CN117353628A - 一种智能油电储能系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种智能油电储能系统及其控制方法，涉及储能技术领域，所述储能系统包括油机供电模块、电池供电模块、AC‑AC变频器、负载、EMU监控模块、降温模块和消防模块；油机供电模块采用第一连接方式连接至AC‑AC变频器；AC‑AC变频器采用第一连接方式连接至负载；电池供电模块采用第一连接方式连接至AC‑AC变频器；EMU监控模块采用第二连接方式分别与油机供电模块、电池供电模块、AC‑AC变频器、降温模块和消防模块连接。上述储能系统及其控制方法，解决了现有储能系统需人工值守、以及系统发电质量低的问题。

Description

一种智能油电储能系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其是涉及一种智能油电储能系统及其控制方法。

背景技术

传统的储能系统大多采用光伏发电，通过锂电池将光伏产生的电能进行存储，并在需要时释放电能，为负载供电。然而，对于一些负载用电需求较大或光伏发电量较小的场合，依靠光伏发电已经无法满足负载需求，因此，具有更大发电功率的柴油发电技术，凭借其适用负载范围更加广泛的特点，在一些场合中逐渐取代光伏发电；通过柴油发电和电池储能构成的油电储能系统，应用也越来越广泛。

但是，传统的油电储能系统只能实现部分自动控制，由于传统的油电储能系统通常采用PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)进行系统运行情况的监控，采集和监控机油压力、机体温度、机油温度以及常见的一些报警信号。但是由于PLC在算力、模拟量采集能力、外围资源(如通讯接口)等方面能力较差，对于油电储能系统的调控仍然需要专业的工作人员值守和手动调整，例如定期添加柴油、在系统温度过高时，手动启动消防装置等，才能保证系统的正常运行。另外，传统的油电储能系统中，仅注重发电效率以及系统成本，而忽视了系统的发电质量，降低了油电储能系统的寿命。

因此，现有的油电储能系统，一是在自动控制方面智能化水平较低，仍需要人工值守，无法对油电储能系统进行有效的监控和控制；二是系统发电质量较低，降低了油电储能系统的寿命。

发明内容

为了解决现有技术中，油电储能系统的智能化监控水平较低，需要人工值守，以及发电质量较低的问题，本申请提供一种智能油电储能系统及其控制方法。

第一方面，本申请提供一种智能油电储能系统，采用如下的技术方案：所述储能系统包括油机供电模块、电池供电模块、AC-AC变频器、负载、EMU监控模块、降温模块和消防模块；所述油机供电模块包括储油罐、油泵和油机；所述电池供电模块包括电池包和双向DC-AC变换器；所述降温模块包括风机和空调；

所述储油罐采用第一连接方式连接至油泵；所述油泵采用第一连接方式连接至油机；所述油机采用第一连接方式连接至AC-AC变频器；所述AC-AC变频器采用第一连接方式连接至负载；所述电池包采用第一连接方式连接至双向DC-AC变换器；所述双向DC-AC变换器采用第一连接方式与AC-AC变频器连接；所述第一连接方式用于实现能量的交互；

所述EMU监控模块采用第二连接方式分别与储油罐、油泵、油机、电池包、双向DC-AC变换器、AC-AC变频器、风机、空调和消防模块连接；所述第二连接方式用于实现数据的交互。

通过采用上述技术方案，将EMU监控模块分别与油机供电模块、电池供电模块、AC-AC变频器、降温模块和消防模块通讯连接的结构，可以实现EMU监控模块对储能系统中各部分运行状况的监控，以及对储能系统内能量流动的调控，并可以当储能系统出现故障时及时发现和处理，解决了现有技术中，油电储能系统的智能化监控水平较低，需要人工值守的问题，实现储能系统的智能化监控和系统运行过程的调控；另外，通过配置AC-AC变频器，确保系统交流端输出电力的稳定性，降低电力线路中的电压波动，减少对负载的冲击，延长油电储能系统的寿命，避免系统发生停机等故障，解决了现有技术中油电储能系统发电质量较低的问题。

第二方面，本申请提供一种应用于上述第一方面所述的智能油电储能系统的控制方法，采用如下的技术方案，所述控制方法包括：

所述储能系统初始化并自检；

所述油机供电模块、电池供电模块和AC-AC变频器基于自身的自检结果，向所述EMU监控模块发送准备就绪信号；

所述EMU监控模块基于所述准备就绪信号，判断出储能系统处于正常工作状态，并分别向油机供电模块、电池供电模块和AC-AC变频器发送查询指令；

所述油机供电模块基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块发送第一响应信号；所述电池供电模块基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块发送第二响应信号；所述AC-AC变频器基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块发送第三响应信号；

