CN117348586A - 一种基于储能ems系统的事件顺序记录soe实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，首先，储能EMS系统启动运行时，故障检测模块设置故障状态标识为无故障，并根据检测结果实时对其更新；其次，数据采集服务模块采集系统中各种设备的数据，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，再依据故障状态标识对日志文件进行相应的处理；最后，SOE数据入库服务模块对专有SOE目录下日志文件进行文件解析，并将解析的数据写入关系数据库，实现故障前、后规范一定时间内所有数据项的关联查询、分析和回放。本发明实现了储能EMS系统在无故障运行期间和发生故障期间，仅保留一定时间的采集记录数据，不用保留全部的采集记录数据，从而对机器硬盘要求很低，降低了用户的经济成本。

Description

一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体是一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法。

背景技术

本说明书中的缩略语和关键术语定义如下:

事件顺序记录Sequence Of Event（SOE）：是记录故障发生的时间和事件的类型。SOE以毫秒级的分辨率获取事件信息，以高分辨率分辨各个信号状态变化的先后次序，帮助在事故情况下分辨故障的原因找出首出故障，因此SOE是分析事故的主要记录手段。

能量管理系统Energy Management System（EMS）：是一种集软硬件于一体的智能化系统，用于监控、控制和优化能源系统中的能量流动和能源消耗。EMS作为储能系统的大脑，一方面直接负责储能系统的控制策略，另一方面负责采集各设备的实时状态数据，监控系统运行中的故障异常，起到及时快速保护设备、保障安全的重要作用。

在储能系统中，为了准确的分析事故原因，对SOE的指标和功能要求都比较高，例如：

对于开关量采集精度要求是毫秒级，模拟量采集要达到秒，但储能系统数据采集量是非常大，仅电池系统设备为例，可能一次采集数据项就达到1000项，如果持续保存毫秒级或秒级的数据到硬盘，很快会导致硬盘空间不足，从而需要越来越多的硬盘，这样将大大增加用户的成本负担。

发明内容

本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，所述储能EMS系统包括故障检测模块、数据采集服务模块、SOE数据入库服务模块，包括以下步骤：

S1:所述储能EMS系统启动运行时，所述故障检测模块设置故障状态标识为无故障，所述储能EMS系统运行中，所述故障检测模块根据检测结果实时更新设置所述故障状态标识和故障发生的时间，所述时间精确到毫秒；

S2:所述数据采集服务模块采集所述储能EMS系统中各种设备的数据，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，在每次滚动生成新的所述日志文件前，通过所述故障状态标识判断所述储能EMS系统是否发生故障来进行相应的处理，具体所述处理如下：

如果所述故障状态标识为无故障，则删除X分钟以前的日志文件，保留含X分钟以内的日志文件，并生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，但故障发生时间未超过Y分钟,则正常生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，且故障发生时间已经超过Y分钟，则移动当前目录下的所有日志文件到另外一个专有SOE文件目录，然后复位所述故障检测模块，使所述故障状态标识为无故障，然后开始正常生成一个新的日志文件；

S3：所述SOE数据入库服务模块当检测到所述专有SOE文件目录有新日志文件产生时，则立即对所述日志文件进行文件解析，并将解析的数据写入关系数据库，当所有日志文件已完成写入数据库后，则将其删除，最后利用存储关系数据库的结构化数据，从而实现故障前Z分钟、故障后Y分钟的所有数据项的关联查询、分析和回放；所述X、Y的具体值根据不同行业的规范灵活设置；所述Z的值等于所述X减1。

进一步地，所述日志文件中的每条日志记录时间戳精确到毫秒。

进一步地，所述数据采集服务模块采用多实例进程采集所述设备的数据，所有所述实例进程运行在同一个物理机器上。

进一步地，所述日志文件至少包含时间戳、设备名、设备采集状态值。

进一步地，所述X为2、Y为3。

进一步地，所述X为3、Y为5。

进一步地，所述X为4、Y为6。

本发明实现了储能EMS系统在无故障运行期间和发生故障期间，仅保留一定时间的采集记录数据，不用保留全部的采集记录数据，从而对机器硬盘要求很低，降低了用户的经济成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例以实现故障前1分钟、故障后3分钟规范为例进行举例说明：

