CN117375245B - 一种基于物联网的电源控制系统及电源控制方法 - Google Patents

一种基于物联网的电源控制系统及电源控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的电源控制系统及电源控制方法,本发明通过实时采集主电源供电时的电流和温度数据,来进行主电源的故障检测,并可得出对应的故障类型,且在检测出故障时,会生成包含有故障类型和地点的报警信息上传至电源监控平台,而电源监控平台则会基于报警信息来生成维修工单下发至运维端,从而实现故障的快速维修;同时,在备用电源工作时,本发明能够实时计算出备用电源的荷电量,并生成对应的电量曲线图;基于此,本发明不仅实现了故障的运维联动,还可使运维人员根据故障类型进行针对性的故障维修准备工作,如此,可大幅提高维修效率;另外,本发明还可实现对备用电源的供电监控,由此,适用于在电源控制领域的大规模应用。

Description

一种基于物联网的电源控制系统及电源控制方法
技术领域
本发明属于电源控制技术领域,具体涉及一种基于物联网的电源控制系统及控制方法。
背景技术
电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它为电子设备中所有的部件提供所需要的电能,从而来保证电子设备的正常工作;同时,随着电源技术的不断发展与应用,在关键的负载场合,单一电源的供电保障已无法满足负载的供电需求,因此,在关键的负载场合,大多都是使用1+1的电源供电控制系统,来保证负载的可靠工作,即在任何场景下,设置有使用市电的主电源,以及采用蓄电池供电的备用电源,其中,当主电源断开或发生故障时,供电控制系统立即将主电源供电切换为备用电源供电,以保证负载的不间断工作。
目前,当线路发生故障,导致主电源失效时,供电控制系统中的控制器会对主电源进行关断,以防止故障进一步的扩散,以及发生安全事故;然而,现有技术也仅仅只能检测到主电源出现故障,而并不能检测出存在的具体故障类型;因此,需要运维人员到达现场进行人工检测,且在到达现场前,还无法基于故障类型进行针对性的维修准备工作,如此,则会降低维修效率;同时,在发生故障时,仅能进行故障提示,且需要值守人员通知运维人员才能进行故障维修,而不能直接联动运维人员,这就进一步的降低了维修效率;另外,现有的电源供电控制系统,大多都是针对主电源,而忽略了对备用电源的监控,因此,使得值守人员无法实时了解备用电源供电时的工作状态;基于此,如何提供一种能够实现电源故障类型的检测、备用电源状态监控以及在出现故障时,能够快速联动运维人员的电源控制系统,已成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的电源控制系统及电源控制方法,用以解决现有技术中的供电控制系统无法得知电源的具体故障类型和无法快速联动运维人员,从而导致故障维护效率低的问题,以及在备用电源供电时,无法监控备用电源的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,提供了一种基于物联网的电源控制系统,包括:
电源监测端、电源监控平台以及运维端,其中,所述电源监控平台分别通信连接所述电源监测端和所述运维端,所述电源监测端电连接有待监测电源,所述待监测电源包括主电源和备用电源,且所述备用电源为可充电电源;
电源监测端,用于在所述主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并根据采集的供电电流信号和供电温度信号,得出主电源的工作状态检测结果,其中,工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型;
电源监测端,用于在工作状态检测结果为电源运行故障时,将负载的供电电源由主电源切换至所述备用电源,并生成故障报警信息,其中,所述故障报警信息包括故障类型和故障地点;
电源监测端,用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并基于采集的各个放电电流,计算出备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
电源监测端,还用于将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台;
电源监控平台,用于在接收到所述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,基于故障报警信息生成故障工单,以及基于不同供电时刻时的荷电量,生成备用电源的电量曲线图,并将所述故障工单发送至所述运维端以及将所述电量曲线图进行可视化展示。
基于上述公开的内容,本发明所提供的电源控制系统,基于物联网进行构建,且包括有电源监测端、电源监控平台以及运维端,其中,电源监测端布置于待监测电源处,主要用于采集主电源工作时,对负载的供电电流信号和供电温度信号,并基于采集的供电电流信号和供电温度信号,来判断主电源是否出现故障,以及在出现故障时,得出故障类型;具体的,当电源监测端在检测到主电源出现故障时,还会将主电源供电切换为备用电源供电,并同时生成包含有故障类型和故障地点的报警信息,而后,电源监测端则继续对备用电源进行供电数据的采集,即采集备用电源供电时的放电电流,并得出备用电源不同供电时刻的荷电量;接着,电源监测端则将前述故障报警信息以及备用电源不同供电时刻的荷电量上传至电源监控平台,而电源监控平台在接收到前述信息后,则会基于报警信息中的故障类型和地点,来自身生成维修工单,并下发至运维端,从而使运维人员得知电源的故障类型,并快速到达现场进行维修;另外,电源监控平台还会基于各个供电时刻的荷电量,来生成备用电源的电量曲线图,并进行可视化展示,以便值守人员及时了解备用电源供电时的荷电状态。