所述EMU监控模块基于所述第一响应信号、第二响应信号、第三响应信号和预先构建的系统运行分析模型，确定储能系统的运行状况，并调控储能系统的运行。

通过采用上述技术方案，通过储能系统的初始化和自检过程，保证储能系统内用于能量交互的各模块的运行正常和通信正常；通过EMU监控模块汇总油机供电模块、电池供电模块和AC-AC变频器的自检结果，并统一下发查询指令和接收对应的响应信号，进而得到整个储能系统当前的运行状况，实现对储能系统运行状况的监控，并进一步对储能系统内能量分配进行调控。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型包括系统供电模式分析子模型，所述系统供电模式分析子模型用于分析所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

所述EMU监控模块基于所述第一响应信号、第二响应信号和第三响应信号，确定所述储能系统的油量状况、电量状况和用电状况，并基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路；

其中，所述储能系统支持的供电模式包括第一供电模式、第二供电模式、第三供电模式中的一种或多种；所述第一供电模式为油机供电模块输出电能且电池供电模块以最大功率输出电能，所述第二供电模式为油机供电模块输出电能且电池供电模块以额定功率输出电能，所述第三供电模式为油机供电模块单独输出电能。

通过采用上述技术方案，EMU监控模块根据与供电相关的油量状况和电量状况，以及与负载相关的用电状况，从而可以确定当前储能系统所能支持的供电模式，便于工作人员清楚的掌握储能系统的运行状况，并调控储能系统内的能量交互通路，保证系统高效运行。

在一个具体的可实施方案中，所述EMU监控模块基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

若所述储油罐的油量＞预设安全油位，且所述电池包的电量＞第一预设电量阈值，则EMU监控模块确定所述储能系统支持第一供电模式；

若所述储油罐的油量＞预设安全油位，且所述电池包的电量≤第一预设电量阈值，则EMU监控模块确定所述储能系统支持第二供电模式；

若所述储油罐的油量＞预设安全油位，且所述电池包的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器断开与具有功率冲击特性的负载的供电通路，或控制电池供电模块存储油机供电模块输出的剩余能量；

若所述储油罐的油量≤预设安全油位，且所述电池包的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器断开与具有功率冲击特性的负载的供电通路。

通过采用上述技术方案，根据储油罐的油量，结合电池包的电量，可以精确判断出当前储能系统所支持的供电模式，当油量充足且电量也充足时，系统可以支持油机输出和电池包按照最大功率一同输出；当油量充足但电量不充足时，系统可以支持油机输出和电池包按照额定功率一同输出；当油量充足但电量过低时，系统可以支持油机单独输出，并将具有功率冲击特性的负载断开，或将系统中剩余的能量及时补入电池包，既可以避免电池的电量过低影响电池性能，又可以避免资源的浪费；当油量不足且电量也不足时，系统可以支持油机单独输出，并将具有功率冲击特性的负载断开，并提醒工作人员及时添加燃油。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型还包括电池供电状况分析子模型，所述电池供电状况分析子模型用于分析所述电池供电模块的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述电池包的电量≥电池包的总容量，或所述电池包的电芯总电压超过充电电压保护点且电池包存在充电电流，则EMU监控模块生成BMS充电保护失效的预警信息；

若所述电池包的BMS放电回路关闭，且所述电池包存在放电电流，则EMU监控模块生成BMS放电保护失效的预警信息；

若所述电池包的温度超出第一预设温度范围，则EMU监控模块生成电池包的温度传感器失效的预警信息；

若所述电池包的电芯采样线断开，则EMU监控模块生成电池包的电压传感器失效的预警信息；

若所述电池包的电芯压差≥第一预设压差阈值，则EMU监控模块生成电池包的电芯失效的预警信息；

若所述双向DC-AC变换器故障，则EMU监控模块生成双向DC-AC变换器失效的预警信息。

通过采用上述技术方案，通过EMU监控模块监控电池供电模块中电池包和双向DC-AC变换器的运行状况，当电池包或双向DC-AC变换器的运行出现异常时，EMU监控模块可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型还包括电池温度分析子模型，所述电池温度分析子模型用于分析所述电池供电模块的温度状况，并控制所述降温模块执行对应的降温操作，具体包括：

若所述电池包的温度≥第二预设温度阈值，则EMU监控模块控制风机启动，所述风机用于电池包的降温；

若所述电池包的温度≥第三预设温度阈值，则EMU监控模块控制风机和空调启动，所述风机和空调同时用于电池包的降温。

通过采用上述技术方案，通过EMU监控模块监控电池供电模块中的温度状况，当温度达到第二预设温度阈值时，风机启动进行电池包的散热降温，当风机散热效果不足，温度上升到第三预设温度阈值时，空调启动共同加入散热降温的过程，提高系统的安全性。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型还包括油机供电状况分析子模型，所述油机供电状况分析子模型用于分析所述油机供电模块的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储油罐的油量在第一预设时间内，持续低于预设低油位，则EMU监控模块生成储油罐加油回路失效的预警信息；