一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，所述储能EMS系统包括故障检测模块、数据采集服务模块、SOE数据入库服务模块，包括以下步骤：

S1:所述储能EMS系统启动运行时，所述故障检测模块设置故障状态标识为无故障，所述储能EMS系统运行中，所述故障检测模块根据检测结果实时更新设置所述故障状态标识和故障发生的时间，这个时间需要精确到毫秒；

S2:所述数据采集服务模块采用多实例来采集所述储能EMS系统中电池系统、低压开关等设备的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值），所有实例进程运行在同一个物理机器上，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，日志文件中的每条记录的时间戳精确到毫秒。在每次滚动生成新的所述日志文件前，通过所述故障状态标识判断所述于储能EMS系统是否发生故障来进行处理，具体处理方法如下：

如果所述故障状态标识为无故障，则删除2分钟以前的日志文件，只保留含2分钟以内的日志文件，并生成一个新的日志文件。

如果所述故障状态标识为有故障，但是故障发生时间没有超过3分钟,则正常生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，且故障发生时间已经超过3分钟，则移动当前目录下的日志文件到另外一个专有SOE文件目录，然后复位所述故障检测模块，使所述故障状态标识为无故障，然后开始正常生成一个新的日志文件；

S3：所述SOE数据入库服务模块当检测到所述专有SOE文件目录有新日志文件产生时，则立即对所述日志文件进行文件解析，并将解析的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值）写入关系数据库，当所有日志文件已完成写入数据库后，则将其删除，最后利用存储关系数据库的结构化数据，实现故障前1分钟,故障后3分钟的所有数据项的关联查询、分析和回放。

对于步骤S3中写入关系数据库以mysql为例作进一步说明：

建立一个soe表，其中包含记录id, 记录时间origin，设备编号device_id，设备名称device_name，设备地址device_address，采集项名resource_name，设备型号profile_name，单位units，采集项值value，数据更新时间updated_at，如下：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS vpp.device_soe

(

id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

origin BIGINT NULL,

device_id CHAR(36) NULL,

device_name VARCHAR(256) NULL,

device_address VARCHAR(256) NULL,

resource_name VARCHAR(64) NULL,

profile_name VARCHAR(64) NULL,

units VARCHAR(16) NULL,

value VARCHAR(64) NULL,

updated_at TIMESTAMP NULL

) DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

我们根据这个表的记录就可以查看所有设备在故障发生时的状态值，也可以通过条件语句过滤只查看部分设备的状态或某个时间区间的状态。

比如查看 2023-9-1 12:00:00到2023-9-1 12:01:00的 设备地址为192.168.0.25的 BMS的放电功率，查询语句如下：

select *

from device_soe

where device_address = '192.168.0.25'

and device_name = 'BMS'

and resource_name = 'DischargePower'

and origin >= UNIX_TIMESTAMP(date_format('2023-9-10 12:00:00', '%Y-%m-%d %H:%i:%s'))

and origin <= UNIX_TIMESTAMP(date_format('2023-10-10 13:00:00', '%Y-%m-%d %H:%i:%s'))；

本实施例，对于采集设备是低压开关的话，采集频率直接采用接入DI/DO口，从而保证毫秒级别的响应频率。

本实施例的有益效果：

1、本实施例储能EMS系统在无故障运行期间，最多保存仅有2分钟的记录数据量；而储能EMS系统在发生故障期间，也最多保存仅有5分钟的有效记录数据量，不用保留全部的记录数据。因此，对硬盘要求很低，极大降低了用户的经济成本。

2、本实施例数据采集服务模块的所有采集服务指令和日志存盘由一台机器发起执行，避免了不同设备的时钟不同步导致的时间戳的误差。

3、采用预写日志、最后批量清洗入数据库的方式，在大量高频并发采集时，避免了单个记录逐条入库导致的数据库IO性能限制的缺点，从而有效降低了整个系统的负载。 同时，本实施将非故障时段的日志文件数据直接丢弃，避免了绝大部分不必要的数据入库和解析等处理消耗，同时将无用数据丢弃是整个文件级别的删除而不是删除文件中的部分记录，极大的提高了数据清理速度。

