数据时,则每个时间点的状态数据可以表示为 可以表示为温度数据,/>可以表示为烟雾数据,/>可以表示为湿度数据,因此,通过确定出多个时间点对应的状态数据,则可以根据多个时间点的状态数据判断出对应的电池模组201是否存在异常信息。
在一些可能的实施方式中,上述在根据状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息时,从电池管理单元203或主电池管理单元300具体用于:基于获取到的电池模组201的历史状态数据确定探测器202在每个上报时间点对应的上报误差,上报误差为探测器202在每个上报时间点采集的历史状态数据与实际状态数据表之间的误差值;基于每个上报时间点对应的上报误差确定出电池模组201对应的误差平均值,根据误差平均值对探测器202在当前采集时间采集的状态数据进行误差纠正,得到纠正后的状态数据;根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息。
在本申请的具体的实施例中,实际状态数据表可以是通过巡检等方式确定得到实际状态数据,也可以是结合环境因素实际检测得到的状态数据,例如探测器202探测得到的状态数据在不同环境下上报的状态数据会产生变化,在受天气影响对应的温度数据也会产生变化,因此通过对探测器202在每个时间点探测得到的状态数据可以结合环境状况确定出实际状态数据,从而得到实际状态数据表,例如该储能集装箱100中可以上传对应的环境数据,通过结合对应的环境数据将每个时间点对应的状态数据进行计算以得到实际状态数据;可以理解的是,通过获取电池模组201的历史状态数据与实际状态数据表进行计算,由此可以根据历史状态数据和实际状态数据表之间的差值确定出每个时间点对应的上报误差,例如,实际状态数据表可以表示为:
其中,t1时间点对应的状态数据为t2时间点对应的状态数据为t3时间点对应的状态数据为/>tn时间点对应的状态数据为则实际状态数据表可以表示为/>因此计算误差平均值可以表示为:
其中,n表示历史状态数据对应的数量,mt表示探测器202在多个上报时间点采集的历史状态数据,p表示为误差平均值;可以理解的是,探测器202可以在当前时间采集得到对应的状态数据时,则根据当前时间之前的历史状态数据计算出对应的误差平均值,并且根据探测器202每次的采集时间对应计算一次误差平均值,以确保计算得到的误差平均值更准确,由此再对当前时间采集得到的状态数据进行误差纠正,得到纠正后的状态数据则可以用于判断当前采集的状态数据所对应的电池模组201是否存在电池异常信息,即电池是否存在热失控的问题。
进一步的,上述在根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息时,从电池管理单元203或主电池管理单元300具体用于:基于电池模组201对应的历史状态数据,获取预设时间段内的多个上报时间点对应的历史状态数据进行曲线拟合;采用滑动窗口对拟合得到的曲线进行计算,得到电池模组201对应的历史状态数据中的异常数据分布,以根据异常数据分布确定出对应的筛选阈值;根据纠正后的状态数据与筛选阈值进行比对,确定电池模组201是否存在电池异常信息。
在本申请的具体实施例中,预设时间段中包含多个连续的上报时间点,并且每个时间点对应有不同的历史状态数据,预设时间段可以是预先设定的某个时间区间,也可以是随机选择的时间区间,曲线拟合表示选择曲线类型来拟合历史状态数据,通过对预设时间段内的历史状态数据进行曲线拟合,在得到对应的拟合曲线后,则可以在拟合曲线中确定出各个历史状态数据对应的数据分布;例如,温度数据对应的拟合曲线可以是呈逐步上升的,也可以是呈水平波动的;其中,采用滑动窗口对得到的拟合曲线进行计算时,可以采用步长为n行,窗口为m行的长度进行滑动,进而确定出每个窗口中的最大值,根据各个窗口中的最大值进行平均计算,则可以将得到的平均值作为筛选阈值,由此,在将当前时间内采集得到的状态数据进行纠正后,则可以将纠正后的状态数据与该筛选阈值进行比对,若纠正后的状态数据大于该筛选阈值,则可以确定电池模组201存在电池异常信息;若纠正后的状态数据小于等于该筛选阈值,则可以确定电池模组201不存在电池异常信息。
在一个可选的实施例中,从电池管理单元203或主电池管理单元300具体还用于:若在当前采集时间内未接收到探测器202上报的状态数据,则根据当前采集时间的前两个采集时间对应的状态数据进行差值计算,得到当前采集时间的前两个采集时间之间的状态数据差值,以根据状态数据差值判断出电池模组201是否存在电池异常信息。
在本申请的具体实施例中,前两个采集时间可以是连续的时间点,在计算前两个采集时间对应的状态数据差值时,可以确定出前两个采集时间对应的状态数据分别表示为因此在计算前两个状态时间对应的状态数据差值时,则可以通过以下公式进行计算:
其中,n=2,1≤y≤3,w1、w2及w3表示对应的权重值,E表示状态数据差值。