若所述油机启动失败或者带载失败，则EMU监控模块生成油泵或油机失效的预警信息。

通过采用上述技术方案，通过EMU监控模块监控油机供电模块中储油罐和油机的运行状况，当储油罐或油机的运行出现异常时，EMU监控模块可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型还包括变频器状况分析子模型，所述变频器状况分析子模型用于分析所述AC-AC变频器的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述AC-AC变频器故障，则EMU监控模块生成AC-AC变频器失效的预警信息。

通过采用上述技术方案，通过EMU监控模块监控AC-AC变频器的运行状况，当AC-AC变频器的运行出现异常时，EMU监控模块可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

在一个具体的可实施方案中，所述系统运行分析模型还包括系统通讯分析子模型，所述系统通讯分析子模型用于分析所述储能系统的通讯状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储能系统通讯故障，则EMU监控模块生成EMU通讯失效的预警信息；其中，所述储能系统通讯故障包括EMU监控模块与油机供电模块通讯故障、EMU监控模块与电池供电模块通讯故障、EMU监控模块与AC-AC变频器通讯故障中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，通过EMU监控模块监控储能系统的通讯状况，并当系统通讯出现异常时，EMU监控模块可以及时发现并提醒。

在一个具体的可实施方案中，所述控制方法还包括：

消防模式实时监测电池供电模块的环境信息，得到环境信息监测结果，并将所述环境信息监测结果输出至EMU监控模块；所述环境信息监测结果包括温度监测结果、烟雾固体颗粒物监测结果和特征气体监测结果中的一种或多种，所述特征气体包括CO；

所述EMU监控模块，用于基于所述环境信息监测结果，控制储能系统停机或启动消防模式中的喷淋系统。

通过采用上述技术方案，消防模块可以位于电池仓中，系统正常运行时，消防模块处于待机状态，当消防模块检测到环境信息存在异常时，此时电池存在燃烧爆炸的风险，则EMU监控模块通过执行对应的操作，进一步提高系统的安全性。

综上所述，本申请的技术方案至少包括以下有益技术效果：

1、通过将EMU监控模块分别与油机供电模块、电池供电模块、AC-AC变频器、降温模块和消防模块通讯连接的结构，可以实现EMU监控模块对储能系统中各部分运行状况的监控，以及对储能系统内能量流动的调控，并可以当储能系统出现故障时及时发现和处理，解决了现有技术中，油电储能系统的智能化监控水平较低，需要人工值守的问题，实现储能系统的智能化监控和系统运行过程的调控；

2、通过配置AC-AC变频器，确保系统交流端输出电力的稳定性，降低电力线路中的电压波动，减少对负载的冲击，延长油电储能系统的寿命，避免系统发生停机等故障，解决了现有技术中油电储能系统发电质量较低的问题；

3、通过储能系统的初始化和自检过程，保证储能系统内各模块的正常运行、以及储能系统内的正常通信；通过EMU监控模块汇总油机供电模块、电池供电模块和AC-AC变频器的自检结果，并统一下发查询指令和接收对应的响应信号，进而得到整个储能系统当前的运行状况，实现对储能系统运行状况的监控，并进一步对储能系统内能量分配进行调控。

附图说明

图1是本申请实施例中智能油电储能系统的结构示意图；

图2是本申请实施例中智能油电储能系统的控制方法的流程图；

图3是本申请实施例中系统运行分析模型的整体结构示意图；

图4是本申请实施例中系统供电模式分析子模型的逻辑示意图。

附图标记说明：

1、油机供电模块；11、储油罐；12、油泵；13、油机；2、电池供电模块；21、电池包；22、双向DC-AC变换器；3、AC-AC变频器；4、负载；5、EMU监控模块；6、降温模块；61、风机；62、空调；7、消防模块。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。

实施例一：本实施例公开一种智能油电储能系统，参照图1，所述智能油电储能系统包括油机供电模块1、电池供电模块2、AC-AC变频器3、负载4、EMU监控模块5、降温模块6和消防模块7；所述油机供电模块1包括储油罐11、油泵12和油机13；所述电池供电模块2包括电池包21和双向DC-AC变换器22；所述降温模块6包括风机61和空调62。

其中，所述储油罐11采用第一连接方式连接至油泵12；所述油泵12采用第一连接方式连接至油机13；所述油机13采用第一连接方式连接至AC-AC变频器3；所述AC-AC变频器3采用第一连接方式连接至负载4；所述电池包21采用第一连接方式连接至双向DC-AC变换器22；所述双向DC-AC变换器22采用第一连接方式与AC-AC变频器3连接；所述第一连接方式用于实现能量的交互；所述能量的交互表示功率的传输。