实施例2：

本实施例以实现故障前2分钟、故障后5分钟规范为例进行举例说明。

一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，所述储能EMS系统包括故障检测模块、数据采集服务模块、SOE数据入库服务模块，包括以下步骤：

S1:所述储能EMS系统启动运行时，所述故障检测模块设置故障状态标识为无故障，所述储能EMS系统运行中，所述故障检测模块根据检测结果实时更新设置所述故障状态标识和故障发生的时间，这个时间需要精确到毫秒；

S2:所述数据采集服务模块采用多实例来采集所述储能EMS系统中电池系统、低压开关等设备的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值），所有实例进程运行在同一个物理机器上，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，日志文件中的每条记录的时间戳精确到毫秒。在每次滚动生成新的所述日志文件前，通过所述故障状态标识判断所述于储能EMS系统是否发生故障来进行处理，具体处理方法如下：

如果所述故障状态标识为无故障，则删除3分钟以前的日志文件，只保留含3分钟以内的日志文件，并生成一个新的日志文件。

如果所述故障状态标识为有故障，但是故障发生时间没有超过5分钟,则正常生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，且故障发生时间已经超过5分钟，则移动当前目录下的日志文件到另外一个专有SOE文件目录，然后复位所述故障检测模块，使所述故障状态标识为无故障，然后开始正常生成一个新的日志文件；

S3：所述SOE数据入库服务模块当检测到所述专有SOE文件目录有新日志文件产生时，则立即对所述日志文件进行文件解析，并将解析的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值）写入关系数据库，当所有日志文件已完成写入数据库后，则将其删除，最后利用存储关系数据库的结构化数据，实现故障前2分钟,故障后5分钟的所有数据项的关联查询、分析和回放。本步骤写入关系数据库的方法与上述实施例1相同，因此在此不再说明。

本实施例，对于采集设备是低压开关的话，采集频率直接采用接入DI/DO口，从而保证毫秒级别的响应频率。

本实施例的有益效果：

1、本实施例储能EMS系统在无故障运行期间，最多保存仅有3分钟的记录数据量；而储能EMS系统在发生故障期间，也最多保存仅有8分钟的有效记录数据量，不用保留全部的记录数据。因此，对硬盘要求很低，极大降低了用户的经济成本。

2、本实施例数据采集服务模块的所有采集服务指令和日志存盘由一台机器发起执行，避免了不同设备的时钟不同步导致的时间戳的误差。

3、采用预写日志、最后批量清洗入数据库的方式，在大量高频并发采集时，避免了单个记录逐条入库导致的数据库IO性能限制的缺点，从而有效降低了整个系统的负载。 同时，本实施将非故障时段的日志文件数据直接丢弃，避免了绝大部分不必要的日志文件数据不必要的入库和解析等处理消耗，同时将无用数据丢弃是整个文件级别的删除而不是删除文件中的部分记录，极大的提高了数据清理速度。

实施例3：

本实施例以要求实现故障前3分钟、故障后6分钟规范为例进行举例说明，具体方法如下：

一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，所述储能EMS系统包括故障检测模块、数据采集服务模块、SOE数据入库服务模块，包括以下步骤：

S1:所述储能EMS系统启动运行时，所述故障检测模块设置故障状态标识为无故障，所述储能EMS系统运行中，所述故障检测模块根据检测结果实时更新设置所述故障状态标识和故障发生的时间，这个时间需要精确到毫秒；

S2:所述数据采集服务模块采用多实例来采集所述储能EMS系统中电池系统、低压开关等设备的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值），所有实例进程运行在同一个物理机器上，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，日志文件中的每条记录的时间戳精确到毫秒。在每次滚动生成新的所述日志文件前，通过所述故障状态标识判断所述于储能EMS系统是否发生故障来进行处理，具体处理方法如下：

