CN117335535B - 带自检模块的储能电源智慧控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能电源管理技术领域，具体涉及带自检模块的储能电源智慧控制系统。包括状态监测分析单元、作业任务分析单元、交接分配判定单元。通过判定运行状态异常的储能电源并建立异常电源队列，将此类储能电源的运行任务划定为交接任务，通过剔除异常状态的储能电源来生成常规运行队列，并在常规运行队列确定与交接任务匹配的储能电源，以此创建优先分配队列，通过对优先分配队列序列处理以确定能够适配交接任务的储能电源，以合理、安全的分配储能电源，确保任务执行的同时，降低储能电源不合理使用所产生的安全隐患。

Description

带自检模块的储能电源智慧控制系统

技术领域

本发明涉及储能电源管理技术领域，具体涉及带自检模块的储能电源智慧控制系统。

背景技术

储能电源由蓄电池、DC-DC、逆变器(DC-AC)、电池管理系统(BMS)等组成，目前的储能电源在使用的过程中，为了便于其进行充电或放电作业，会给储能电源设置既定的工作任务，以此使储能电源能够进行良好的充电或放电作业。

但在当前，储能电源在运行的过程中，还会出现一些异常的情况，例如电流、电压、功率的异常，这些情况存在时都会导致储能电源存在极大的安全隐患，当这些情况存在时，原储能电源自身所设置的工作任务即被暂停，如何给这些工作任务提供与其适配的储能电源，在确保完成工作任务时，并避免后续储能电源产生上述等其他的异常情况是目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了带自检模块的储能电源智慧控制系统，能够有效解决现有技术中储能电源异常时，其内部预设的工作任务无法精确分配至其他的储能电源进行作业，影响储能电源正常运行的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供带自检模块的储能电源智慧控制系统，包括状态监测分析单元，通过状态监测分析单元确定异常状态的储能电源并创建异常电源队列，与状态监测分析单元输出端连接的作业任务分析单元，所述作业任务分析单元用于采集储能电源的运行任务，还包括：

将异常电源队列内的运行任务标记为交接任务；

与作业任务分析单元输出端连接的交接分配判定单元，所述交接分配判定单元基于异常电源队列形成常规运行队列，通过交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，以优先分配队列对交接任务执行任务分配操作，使储能电源运行交接任务，其中：

当所分配的储能电源处于异常状态，基于当前异常状态的储能电源与异常电源队列，以在优先分配队列内判定是否评估其他的储能电源，以重新生成优先分配队列，使优先分配队列重新对交接任务执行任务分配操作。

进一步地，所述状态监测分析单元包括电池状态采集模块，所述电池状态采集模块用于采集储能电池的运行状态，所述电池状态采集模块的输出端连接有异常状态判定模块，所述异常状态判定模块用于判定异常运行状态的储能电池，并以异常状态的储能电池创建异常电源队列，所述异常状态判定模块的输出端连接有状态控制执行模块，所述状态控制执行模块用于控制储能设备处于通/断状态。

进一步地，所述作业任务分析单元包括任务状态采集模块，所述任务状态采集模块用于采集储能电池的运行任务，并将异常电源队列内储能电源的任务标记为交接任务，所述任务状态采集模块的输出端连接有任务状态分析模块，所述任务状态分析模块用于确定运行任务与交接任务的任务状态。

进一步地，所述任务状态包括：

任务时间、任务进度、任务标准。

进一步地，所述交接分配判定单元包括预先匹配对应模块，所述预先匹配对应模块用于剔除异常电源队列来创建常规运行队列，并以交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，在优先分配队列内分配储能电源执行交接任务。

进一步地，所述预先匹配对应模块的输出端连接有分配优先级确定模块，确定优先分配队列中预先分配执行交接任务的储能电源，并将其设定为第一匹配目标，以第一匹配目标执行交接任务分配操作。

进一步地，所述第一匹配目标处于异常状态时，预先将其于优先分配队列内剔除，并确定其与异常电源队列内的储能电源是否为相邻状态，其中：

当为相邻状态时：

分配优先级确定模块确定优先分配队列与异常电源队列之间处于相邻的储能电源，并确定此类储能电源的数量，划定采集阈值，评估此类储能电源的运行状态并判定其是否为异常状态，根据采集阈值所确定储能电源的异常状态，于优先分配队列内重新评估是否存在其他异常的储能电源；