所述EMU监控模块5采用第二连接方式分别与储油罐11、油泵12、油机13、电池包21、双向DC-AC变换器22、AC-AC变频器3、风机61、空调62和消防模块7连接；所述第二连接方式用于实现数据的交互。所述第二连接方式可以采用通讯线连接；具体地，所述EMU监控模块5具备以太网传输功能，EMU监控模块5与储油罐11、油泵12、油机13、电池包21、双向DC-AC变换器22和AC-AC变频器3的连接可以为远程通讯连接。

其中，所述电池包21内置有BMS(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)，所述EMU监控模块5通过与BMS通讯，可以获取电池包21的运行状况，例如电池包21的电量、电池包21的保护状态，还可以获取电池包21内各电芯电压、电池包21可支持最大充放电电流、电池包21的温度、SOP(State of Power，电池功率状态)、电量、健康度，寿命等，为储能系统的最大输出功率和可持续工作时长提供依据；所述油机13包括传感器，所述传感器用于监测油机13的运行状况，所述EMU监控模块5通过与传感器通讯，获取油机13的运行状况，例如压力、温度、报警信息等；所述EMU监控模块5通过与油泵12通讯，可以控制油泵12的启停；所述EMU监控模块5通过与储油罐11通讯，可以监测各时段的燃油量，为储能系统的持续发电和电池供电模块2的充放电切换提供依据；所述EMU监控模块5通过与双向DC-AC变换器22通讯，可以监测双向DC-AC变换器22的工作状态是否正常，进而确定电池供电模块2对应的支路工作是否正常；所述EMU监控模块5通过与AC-AC变频器3通讯，可以监测AC-AC变频器3的工作状态是否正常，进而确定AC-AC变频器3对应的干路工作是否正常。

现有技术中，对储能系统检测的对象有温度、湿度、漏水、易燃易爆气体、烟雾等。其中，温度、湿度、漏水对储能系统，尤其是电芯，有显著影响，这些在设计电池包21和BMS之时已有考虑。而其它监测项目，如易燃易爆气体、烟雾，由于整个系统几乎不可能是全密封的，所以除了氢气以外，其它浓度监测结果误差十分大。而本实施例的油电储能系统不含光伏模块，精简了系统监测的结构，通过将EMU监控模块5分别与油机供电模块1、电池供电模块2、AC-AC变频器3、降温模块6和消防模块7通讯连接的结构，可以实现EMU监控模块5对储能系统中各部分运行状况的监控，以及对储能系统内能量流动的调控，并可以当储能系统出现故障时及时发现和处理，解决了现有技术中，油电储能系统的智能化监控水平较低，需要人工值守的问题，实现储能系统的智能化监控和系统运行过程的调控；通过EMU监控模块5的智能管理策略，替代了很多人工巡检和值守工作，不但减少人工费用，且工作人员不需要实时在现场，还可以保障工作人员安全；另外，通过配置AC-AC变频器3，确保系统交流端输出电力的稳定性，降低电力线路中的电压波动，使交流端负载运行在良好的电网环境之中，减少对负载4的冲击，延长油电储能系统的寿命，避免系统发生停机等故障，解决了现有技术中油电储能系统发电质量较低的问题。

实施例二：本实施例提供一种智能油电储能系统的控制方法，所述控制方法应用于如实施例一所述的智能油电储能系统中，参照图2，所述控制方法包括以下步骤：

所述储能系统初始化并自检；具体地，所述储能系统初始化包括油机供电模块1初始化、电池供电模块2初始化、EMU监控模块5初始化和AC-AC变频器3初始化；所述储能系统自检包括油机供电模块1自检、电池供电模块2自检、EMU监控模块5自检和AC-AC变频器3自检；

所述油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3基于自身的自检结果，向所述EMU监控模块5发送准备就绪信号；即，油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3，均向所述EMU监控模块5发送准备就绪信号。具体地，所述油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3可以通过通信接口或干结点向EMU监控模块5发送准备就绪信号；

所述EMU监控模块5基于所述准备就绪信号，判断出储能系统处于正常工作状态，并分别向所述油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3发送查询指令；即，所述EMU监控模块5基于所述油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3发送的准备就绪信号，判断出储能系统处于正常工作状态。

所述油机供电模块1基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块5发送第一响应信号；所述电池供电模块2基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块5发送第二响应信号；所述AC-AC变频器3基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块5发送第三响应信号；