由上可知,在每个采集时间所采集得到的状态数据可以是不同的,例如连续的两个采集时间中,第一个采集时间采集的得到状态数据中包含温度数据,但不包含烟雾数据和湿度数据,而第二个采集时间采集的得到状态数据中包含温度数据、烟雾数据,因此通过计算两个连续采集时间之间的状态数据差值,并赋予对应的权重值进行计算,由此可以根据计算得到的状态数据差值与预设阈值进行比对,若该状态数据差值大于预设阈值,则可以确定电池模组201存在电池异常信息,若该状态数据差值小于等于预设阈值,则可以确定电池模组201不存在电池异常信息,可以理解的是,该预设阈值可以是预先设定的;因此在当前采集时间内未得到对应的状态数据时,也可以根据前两个采集时间对应的状态数据进行判断,以确保出现电池异常信息时能够及时响应并告警,提高电池簇200充电过程中的安全性。
储能控制单元400,用于若当前时间段为填谷时段,通过第二总线向主电池管理单元300下发控制指令,控制指令用于指示主电池管理单元300断开当前电池簇200对应的隔离开关204,以控制储能变流器500停止对当前电池簇200进行充电。
在本申请的实施例中,在确定出电池模组201出现电池异常信息的情况下,则可以判断当前时间为削峰时段或是填谷时段,若当前时间为填谷时段时,则表示电池模组201处于充电过程,则需要对储能变流器500进行控制,以使其停止对检测出电池异常信息的电池模组201进行充电,以确保该电池模组201对应的电池簇200更安全;其中,隔离开关204可以用于接收储能控制单元400输出的控制指令,进而使储能变流器500停止对电池模组201进行充电,以避免电池模组201在出现热失控的情况下持续充电,提高充电过程中的安全性。
在一些可能的实施方式中,储能控制单元400还用于:获取储能集装箱100中除当前电池簇200之外的其他电池簇200中各个电池模组201对应的当前状态数据;根据各个电池模组201在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇200中的各个电池模组201是否会发生热失控,以及确定电池模组201发生热失控的时间。
在本申请的具体实施例中,在每个电池簇200中各个探测器202对电池模组201进行探测过程中,可以将得到的电池模组201对应的状态数据按顺序进行上报至从电池管理单元203或主电池管理单元300,在对其他电池簇200中各个电池模组201的当前状态数据进行分析时,也可以采用上述的方式对其他电池簇200进行分析,从而按顺序确定出每个电池簇200中各个电池模组201是否会发生热失控以及发生热失控的时间;例如,储能集装箱100中包含电池簇1、电池簇2、电池簇3、电池簇4,在当前时间检测出电池簇1出现电池异常信息时,则可以依次对电池簇2、电池簇3及电池簇4中的各个电池模组201对应在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据进行分析,以确定电池簇2、电池簇3及电池簇4中对应的各个电池模组201是否会发生热失控,若会发生热失控则可以停止对电池簇2、电池簇3或电池簇4进行充电;可以理解的是,在对其他电池簇200中的电池模组201的状态数据进行分析时,可以采用上述对当前电池簇200进行分析的方式一样,在此不作一一赘述。
作为一个可选的实施例中,上述在根据各个电池模组201在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇200中的各个电池模组201是否会发生热失控,以及预测其他电池簇200中的各个电池模组201发生热失控的时间时,储能控制单元400具体用于:获取多个在历史时间内已发生热失控的电池模组201的参考状态数据,将参考状态数据进行预处理得到训练数据集;将训练数据集输入深度学习神经网络训练得到电池模组201发生热失控的时间预测模型;从历史状态数据中确定出与当前状态数据最近的K个连续的状态数据作为时序特征数据,连续的状态数据包含电池模组201对应的充电时间;基于时序特征数据的数量将K个连续的状态数据转换为目标矩阵,以将目标矩阵输入到时间预测模型中预测电池模组201发生热失控的时间。
在本申请的具体实施例中,参考状态数据中包括已发生热失控的电池模组201所对应的时间、温度数据、湿度数据及烟雾数据,并且存储于本地存储库中,基于已发生热失控的电池模组201的时间可以将对应的参考状态数据进行整合以得到对应的时序特征数据,因此通过参考状态数据输入神经网络进行训练后,则可以得到用于预测电池模组201发生热失控时间的时间预测模型;可以理解的是,根据其他电池簇200对应的历史状态数据中确定出时序特征数据的数量时,可以将时序特征数据转换为目标矩阵[K,Q],K为输入的时序特征的长度,Q为特征的维度,通过将目标矩阵输入上述训练好的时间预测模型中,则可以预测确定出其他电池簇200中各个电池模组201发生热失控的时间,由此可以提前对其他电池簇200进行预警,从而控制储能变流器500停止充电以提高充电的安全性。