通过上述设计,本发明所提供的电源控制系统,通过实时采集主电源供电时的电流和温度数据,来进行主电源的故障检测,并可得出对应的故障类型,且在检测出故障时,会生成包含有故障类型和地点的报警信息上传至电源监控平台,而电源监控平台则会基于报警信息来生成维修工单下发至运维端,从而实现故障的快速维修;同时,在备用电源工作时,本发明能够基于其放电电流,来实时计算出备用电源的荷电量,并发送至电源监控平台生成其对应的电量曲线图;基于此,本发明不仅实现了故障的运维联动,还可使运维人员根据故障类型进行针对性的故障维修准备工作,如此,可大幅提高维修效率;另外,本发明还可帮助值守人员及时了解备用电源的荷电状态,实现了对备用电源的供电监控,由此,本发明适用于在电源控制领域的大规模应用与推广。
在一个可能的设计中,所述电源监测端包括:电源参数采集模块、电源状态检测模块、供电切换模块以及通信模块;
电源参数采集模块,电连接所述主电源,用于在所述主电源为所述负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并将各个供电电流信号和各个供电温度信号发送至电源状态检测模块;
电源状态检测模块,用于接收电源参数采集模块发送的各个供电电流信号和各个供电温度信号,并根据各个供电电流信号和各个供电温度信号,得出所述主电源的工作状态检测结果;
电源状态检测模块,用于在所述状态检测结果为电源运行故障时,生成供电切换信号和故障报警信息,并将所述供电切换信号发送至供电切换模块;
供电切换模块,用于在接收到所述电源状态检测模块发送的供电切换信号后,将所述负载的供电电源由所述主电源切换为所述备用电源;
电源参数采集模块,还用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并将采集的放电电流发送至电源状态检测模块;
电源状态检测模块,用于接收电源参数采集模块发送的各个放电电流,并基于各个放电电流,计算出所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
电源状态检测模块,还用于通过通信模块将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台。
在一个可能的设计中,所述电源状态检测模块,用于在检测出各个供电电流信号和各个供电温度信号中同时存在故障信号时,生成所述主电源的工作状态检测结果为电源运行故障,且得出所述主电源的故障类型;
所述电源状态检测模块,初始化故障异常判断值为0,并获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号;
所述电源状态检测模块,用于判断所述第i个采样时刻的供电电流信号的信号值是否处于故障电流信号值区间内,其中,当判断结果为是时,所述电源状态检测模块将故障异常判断值叠加单位常量,当判断结果为否时,所述电源状态检测模块则将所述故障异常判断值重置为0;
所述电源状态检测模块,用于将i自加1,并重新获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号,直至故障异常判断值大于故障阈值时,判定当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号,其中,i的初始值为1。
在一个可能的设计中,各个供电电流信号和各个供电温度信号中的任一供电电流信号和任一供电温度信号均为电平信号,且不同供电电流信号和不同供电温度信号对应有不同的电平电压;
其中,电源状态检测模块,用于在判断出当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号时,获取目标采样时刻前的供电温度信号中的故障温度信号,其中,目标采样时刻为在故障异常判断值大于故障阈值时,电源状态检测模块获取到的供电电流信号所对应的采样时刻;
电源状态检测模块,用于根据所述故障温度信号的电平电压,以及所述故障电流信号的电平电压,确定出所述主电源的故障类型。
在一个可能的设计中,所述电源监测端,在获取所述备用电源处于第k采样时刻时的放电电流时,用于基于第k采样时刻前所获取的所有放电电流,计算出所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,其中,k为大于1的正整数;
所述电源监测端,用于获取所述备用电源的标称容量,并基于所述标称容量和所述第k采样时刻前的放电量,计算出所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量;
所述电源监测端,用于利用开路电压算法,对所述标称荷电量进行校正,得到校正荷电量;
所述电源监测端,还用于根据所述校正荷电量、所述第k采样时刻时的放电电流、第k采样时刻前的放电电流以及所述标称容量,计算出所述备用电源在第k时刻时的荷电量。
在一个可能的设计中,所述电源监测端,用于基于所述标称容量和所述第k采样时刻前的放电量,并采用如下公式(1),计算出所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量;
(1)
上述公式(1)中,表示所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量,/>表示所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,/>表示所述标称容量;
相应的,所述电源监测端,用于根据所述校正荷电量、所述第k采样时刻时的放电电流、第k采样时刻前的放电电流以及所述标称容量,并采用如下公式(2),计算出所述备用电源在第k时刻时的荷电量;
(2)
上述公式(2)中,表示所述备用电源在第k时刻时的荷电量,/>表示校正荷电量,/>表示备用电源在第k采样时刻时的放电电流,/>表示第k采样时刻前的所有放电电流的均值,/>表示温度影响系数,/>表示常数。