所述EMU监控模块5基于所述第一响应信号、第二响应信号、第三响应信号和预先构建的系统运行分析模型，确定储能系统的运行状况，并调控储能系统的运行。

因此，通过储能系统的初始化和自检过程，保证储能系统内用于能量交互的各模块的运行正常和通信正常；通过EMU监控模块5汇总油机供电模块1、电池供电模块2和AC-AC变频器3的自检结果，并统一下发查询指令和接收对应的响应信号，进而得到整个储能系统当前的运行状况，实现对储能系统运行状况的监控，并进一步对储能系统内能量分配进行调控。

进一步地，在储能系统初始化并自检之前，还可以包括以下步骤：所述储能系统上电。

具体地，参照图3，所述系统运行分析模型包括系统供电模式分析子模型、电池供电状况分析子模型、电池温度分析子模型、油机供电状况分析子模型、变频器状况分析子模型、系统通讯分析子模型中的一种或多种，下面对各子模型进行展开说明。

进一步地，所述系统运行分析模型包括系统供电模式分析子模型，所述系统供电模式分析子模型用于分析所述储能系统当前支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

所述EMU监控模块5基于所述第一响应信号、第二响应信号和第三响应信号，确定所述储能系统的油量状况、电量状况和用电状况，并基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路；

其中，所述储能系统支持的供电模式包括第一供电模式、第二供电模式、第三供电模式中的一种或多种；所述第一供电模式为油机供电模块1输出电能且电池供电模块2以最大功率输出电能，所述第二供电模式为油机供电模块1输出电能且电池供电模块2以额定功率输出电能，所述第三供电模式为油机供电模块1单独输出电能。

因此，EMU监控模块5根据与供电相关的油量状况和电量状况，以及与负载相关的用电状况，从而可以确定当前储能系统所能支持的供电模式，便于工作人员清楚的掌握储能系统的运行状况，并调控储能系统内的能量交互通路，保证系统高效运行。

进一步地，参照图4，所述EMU监控模块5基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

若所述储油罐11的油量＞预设安全油位，且所述电池包21的电量＞第一预设电量阈值，则EMU监控模块5确定所述储能系统支持第一供电模式；优选地，所述预设安全油位为储油罐11总容量的10%，所述第一预设电量阈值为电池包21总容量的15%。

若所述储油罐11的油量＞预设安全油位，且所述电池包21的电量≤第一预设电量阈值，则EMU监控模块5确定所述储能系统支持第二供电模式。

若所述储油罐11的油量＞预设安全油位，且所述电池包21的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块5确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器3断开与具有功率冲击特性的负载4的供电通路，或控制电池供电模块2存储油机供电模块1输出的剩余能量。油机供电模块1输出的剩余能量，即油机供电模块1输出的能量满足储能系统用电需求后多余的能量。

所述具有功率冲击特性的负载4表征启停过程中电能发生迅速变化的负载4，具有功率冲击特性的负载4会导致工作电压的起伏和不稳定，也会对电网和其它负载造成冲击，示例性地，具有功率冲击特性的负载4一般为容性负载和感性负载，比如空调、冰箱、电磁炉、电钻、逆变器的DC侧等；优选地，所述第二预设电量阈值为电池包21总容量的5%。

其中，当储能系统包含具有功率冲击特性的负载4时，则EMU监控模块5控制AC-AC变频器3断开与所述具有功率冲击特性的负载4的供电通路；当负载4空闲时，则EMU监控模块5控制电池供电模块2存储油机供电模块1输出的剩余能量，将油机供电模块1输出的剩余能量补入电池供电模块2，并在电池包21的电量达到第二预设电量阈值时，控制油机供电模块1停止向电池供电模块2供电。

若所述储油罐11的油量≤预设安全油位，且所述电池包21的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块5确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器3断开与具有功率冲击特性的负载4的供电通路，此时，EMU监控模块5还可以生成添加燃油的提醒信息。

因此，根据储油罐11的油量，结合电池包21的电量，可以精确判断出当前储能系统所支持的供电模式，当油量充足且电量也充足时，系统可以支持油机13输出和电池包21按照最大功率一同输出；当油量充足但电量不充足时，系统可以支持油机13输出和电池包21按照额定功率一同输出；当油量充足但电量过低时，系统可以支持油机13单独输出，并将具有功率冲击特性的负载4断开，或将系统中剩余的能量及时补入电池包21，既可以避免电池包21的电量过低影响电池包21性能，又可以避免资源的浪费；当油量不足且电量也不足时，系统可以支持油机13单独输出，并将具有功率冲击特性的负载4断开，并提醒工作人员及时添加燃油。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括电池供电状况分析子模型，所述电池供电状况分析子模型用于分析所述电池供电模块2的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述电池包21的电量≥电池包21的总容量，或所述电池包21的电芯总电压超过充电电压保护点且电池包21仍存在充电电流，则EMU监控模块5生成BMS充电保护失效的预警信息；具体地，当所述电池包21的电量≥电池包21的总容量时，则EMU监控模块5生成BMS充电保护失效的预警信息，当所述电池包21的电压超过充电电压保护点且电池包21仍存在充电电流时，则EMU监控模块5生成BMS充电保护失效的预警信息；所述电池包21的电芯总电压为电池包21内部各节电芯电压累加总和。其中，BMS为电池包21内置的BMS。