具体的,储能控制单元400还用于:根据当前电池簇200之外的其他电池簇200的充电速率,确定在填谷时段结束后其他电池簇200中各个电池模组201的总可充电量;以及,根据每个其他电池簇200的当前状态,从其他电池簇200中确定出一个或多个可以承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;通过第三总线向储能变流器500发送控制指令,在目标电池簇200在对应的充电周期结束后未执行放电逻辑,则继续对目标电池簇200进行充电,以将当前电池簇200的待充电量进行存储。
在本申请的具体实施例中,充电速率可以是电池簇200每分钟的充电容量,各个电池簇200的充电速率可以是一致的,也可以是不同的,总可充电量表示其他电池簇200中各个电池模组201的剩余充电容量之和;在确定当前电池簇200出现电池异常信息的情况下,则需要将当前电池簇200中剩余的待充电量分配至各个电池簇200中进行存储,以使储能集装箱100的储存电量满足使用需求;可选地,在确定目标电池簇200时,可以将处于削峰时段的其他电池簇200进行筛选确定得到,以确保充电过程的安全。
进一步的,上述在根据每个电池簇200的充放电逻辑,从其他电池簇200中确定出一个或多个用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200时,储能控制单元400具体用于:
若电池簇200在预定时间内不存在电池异常信息,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;
或者,
若电池簇200在多个连续的充电周期内对应的状态数据为处于预设范围内,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;
或者,
若电池簇200的可用容量与当前电池簇200的待充电量满足预设要求,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200。
在本申请的具体实施例中,在确定其他电池簇200是否可以被确定为目标电池簇200时,可以根据上述的时间预测模型对其他电池簇200进行预测,以预测出对应的电池簇200是否会发生热失控以及发生热失控的时间,若电池簇200中的各个电池模组201不会发生热失控,则表示该电池簇200不存在电池异常信息,则可以将该电池簇200确定为目标电池簇200,若该电池簇200中各个电池模组201发生热失控的时间不在预设时间内,也可以将该电池簇200确定为目标电池簇200以进行充电;或者,在其他电池簇200未出现电池异常信息的情况下,通过对连续充电周期内的其他电池簇200的状态数据进行判断是否在预设范围内,若处于预设范围内时,则可以将该电池簇200确定为目标电池簇200,若不处于预设范围内时,则可以将继续对其他电池簇200执行判断操作直到确定出目标电池簇200;可选地,也可以将其他电池簇200的可用容量与当前电池簇200的待充电量进行匹配,若电池簇200的可用容量大于等于当前电池簇200的待充电量时,则可以将该电池簇200确定为目标电池簇200,若电池簇200的可用容量小于当前电池簇200的待充电量时,则可以继续对其他电池簇200执行匹配的操作,由此可以在当前电池簇200出现电池异常信息的情况下,对当前电池的待充电量进行动态调节,以将当前电池簇200的待充电量分别进行存储。
可以理解的是,本申请的具体实施例中可以利用探测器202探测出电池簇200中各个电池模组201的状态数据,并将该状态数据发送到从电池管理单元203或主电池管理单元300进行分析,并在当前电池簇200中的各个电池模组201中具有电池异常信息的情况下,可以通过储能控制单元400进行控制以停止对当前电池簇200中的电池模组201充电,以避免电池模组201在充电过程中出现温度过高的状态仍继续充电,可以及时对出现电池异常信息的电池簇200进行断电,提高电池簇200的安全性。
基于上述系统实施例的描述,本申请实施例还提供一种削峰填谷的控制方法。请参见图3,图3为本申请实施例提供的一种削峰填谷的控制方法的流程示意图,该方法可应用于控制系统,控制系统包括储能集装箱100内的多个电池簇200、每个电池簇200包括多个电池模组201及每个电池模组201对应的探测器202及从电池管理单元203,用于对每个电池簇200进行充放电的储能变流器500,用于管理每个电池簇200的主电池管理单元300及储能集装箱100对应的储能控制单元400。其中,各个从电池管理单元203通过第一总线与各个电池簇200中的主电池管理单元300连接,各个电池簇200中的主电池管理单元300通过第二总线与储能控制单元400连接,储能变流器500通过功率线与各个电池簇200中的电池模组201连接;如图3所示,该方法包括步骤601-604:
601:探测器202根据从电池管理单元当前时间下发的采集指令确定出与采集指令对应的当前电池簇,并采集当前电池簇200中各个电池模组201的状态数据,以将状态数据上报给对应的从电池管理单元203,或者,从电池管理单元在当前采集时间内采集的状态数据达到预设范围时,将预设采集时间间隔进行动态修改,确定出修改后的采集时间间隔以控制探测器根据修改后的采集时间间隔继续采集当前电池簇中各个电池模组的状态数据;采集指令为从电池管理单元按预设采集时间间隔下发的,状态数据至少包括温度数据、湿度数据及烟雾数据;
602:从电池管理单元203在当前采集时间内接收到所述探测器上报的状态数据,对探测器202上报的状态数据进行分析,以根据状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息;或者,从电池管理单元203对探测器202上报的状态数据转发至主电池管理单元300,以使得主电池管理单元300根据状态数据判断对应的电池模组是否存在电池异常信息;
603:主电池管理单元300接收从电池管理单元203上报的电池异常信息或基于主电池管理单元300对应分析得到的电池异常信息,将电池异常信息发送给储能控制单元400;
604:储能控制单元400确定出当前时间段为填谷时段,通过第二总线向主电池管理单元300下发控制指令,控制指令用于指示主电池管理单元300断开当前电池簇200对应的隔离开关204,以控制储能变流器500停止对当前电池簇200进行充电。
可以理解的是,本申请的具体实施例中可以利用探测器202探测出电池簇200中各个电池模组201的状态数据,并将该状态数据发送到从电池管理单元203或主电池管理单元300进行分析,并在当前电池簇200中的各个电池模组201中具有电池异常信息的情况下,可以通过储能控制单元400进行控制以停止对当前电池簇200中的电池模组201充电,以避免电池模组201在充电过程中出现温度过高的状态仍继续充电,可以及时对出现电池异常信息的电池簇200进行断电,提高电池簇200的安全性。
在一些可能的实施方式中,对探测器202上报的状态数据进行分析,以根据状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息,包括:
基于获取到的电池模组201的历史状态数据确定探测器202在每个上报时间点对应的上报误差,上报误差为探测器202在每个上报时间点采集的历史状态数据与实际状态数据表之间的误差值;
基于每个上报时间点对应的上报误差确定出电池模组201对应的误差平均值,根据误差平均值对当前采集的状态数据进行误差纠正,得到纠正后的状态数据;
根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,根据纠正后的状态数据判断对应的电池模组201是否存在电池异常信息,包括:
基于电池模组201对应的历史状态数据,获取预设时间段内的多个上报时间点对应的历史状态数据进行曲线拟合;
采用滑动窗口对拟合得到的曲线进行计算,得到电池模组201对应的历史状态数据中的异常数据分布,以根据异常数据分布确定出对应的筛选阈值;
根据纠正后的状态数据与筛选阈值进行比对,确定电池模组201是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,从电池管理单元203或主电池管理单元300具体还用于:
若在当前采集时间内未接收到探测器202上报的状态数据,则根据当前采集时间的前两个采集时间对应的状态数据进行差值计算,得到当前采集时间的前两个采集时间之间的状态数据差值,以根据状态数据差值判断出电池模组201是否存在电池异常信息。
在一些可能的实施方式中,上述方法还包括:
获取储能集装箱100中除当前电池簇200之外的其他电池簇200中各个电池模组201对应的当前状态数据;根据各个电池模组201在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇200中的各个电池模组201是否会发生热失控,以及确定电池模组201发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,根据各个电池模组201在预设时间周期内的历史状态数据与当前状态数据,确定其他电池簇200中的各个电池模组201是否会发生热失控,以及确定电池模组201发生热失控的时间,包括:
获取多个发生热失控的电池模组201的参考状态数据,将参考状态数据进行预处理得到训练数据集;
将训练数据集输入深度学习神经网络训练得到电池模组201发生热失控的时间预测模型;
从历史状态数据中确定出与当前状态数据最近的K个连续的状态数据作为时序特征数据,连续的状态数据包含电池模组201对应的充电时间;