当不为相邻状态时：

不执行运行状态判定操作。

本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

1、通过判定运行状态异常的储能电源并建立异常电源队列，将此类储能电源的运行任务划定为交接任务，通过剔除异常状态的储能电源来生成常规运行队列，并在常规运行队列确定与交接任务匹配的储能电源，以此创建优先分配队列，通过对优先分配队列序列处理以确定能够适配交接任务的储能电源，以合理、安全的分配储能电源，确保任务执行的同时，降低储能电源不合理使用所产生的安全隐患。

2、当于优先分配队列所分配的储能电源处于异常状态时，结合所分配储能电源与异常电源队列之间的异常状态的情况，来对优先分配队列内其他异常状态的储能电源进行预先判定，加快当前对异常状态储能电源的分析效率，同时来确定能够合理执行交接任务的储能电源，以提升当前储能电源使用分配时的合理、安全性。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体模块框图之一；

图2为本发明的整体模块框图之二。

图中的标号分别代表:

10、状态监测分析单元；

110、电池状态采集模块；120、异常状态判定模块；130、状态控制执行模块；

20、作业任务分析单元；

210、任务状态采集模块；220、任务状态分析模块；

30、交接分配判定单元；

310、预先匹配对应模块；320、分配优先级确定模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1（参阅图1-2）：带自检模块的储能电源智慧控制系统，包括状态监测分析单元10，通过状态监测分析单元10确定异常状态的储能电源并创建异常电源队列，与状态监测分析单元10输出端连接的作业任务分析单元20，作业任务分析单元20用于采集储能电源的运行任务，还包括：

将异常电源队列内的运行任务标记为交接任务；

与作业任务分析单元20输出端连接的交接分配判定单元30，交接分配判定单元30基于异常电源队列形成常规运行队列，通过交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，以优先分配队列对交接任务执行任务分配操作，使储能电源运行交接任务，本方案中，通过将当前处于运行状态的储能电源划定为储能电源队列，通过状态监测分析单元10对储能电源队列内的储能电源进行状态监测，以确定运行状态存在异常的储能电源（异常是指：电流、电压、功率及温度的异常，不符合安全阈值范围），并将所确定异常状态的储能电源整合并创建异常电源队列，通过作业任务分析单元20采集上述储能电源队列和异常电源队列中储能电源中的运行任务，在本方案中，当储能电源处于异常状态时，状态监测分析单元10即时将该储能电源进行关闭（控制储能电源停止运行），然后作业任务分析单元20将异常电源队列内储能电源的运行任务标记为交接任务，也就说需要将此交接任务分配至其他的储能电源进行作业，因此，交接分配判定单元30随之在储能电源队列中剔除异常电源队列，使剩余的储能电源形成常规运行队列，此处常规运行队列内的储能电源是能够满足上述交接任务运行的，但是考虑到此常规运行队列内的储能电源自身也有既定的运行任务，便通过确定交接任务的任务状态（包括任务时间、任务进度、任务标准，其中，任务时间是指交接任务在何时需要完成；任务进度是指交接任务当前所完成的量度；任务标准是指交接任务运行需要配置的设备标准，例如电流、电压及功率的标准值）生成匹配条件，也就是说在任务状态的基础上，于重新生成的储能电源队列内确定适配当前交接任务状态的储能电源，由此创建优先分配队列，通过在优先分配队列内确定分配能够执行交接任务的储能设备，以此能够给交接任务提供适配的储能电源进行任务执行，在保证交接任务正常执行时，也能够合理的分配储能电源，同时确保了储能电源运行时的安全性，实现对当前储能电源的智能化控制操作。

值得说明的是，当所分配的储能电源处于异常状态，基于当前异常状态的储能电源与异常电源队列，以在优先分配队列内判定是否评估其他的储能电源，以重新生成优先分配队列，使优先分配队列重新对交接任务执行任务分配操作；具体是，基于当前异常状态的储能电源与异常电源队列，来确定其与异常电源队列内的储能电源是否处于相邻状态，当为相邻时，确定优先分配队列内与异常电源队列相邻的储能设备，并创建采集分析数量阈值，以对优先分配队列内的储能设备进行抽调，以判定储能设备是否异常状态，根据是否存在异常状态以确定是否改变优先分配队列内的储能电源，以重新生成优先分配队列并执行交接任务分配操作，以此，本系统能够对在分配后的储能电源处于异常状态时，来确定优先分配队列内是否存在异常的储能电源，以使后续对交接任务的分配时，优先分配队列能够提供更为合适的储能电源运行交接任务，确保当前储能电源运行的安全性。