若所述电池包21的BMS放电回路关闭，且电池包21存在放电电流，则EMU监控模块5生成BMS放电保护失效的预警信息。

若所述电池包21的温度超出第一预设温度范围，则EMU监控模块5生成电池包21的温度传感器失效的预警信息；所述第一预设温度范围可以为-40℃~85℃。

若所述电池包21的电芯采样线断开，则EMU监控模块5生成电池包21的电压传感器失效的预警信息。

若所述电池包21的电芯压差≥第一预设压差阈值，则EMU监控模块5生成电池包21的电芯失效的预警信息。

若所述双向DC-AC变换器22故障，则EMU监控模块5生成双向DC-AC变换器22失效的预警信息。

因此，通过EMU监控模块5监控电池供电模块中电池包21和双向DC-AC变换器22的运行状况，当电池包21或双向DC-AC变换器22的运行出现异常时，EMU监控模块5可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括电池温度分析子模型，所述电池温度分析子模型用于分析所述电池供电模块2的温度状况，并控制所述降温模块6执行对应的降温操作，具体包括：

若所述电池包21的温度≥第二预设温度阈值，则EMU监控模块5控制风机61启动，所述风机61用于电池包21的降温；所述第二预设温度阈值可以为28℃。

若所述电池包21的温度≥第三预设温度阈值，则EMU监控模块5控制风机61和空调62启动，所述风机61和空调62同时用于电池包21的降温；所述第三预设温度阈值可以为30℃。

所述电池热量分析子模型还用于控制降温模块6停止工作，具体包括：

若所述电池包21的温度≤第四预设温度阈值，则EMU监控模块5控制降温模块6停止工作。所述第四预设温度阈值可以为25℃。

因此，理想状态下，风机61和空调62处于待机状态，通过EMU监控模块5监控电池供电模块2中的温度状况，当温度达到第二预设温度阈值时，风机61启动进行电池包21的散热降温，当风机61散热效果不足，温度上升到第三预设温度阈值时，空调62启动共同加入散热降温的过程，提高系统的安全性。另外，当温度恢复到第四预设温度阈值时，再控制风机61和空调62的停止。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括油机供电状况分析子模型，所述油机供电状况分析子模型用于分析所述油机供电模块1的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储油罐11的油量低于预设低油位，则EMU监控模块5控制储油罐11打开加油回路，从而补充储油罐11的油量。

若所述储油罐11的油量在第一预设时间内，持续低于预设低油位，则EMU监控模块5生成储油罐11加油回路失效的预警信息；所述预设低油位可以设置为储油罐11总容量的10%，所述第一预设时间的设定可以基于储油罐11的加油速率和油箱大小设定，在本实施例中，所述第一预设时间可以默认为1分钟。

若所述油机13启动失败或者带载失败，则EMU监控模块5生成油泵12或油机13失效的预警信息。

因此，通过EMU监控模块5监控油机供电模块1中储油罐11和油机13的运行状况，当储油罐11或油机13的运行出现异常时，EMU监控模块5可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括变频器状况分析子模型，所述变频器状况分析子模型用于分析所述AC-AC变频器3的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述AC-AC变频器3故障，则EMU监控模块5生成AC-AC变频器3失效的预警信息。

因此，通过EMU监控模块5监控AC-AC变频器3的运行状况，当AC-AC变频器3的运行状况出现异常时，EMU监控模块5可以及时发现并提醒，提高系统的安全性。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括系统通讯分析子模型，所述系统通讯分析子模型用于分析所述储能系统的通讯状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储能系统通讯故障，则EMU监控模块5生成EMU通讯失效的预警信息；其中，所述储能系统通讯故障包括EMU监控模块5与油机供电模块1通讯故障、EMU监控模块5与电池供电模块2通讯故障、EMU监控模块5与AC-AC变频器3通讯故障中的一种或多种。

因此，通过EMU监控模块5监控储能系统的通讯状况，并当系统通讯出现异常时，EMU监控模块5可以及时发现并提醒。

进一步地，所述系统运行分析模型还包括安全策略分析子模型，所述安全策略分析子模型用于分析所述降温模块6和消防模块7的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述降温模块6或消防模块7故障，则EMU监控模块5生成安全策略失效的预警信息。