如果所述故障状态标识为无故障，则删除4分钟以前的日志文件，只保留含4分钟以内的日志文件，并生成一个新的日志文件。

如果所述故障状态标识为有故障，但是故障发生时间没有超过6分钟,则正常生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，且故障发生时间已经超过6分钟，则移动当前目录下的日志文件到另外一个专有SOE文件目录，然后复位所述故障检测模块，使所述故障状态标识为无故障，然后开始正常生成一个新的日志文件；

S3：所述SOE数据入库服务模块当检测到所述专有SOE文件目录有新日志文件产生时，则立即对所述日志文件进行文件解析，并将解析的数据（如时间戳、设备名、设备采集状态值）写入关系数据库，当所有日志文件已完成写入数据库后，则将其删除，最后利用存储关系数据库的结构化数据，实现故障前3分钟、故障后6分钟的所有数据项的关联查询、分析和回放。本步骤写入关系数据库的方法与上述实施例1相同，因此在此不再说明。

本实施例，对于采集设备是低压开关的话，采集频率直接采用接入DI/DO口，从而保证毫秒级别的响应频率。

本实施例的有益效果：

1、本实施例储能EMS系统在无故障运行期间，最多保存仅有4分钟的记录数据量；而储能EMS系统在发生故障期间，也最多保存仅有10分钟的有效记录数据量，不用保留全部的记录数据。因此，对硬盘要求很低，极大降低了用户的经济成本。

2、本实施例数据采集服务模块的所有采集服务指令和日志存盘由一台机器发起执行，避免了不同设备的时钟不同步导致的时间戳的误差。

3、采用预写日志、最后批量清洗入数据库的方式，在大量高频并发采集时，避免了单个记录逐条入库导致的数据库IO性能限制的缺点，从而有效降低了整个系统的负载。 同时，本实施将非故障时段的日志文件数据直接丢弃，避免了绝大部分不必要的数据入库和解析等处理消耗，，同时将无用数据丢弃是整个文件级别的删除而不是删除文件中的部分记录，极大的提高了数据清理速度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，所述储能EMS系统包括故障检测模块、数据采集服务模块、SOE数据入库服务模块，其特征在于，包括以下步骤：

S1:所述储能EMS系统启动运行时，所述故障检测模块设置故障状态标识为无故障，所述储能EMS系统运行中，所述故障检测模块根据检测结果实时更新设置所述故障状态标识和故障发生的时间，所述时间精确到毫秒；

S2:所述数据采集服务模块采集所述储能EMS系统中各种设备的数据，并采用滚动方式持续按每1分钟生成一个日志文件，在每次滚动生成新的所述日志文件前，通过所述故障状态标识判断所述储能EMS系统是否发生故障来进行相应的处理，具体所述处理如下：

如果所述故障状态标识为无故障，则删除X分钟以前的日志文件，保留含X分钟以内的日志文件，并生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，但故障发生时间未超过Y分钟,则正常生成一个新的日志文件；

如果所述故障状态标识为有故障，且故障发生时间已经超过Y分钟，则移动当前目录下的所有日志文件到另外一个专有SOE文件目录，然后复位所述故障检测模块，使所述故障状态标识为无故障，然后开始正常生成一个新的日志文件；

S3：所述SOE数据入库服务模块当检测到所述专有SOE文件目录有新日志文件产生时，则立即对所述日志文件进行文件解析，并将解析的数据写入关系数据库，当所有日志文件已完成写入数据库后，则将其删除，最后利用存储关系数据库的结构化数据，从而实现故障前Z分钟、故障后Y分钟的所有数据项的关联查询、分析和回放；所述X、Y的具体值根据不同行业的规范灵活设置；所述Z的值等于所述X减1。

2.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述日志文件中的每条日志记录时间戳精确到毫秒。

3.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述数据采集服务模块采用多实例进程采集所述设备的数据，所有所述实例进程运行在同一个物理机器上。

4.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述日志文件至少包含时间戳、设备名、设备采集状态值。

5.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述X为2、Y为3。

6.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述X为3、Y为5。

7.根据权利要求1所述的基于储能EMS系统的事件顺序记录SOE实现方法，其特征在于：所述X为4、Y为6。