综上，示出了本发明储能电源智慧控制系统整体的技术方案，如下对做上述方案做出进一步的分析：

状态监测分析单元10包括电池状态采集模块110，电池状态采集模块110用于采集储能电池的运行状态，电池状态采集模块110的输出端连接有异常状态判定模块120，异常状态判定模块120用于判定异常运行状态的储能电池，并以异常状态的储能电池创建异常电源队列，异常状态判定模块120的输出端连接有状态控制执行模块130，状态控制执行模块130用于控制储能设备处于通/断状态；通过电池状态采集模块110获取正在运行的储能电源，异常状态判定模块120采集储能电源的状态数值，具体包括电流、电压、功率及温度，并将其与安全阈值（状态数值与安全阈值进行比对，对于安全阈值来说，是指储能电源安全运行的额定数值，例如：电流安全阈值为x,电压安全阈值为y，温度安全阈值为z,通过判定状态数值是否小于安全阈值，小于则为正常，等于或超过则为不正常）进行比对分析，以确定为异常状态的储能电源，由异常状态判定模块120创建异常电源队列，并由状态控制执行模块130控制该异常电源队列内的储能电源进行关闭。

值得说明的是，状态控制执行模块130具体是通过储能控制器控制储能电源的通/断状态，此方式为目前储能电源通/断的常规控制方式，在此不做赘述。

具体的，作业任务分析单元20包括任务状态采集模块210，任务状态采集模块210用于采集储能电池的运行任务，并将异常电源队列内储能电源的任务标记为交接任务，任务状态采集模块210的输出端连接有任务状态分析模块220，任务状态分析模块220用于确定运行任务与交接任务的任务状态，储能电源的运行任务是在初始时由终端控制人员预设，给每个储能电源分配不同的运行任务，例如：在某个时间段下需要完成的充/放电任务，因此，任务状态采集模块210采集多个储能电源的运行任务，并将异常电源队列内储能电源的运行任务设定为交接任务，也就是说，该交接任务原本对应异常状态的储能电源由状态控制执行模块130闭断后，需要将此交接任务分配给其他的储能电源执行，方能够使交接任务完成，因此：

交接分配判定单元30包括预先匹配对应模块310，预先匹配对应模块310用于剔除异常电源队列来创建常规运行队列，并以交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，在优先分配队列内分配储能电源执行交接任务；具体是，通过剔除异常电源队列内的储能电源，将所剩余正常运行的储能电源创建为常规运行队列，根据上述，任务时间是指交接任务需要的完成时间；任务进度是指交接任务当前的完成度，如充/放电量；任务标准是指储能电源对应的额定标值，例如需采用电压为c，电流为b，功率为n的储能电源执行，以上述多种的任务状态生成匹配条件，来确定多个能够执行交接任务的储能电源，且对于此储能电源来说，是指在完成其自身的运行任务的基础上执行交接任务再次能够完成的，并由此类储能电源创建优先分配队列，且对于优先分配队列来说，通过储能电源以自身荷电状态以由高至低的方式进行排列，并重新生成优先分配队列，这样就能在储能电源完成自身的运行任务时，按照顺序确定执行交接任务的储能电源，以便于对储能电源实现合理的规划使用。

进一步的，预先匹配对应模块310的输出端连接有分配优先级确定模块320，确定优先分配队列中预先分配执行交接任务的储能电源，并将其设定为第一匹配目标，以第一匹配目标执行交接任务分配操作，当第一匹配目标处于异常状态时，预先将其于优先分配队列内剔除，并确定其与异常电源队列内的储能电源是否为相邻状态，其中：