因此，通过EMU监控模块5监控空调62、风机61、消防模7块的运行状况，并当空调62、风机61或消防模块7运行出现异常时，EMU监控模块5可以及时发现并提醒。

特别地，上述步骤中，当EMU监控模块5生成对应的预警信息时，还可以同时生成请立即停止系统工作并人工检验排队故障的预警，用于提醒人工执行对应的操作，EMU监控模块5生成预警信息可以采用声光报警提示、并远程界面显示的方式。

进一步地，所述智能油电储能系统的控制方法，还包括以下步骤：

消防模式7实时监测电池供电模块2的环境信息，得到环境信息监测结果，并将所述环境信息监测结果输出至EMU监控模块5；所述环境信息监测结果包括温度监测结果、烟雾固体颗粒物监测结果和特征气体监测结果中的一种或多种，所述特征气体包括CO。

所述EMU监控模块5，用于基于所述环境信息监测结果，控制储能系统停机或启动消防模式7中的喷淋系统。

其中，EMU监控模块5基于所述环境信息监测结果，控制储能系统停机或启动消防模式7中的喷淋系统，具体包括：

若所述环境信息监测结果中存在一项数据异常，则EMU监控模块5控制储能系统停机；若所述环境信息监测结果中存在两项及以上数据异常，则EMU监控模块5启动消防模式7中的喷淋系统。示例性地，温度监测结果异常为电池包21的温度≥80℃，烟雾固体颗粒物监测结果异常为烟雾固体颗粒物超出正常范围，特征气体监测结果异常为CO气体的浓度超出正常范围。

因此，所述消防模块7包括温度检测子模块、烟感检测子模块和气体探测子模块，消防模块7可以位于电池包21所处的电池仓中，系统正常运行时，消防模块7处于待机状态，当消防模块7检测到电池包21周围环境的温度、烟雾固体颗粒物或特征气体存在异常时，此时电池包21存在燃烧爆炸的风险，则EMU监控模块5通过执行对应的操作，进一步提高系统的安全性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能油电储能系统，其特征在于，包括油机供电模块(1)、电池供电模块(2)、AC-AC变频器(3)、负载(4)、EMU监控模块(5)、降温模块(6)和消防模块(7)；所述油机供电模块(1)包括储油罐(11)、油泵(12)和油机(13)；所述电池供电模块(2)包括电池包(21)和双向DC-AC变换器(22)；所述降温模块(6)包括风机(61)和空调(62)；

所述储油罐(11)采用第一连接方式连接至油泵(12)；所述油泵(12)采用第一连接方式连接至油机(13)；所述油机(13)采用第一连接方式连接至AC-AC变频器(3)；所述AC-AC变频器(3)采用第一连接方式连接至负载(4)；所述电池包(21)采用第一连接方式连接至双向DC-AC变换器(22)；所述双向DC-AC变换器(22)采用第一连接方式与AC-AC变频器(3)连接；所述第一连接方式用于实现能量的交互；

所述EMU监控模块(5)采用第二连接方式分别与储油罐(11)、油泵(12)、油机(13)、电池包(21)、双向DC-AC变换器(22)、AC-AC变频器(3)、风机(61)、空调(62)和消防模块(7)连接；所述第二连接方式用于实现数据的交互。

2.一种应用于如权利要求1所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，包括：

所述储能系统初始化并自检；

所述油机供电模块(1)、电池供电模块(2)和AC-AC变频器(3)基于自身的自检结果，向所述EMU监控模块(5)发送准备就绪信号；

所述EMU监控模块(5)基于所述准备就绪信号，判断出储能系统处于正常工作状态，并分别向油机供电模块(1)、电池供电模块(2)和AC-AC变频器(3)发送查询指令；

所述油机供电模块(1)基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块(5)发送第一响应信号；所述电池供电模块(2)基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块(5)发送第二响应信号；所述AC-AC变频器(3)基于所述查询指令，执行对应的查询动作，并向EMU监控模块(5)发送第三响应信号；

所述EMU监控模块(5)基于所述第一响应信号、第二响应信号、第三响应信号和预先构建的系统运行分析模型，确定储能系统的运行状况，并调控储能系统的运行。

3.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述系统运行分析模型包括系统供电模式分析子模型，所述系统供电模式分析子模型用于分析所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

所述EMU监控模块(5)基于所述第一响应信号、第二响应信号和第三响应信号，确定所述储能系统的油量状况、电量状况和用电状况，并基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路；

其中，所述储能系统支持的供电模式包括第一供电模式、第二供电模式、第三供电模式中的一种或多种；所述第一供电模式为油机供电模块(1)输出电能且电池供电模块(2)以最大功率输出电能，所述第二供电模式为油机供电模块(1)输出电能且电池供电模块(2)以额定功率输出电能，所述第三供电模式为油机供电模块(1)单独输出电能。