基于时序特征数据的数量将K个连续的状态数据转换为目标矩阵,以将目标矩阵输入到时间预测模型中预测电池模组201发生热失控的时间。
在一些可能的实施方式中,上述方法还包括:
根据当前电池簇200之外的其他电池簇200的充电速率,确定在填谷时段结束后其他电池簇200中各个电池模组201的总可充电量;以及,根据每个其他电池簇200的当前状态,从其他电池簇200中确定出一个或多个可以承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;
通过第三总线向储能变流器500发送控制指令,在目标电池簇200在对应的充电周期结束后未执行放电逻辑,则继续对目标电池簇200进行充电,以将当前电池簇200的待充电量进行存储。
在一些可能的实施方式中,根据每个其他电池簇200的当前状态,从其他电池簇200中确定出一个或多个用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200,包括:
若电池簇200在预定时间内不存在电池异常信息,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;
或者,
若电池簇200在多个连续的充电周期内对应的状态数据为处于预设范围内,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200;
或者,
若电池簇200的可用容量与当前电池簇200的待充电量满足预设要求,则将电池簇200确定为用于承载当前电池簇200的待充电量的目标电池簇200。
需要说明的是,各个操作的实现还可以对应参照图1至图2所示的系统实施例的相应描述,且能达到相同或相似的有益效果。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质(Memory),计算机可读存储介质是各个装置设备中的记忆设备,用于存储用于设备执行的计算机程序,当其在装置设备上运行时,图3所示的方法流程得以实现。可以理解的是,此处的计算机可读存储介质既可以包括各个装置设备中的内置存储介质,当然也可以包括各个装置设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间,该存储空间存储了各个装置设备的操作系统。并且,在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一个或多个计算机程序。需要说明的是,此处的计算机可读存储介质可以是高速随机存取存储介质(Random AccessMemory,RAM),也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器;可选地,还可以是至少一个位于远离前述处理器的计算机可读存储介质。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,当计算机程序产品被设备运行时,图3所示的方法流程得以实现。
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,可以参见其它实施例的相关描述。
应理解,本申请实施例中提及的处理器可以是中央处理器(central processingunit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
还应理解,本申请实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储介质(Read-Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、EPROM、EEPROM或闪存。易失性存储器可以是RAM,其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM,DR RAM)。
需要说明的是,当处理器为通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件时,存储器(存储模块)集成在处理器中。
应注意,本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以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例性的,例如,所述单元的划分,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,机械或其它的形式。
所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介质中。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。