当为相邻状态时：

分配优先级确定模块320确定优先分配队列与异常电源队列之间处于相邻的储能电源，并确定此类储能电源的数量，划定采集阈值，评估此类储能电源的运行状态并判定其是否为异常状态，根据采集阈值所确定储能电源的异常状态，于优先分配队列内重新评估是否存在其他异常的储能电源；当不为相邻状态时，不执行运行状态判定操作；

根据上述，在具体运行时：对于第一匹配目标处于异常状态来说（此处处于异常状态是指，运行状态不符合安全阈值，降低由优先分配队列内剔除，并分配至异常电源队列内，使其不再执行分配交接任务的操作），是指其在未执行交接任务，执行自身运行任务的过程中出现异常状态，因目前储能电源的数量巨大，为了便于执行充/放电作业，会将多个储能电源放置于同一个作业区，因此，通过判定当前第一匹配目标与异常电源队列内的储能电源是否存在相邻设置，当为相邻设置时，说明当前处于异常状态的储能电源可能存在受异常电源队列内储能电源影响的情况（这是因为电流、电压、功率的变化，均会导致储能电源温度的变化，储能电源相邻设置，就会受到附近温度的传递影响），为了进一步提高储能电源运行的安全性，基于上述情况，便可预先判定优先分配队列与异常电源队列内存在相邻的储能电源，划定采集阈值，采集阈值是指在众多相邻的储能电源中选取部分的储能电源进行分析，采集阈值可人为预先设定，本方案中设定为总量的30％，例如优先分配队列与异常电源队列相邻的储能电源为9，采集阈值就为3，且此3个储能电源需为不同位置，当采集阈值所确定后的数量不为整数时，例如3.5个，优先以小数点前一位的数值为采集阈值，然后，对于储能电源的运行状态来说，因其受到异常状态判定模块120的持续监测判定，说明运行状态不存在高于安全阈值的情况，因此本处所设置异常状态的判定条件为储能电源的温度变化率，判定方式具体为：

步骤一：求取历史运行任务数据中每个历史运行任务的第一温度变化率；具体是预先求取历史运行任务开始时储能电源初始温度与历史运行任务结束时储能电源结束温度之间的温度差值，并确定历史运行任务的持续时间，根据温度差值与时间之间的比值确定第一温度变化率；

步骤二：求取综合温度变化率，本案中是指每小时的温度变化状况，获得综合温度变化率，设定浮动阈值常数（通常取±2或±3℃，也就是说在综合温度变化率的基础上叠加浮动阈值常数，这是考虑到储能电源在运行的过程中存在其他因素导致的风险波动状况，以贴近当前的储能电源运行状况，下文本方案中通过求取综合温度变化率，以再进行分析比对，后续能够对储能电源的运行状态做出精确的判定），再通过求取当前选取的储能电源的当前温度变化率，并进行比较；具体是，确定多个第一温度变化率之间的和，确定多个第一温度变化率时间之间的和，并求取多个第一温度变化率之间的和与多个第一温度变化率时间之间的和的差值，就为综合温度变化率。

步骤三：当其处于上述综合温度变化率区间时，说明其为正常；反之则为异常；

步骤四：根据两种情况进行判定处理：

其一：当所选取的储能电源之中存在异常状态的储能电源时（异常储能电源的数量小于或等于1，以此为判定值），将此异常状态的储能电源调入至优先分配队列的末端，暂缓其执行交接任务的分配操作，且以此异常状态的储能电源再次确定与其相邻的储能电源，并重复执行上述异常状态步骤一-步骤三的判定方法；

其二：当所选取的储能电源之中存在异常状态的储能电源时（异常储能电源的数量大于1），将此异常状态的储能电源预先调入至优先分配队列的末端（末端的序列按照下文综合温度变化率的示例），暂缓其执行交接任务的分配操作，并将优先分配队列中待分配的储能电源与异常电源队列中相邻的储能电源均列为逐一分析判定的目标，以对此处所确定全体的储能电源进行异常状态的分析判定操作，以确定后续是否重新对优先分配队列内的储能电源进行序列；

步骤五：当判定此处的储能电源（是指步骤四中：以此异常状态的储能电源再次确定与其相邻的储能电源）为正常时，不再执行上述异常状态的判定操作；反之，当此处所确定与其相邻的储能电源不为正常时，将优先分配队列中待分配的储能电源与异常电源队列中相邻的储能电源均列为逐一分析判定的目标，以对此处所确定全体的储能电源进行异常状态的分析判定操作，使后续按照符合综合温度变化率范围的储能电源进行序列，并重新生成优先分配队列，以此便于后续执行交接任务的分配操作。