4.根据权利要求3所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述EMU监控模块(5)基于所述油量状况、电量状况和用电状况，确定所述储能系统支持的供电模式，并调控储能系统的能量交互通路，具体包括：

若所述储油罐(11)的油量＞预设安全油位，且所述电池包(21)的电量＞第一预设电量阈值，则EMU监控模块(5)确定所述储能系统支持第一供电模式；

若所述储油罐(11)的油量＞预设安全油位，且所述电池包(21)的电量≤第一预设电量阈值，则EMU监控模块(5)确定所述储能系统支持第二供电模式；

若所述储油罐(11)的油量＞预设安全油位，且所述电池包(21)的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块(5)确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器(3)断开与具有功率冲击特性的负载(4)的供电通路，或控制电池供电模块(2)存储油机供电模块(1)输出的剩余能量；

若所述储油罐(11)的油量≤预设安全油位，且所述电池包(21)的电量≤第二预设电量阈值，则EMU监控模块(5)确定所述储能系统支持第三供电模式，并控制AC-AC变频器(3)断开与具有功率冲击特性的负载(4)的供电通路。

5.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述系统运行分析模型还包括电池供电状况分析子模型，所述电池供电状况分析子模型用于分析所述电池供电模块(2)的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述电池包(21)的电量≥电池包(21)的总容量，或所述电池包(21)的电芯总电压超过充电电压保护点且电池包(21)存在充电电流，则EMU监控模块(5)生成BMS充电保护失效的预警信息；

若所述电池包(21)的BMS放电回路关闭，且所述电池包(21)存在放电电流，则EMU监控模块(5)生成BMS放电保护失效的预警信息；

若所述电池包(21)的温度超出第一预设温度范围，则EMU监控模块(5)生成电池包(21)的温度传感器失效的预警信息；

若所述电池包(21)的电芯采样线断开，则EMU监控模块(5)生成电池包(21)的电压传感器失效的预警信息；

若所述电池包(21)的电芯压差≥第一预设压差阈值，则EMU监控模块(5)生成电池包(21)的电芯失效的预警信息；

若所述双向DC-AC变换器(22)故障，则EMU监控模块(5)生成双向DC-AC变换器(22)失效的预警信息。

6.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述系统运行分析模型还包括电池温度分析子模型，所述电池温度分析子模型用于分析所述电池供电模块(2)的温度状况，并控制所述降温模块(6)执行对应的降温操作，具体包括：

若所述电池包(21)的温度≥第二预设温度阈值，则EMU监控模块(5)控制风机(61)启动，所述风机(61)用于电池包(21)的降温；

若所述电池包(21)的温度≥第三预设温度阈值，则EMU监控模块(5)控制风机(61)和空调(62)启动，所述风机(61)和空调(62)同时用于电池包(21)的降温。

7.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于：所述系统运行分析模型还包括油机供电状况分析子模型，所述油机供电状况分析子模型用于分析所述油机供电模块(1)的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储油罐(11)的油量在第一预设时间内，持续低于预设低油位，则EMU监控模块(5)生成储油罐(11)加油回路失效的预警信息；

若所述油机(13)启动失败或者带载失败，则EMU监控模块(5)生成油泵(12)或油机(13)失效的预警信息。

8.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述系统运行分析模型还包括变频器状况分析子模型，所述变频器状况分析子模型用于分析所述AC-AC变频器(3)的运行状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述AC-AC变频器(3)故障，则EMU监控模块(5)生成AC-AC变频器(3)失效的预警信息。

9.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，所述系统运行分析模型还包括系统通讯分析子模型，所述系统通讯分析子模型用于分析所述储能系统的通讯状况，并生成对应的预警信息，具体包括：

若所述储能系统通讯故障，则EMU监控模块(5)生成EMU通讯失效的预警信息；其中，所述储能系统通讯故障包括EMU监控模块(5)与油机供电模块(1)通讯故障、EMU监控模块(5)与电池供电模块(2)通讯故障、EMU监控模块(5)与AC-AC变频器(3)通讯故障中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的智能油电储能系统的控制方法，其特征在于，还包括：

消防模式(7)实时监测电池供电模块(2)的环境信息，得到环境信息监测结果，并将所述环境信息监测结果输出至EMU监控模块(5)；所述环境信息监测结果包括温度监测结果、烟雾固体颗粒物监测结果和特征气体监测结果中的一种或多种，所述特征气体包括CO；

所述EMU监控模块(5)，用于基于所述环境信息监测结果，控制储能系统停机或启动消防模式(7)中的喷淋系统。