值得说明的是，对综合平均温度变化率的具体说明示例：

例如：综合温度变化率为40-46℃，多个储能电源的综合平均温度变化率为：50℃、51℃、47℃、48℃、52℃等，符合综合平均温度变化率区间的储能电源为：47℃、48℃等以此序列，即优先将温度低的序列在前，对于储能电源的温度安全阈值来说，通常为60℃，也就是说低于60℃的其均是能够运行，但本方案通过对温度变化异常的储能电源分析确定，以更合理、安全的使用储能电源，降低安全隐患的产生，综上，通过此方法的设置，能够将温度高的储能电源列为替补的交接任务分配对象，能够预先以更为适配的储能电源执行交接任务，以合理的规划储能电源的使用，降低储能电源运行过程中所产生的安全隐患。

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，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.带自检模块的储能电源智慧控制系统，包括状态监测分析单元（10），通过状态监测分析单元（10）确定异常状态的储能电源并创建异常电源队列，与状态监测分析单元（10）输出端连接的作业任务分析单元（20），所述作业任务分析单元（20）用于采集储能电源的运行任务，其特征在于，还包括：

将异常电源队列内的运行任务标记为交接任务；

与作业任务分析单元（20）输出端连接的交接分配判定单元（30），所述交接分配判定单元（30）基于异常电源队列形成常规运行队列，通过交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，以优先分配队列对交接任务执行任务分配操作，使储能电源运行交接任务，其中：

当所分配的储能电源处于异常状态，基于当前异常状态的储能电源与异常电源队列，以在优先分配队列内判定是否评估其他的储能电源，以重新生成优先分配队列，使优先分配队列重新对交接任务执行任务分配操作；

所述交接分配判定单元（30）包括预先匹配对应模块（310），所述预先匹配对应模块（310）用于剔除异常电源队列来创建常规运行队列，并以交接任务的任务状态生成匹配条件，依据匹配条件在常规运行队列中创建优先分配队列，在优先分配队列内分配储能电源执行交接任务；

所述预先匹配对应模块（310）的输出端连接有分配优先级确定模块（320），确定优先分配队列中预先分配执行交接任务的储能电源，并将其设定为第一匹配目标，以第一匹配目标执行交接任务分配操作；

所述第一匹配目标处于异常状态时，预先将其于优先分配队列内剔除，并确定其与异常电源队列内的储能电源是否为相邻状态，其中：

当为相邻状态时：

分配优先级确定模块（320）确定优先分配队列与异常电源队列之间处于相邻的储能电源，并确定此类储能电源的数量，划定采集阈值，评估此类储能电源的运行状态并判定其是否为异常状态，根据采集阈值所确定储能电源的异常状态，于优先分配队列内重新评估是否存在其他异常的储能电源；

当不为相邻状态时：

不执行运行状态判定操作。

2.根据权利要求1所述的带自检模块的储能电源智慧控制系统，其特征在于，所述状态监测分析单元（10）包括电池状态采集模块（110），所述电池状态采集模块（110）用于采集储能电池的运行状态，所述电池状态采集模块（110）的输出端连接有异常状态判定模块（120），所述异常状态判定模块（120）用于判定异常运行状态的储能电池，并以异常状态的储能电池创建异常电源队列，所述异常状态判定模块（120）的输出端连接有状态控制执行模块（130），所述状态控制执行模块（130）用于控制储能设备处于通/断状态。

3.根据权利要求1所述的带自检模块的储能电源智慧控制系统，其特征在于，所述作业任务分析单元（20）包括任务状态采集模块（210），所述任务状态采集模块（210）用于采集储能电池的运行任务，并将异常电源队列内储能电源的任务标记为交接任务，所述任务状态采集模块（210）的输出端连接有任务状态分析模块（220），所述任务状态分析模块（220）用于确定运行任务与交接任务的任务状态。

4.根据权利要求3所述的带自检模块的储能电源智慧控制系统，其特征在于，所述任务状态包括：

任务时间、任务进度、任务标准。