在一个可能的设计中,所述电源监测端,还用于获取所述备用电源在上一次充电过程中的充电数据,其中,所述充电数据包括所述备用电源在上一次充电过程中的各个充电时刻的电压值、电流值以及温度值;
所述电源监测端,用于对所述充电数据进行预处理,得到预处理后的充电数据;
所述电源监测端,用于获取电池SOH检测模型,其中,电池SOH检测模型是以海量样本备用电源的样本预处理充电数据为输入,每个样本备用电源的SOH结果为输出而训练得到的;
所述电源监测端,用于将预处理后的充电数据输入至所述电池SOH检测模型中,以得到所述备用电源的SOH检测结果,其中,所述SOH检测结果用于表征所述备用电源的容量;
所述电源监测端,用于在判断出所述备用电源的SOH检测结果达到预警阈值时,生成备用电源健康预警信息,并将所述备用电源健康预警信息发送至所述电源监控平台。
在一个可能的设计中,所述电源监测端,用于根据所述充电数据中的各个电压值、各个电流值和各个温度值,计算出正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间;
所述电源监测端,用于根据所述正常电压区间、所述正常电流区间和所述正常温度区间,从所述充电数据中筛选出异常值,并将筛选出的异常值进行数据校正处理,得到校正充电数据;
所述电源监测端,还用于对所述校正充电数据进行归一化处理,以归一化处理后,得到所述预处理后的充电数据。
在一个可能的设计中,所述电源监测端,用于按照从小至大的顺序,对各个电压值进行排序、对各个电流值进行排序以及对各个温度值进行排序,以分别得到电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列;
所述电源监测端,用于将电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列进行四等分处理,以得到电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数;
所述电源监测端,用于根据电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数,得到正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间,其中,所述正常电压区间为,且/>表示电压排序序列的四分位数中的第一分位数,表示电压排序序列的四分位数中的第三分位数,/>表示电压排序序列的四分位数对应的四分位距;
相应的,所述电源监测端,用于采用插值算法,对异常值进行数据校正处理,得到校正充电数据,且采用如下公式(3),对所述校正充电数据中的电压值进行归一化处理;
(3)
上述公式(3)中,表示校正充电数据中的第n个电压值,/>表示第n个电压值的归一化至值,/>表示校正充电数据中的最大电压值,/>表示校正充电数据中的最小电压值,n=1,2,...N,N表示校正充电数据中电压值的总数。
第二方面,提供了一种实施例第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述基于物联网的电源控制系统的电源控制方法,包括:
获取主电源的第一电源检测参数,其中,所述第一电源检测参数包括在主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集的供电电流信号和供电温度信号;
根据所述第一电源检测参数,得出主电源的工作状态检测结果,其中,工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型;
在工作状态检测结果为电源运行故障时,将负载的供电电源由主电源切换至备用电源,并生成故障报警信息,其中,所述故障报警信息包括故障类型和故障地点;
获取备用电源的第二电源检测参数,其中,所述第二电源检测参数包括在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集的放电电流;
基于所述第二电源检测参数,得到备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发生至电源监控平台,以使所述电源监控平台在接收到所述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,基于故障报警信息生成故障工单,以及基于不同供电时刻时的荷电量,生成备用电源的电量曲线图,并将所述故障工单发送至所述运维端以及将所述电量曲线图进行可视化展示。
第三方面,提供了一种电源监测端,以电源监测端为电子设备为例,包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述收发器用于收发消息,所述处理器用于读取所述计算机程序,执行如第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法。
第四方面,提供了一种存储介质,存储介质上存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,执行如第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法。
第五方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当指令在计算机上运行时,使计算机执行如第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法。
有益效果:
(1)本发明所提供的电源控制系统,通过实时采集主电源供电时的电流和温度数据,来进行主电源的故障检测,并可得出对应的故障类型,且在检测出故障时,会生成包含有故障类型和地点的报警信息上传至电源监控平台,而电源监控平台则会基于报警信息来生成维修工单下发至运维端,从而实现故障的快速维修;同时,在备用电源工作时,本发明能够基于其放电电流,来实时计算出备用电源的荷电量,并发送至电源监控平台生成其对应的电量曲线图;基于此,本发明不仅实现了故障的运维联动,还可使运维人员根据故障类型进行针对性的故障维修准备工作,如此,可大幅提高维修效率;另外,本发明还可帮助值守人员及时了解备用电源的荷电状态,实现了对备用电源的供电监控,由此,本发明适用于在电源控制领域的大规模应用与推广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于物联网的电源控制系统的架构示意图;
图2为本发明实施例提供的电源监测端的架构示意图;
图3为本发明实施例提供的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法的步骤流程图;
图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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,下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍,显而易见地,下面关于附图结构的描述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。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。
应当理解,尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元,但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元,同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解,对于本文中可能出现的术语“和/或”,其仅仅是一种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,单独存在B,同时存在A和B三种情况;对于本文中可能出现的术语“/和”,其是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,A/和B,可以表示:单独存在A,单独存在A和B两种情况;另外,对于本文中可能出现的字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例:
参见图1所示,本实施例所提供的基于物联网的电源控制系统,可以但不限于包括有:电源监测端、电源监控平台以及运维端;在具体应用时,所述电源监控平台分别通信连接所述电源监测端和所述运维端,以实现三者之间的数据通信;同时,所述电源监测端电连接有待监测电源,其中,所述待监测电源包括主电源和备用电源,且所述备用电源为可充电电源;如此,即可利用电源监测端来实现主电源的故障检测,以及备用电源的状态监控;在本实施例中,举例本系统可应用于具有主电源和备用电源的供电系统,如应用于基站的供电控制系统等,且源监测端设置有多个,与各个待监测电源一一对应,且运维端也设置有多个,分别对应不同的运维人员。
在本实施例中,电源监测端,用于在所述主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并根据采集的供电电流信号和供电温度信号,得出主电源的工作状态检测结果,其中,举例前述工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型;在具体应用时,第一预设采样间隔可以但不限于设置为1s,当然,可根据实际使用而具体设定;同时,举例任一供电电流信号和任一供电温度信号可以但不限于为电平信号,且不同供电电流信号和不同供电温度信号对应有不同的电平电压;如此,即可根据供电电流信号的电平电压和供电温度信号的电平电压,来判断出主电源是否存在运行故障,以及其对应的故障类型,以便后续将该故障类型发送至电源监控平台,从而使电源监控平台生成具有故障类型的维修工单,进而保证运维人员快速了解主电源的故障,并进行快速维修。
同时,在具体应用中,电源监测端,在判断出工作状态检测结果为电源运行故障时,需要将负载的供电电源由主电源切换至所述备用电源,以保证负载的正常工作;同时,还会生成故障报警信息,以便发送至电源监控端来进行故障提示;可选的,举例电源监测端内存储有该待监测电源的属性信息,其中,前述属性信息包括该待监测电源的安装位置、待监测电源的型号、编号以及对应的维护人员信息;基于此,电源监测端在检测出主电源运行故障时,则会基于前述属性新以及故障类型,来生成故障报警信息,由此,即可使故障报警信包含有故障类型、故障地点、故障时间、故障电源型号、故障电源编号、故障电源维护人等信息;由此,前述故障报警信息即可保证运维人员快速了解故障电源的相关信息,如帮助运维人员快速定位故障电源、了解其型号、出现的故障类型等等。
进一步的,在具体实施时,当电源监测端将负载的供电切换为备用电源供电时,电源监测端则会以备用电源为监控对象,来采集其为负载供电时的供电数据;可选的,举例用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并基于采集的各个放电电流,计算出备用电源在不同供电时刻时的荷电量;在本实施例中,举例第二预设采样间隔可以但不限于为一分钟或5分钟,当然,也可根据实际使用而具体设定,在此不限定于前述举例。
由此,电源监测端在完成备用电源的监控后,则会将前述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台,以实现故障信息的上传,以及备用电源状态信息的上传;当然,在实际应用时,二者可不同步上传,即只要检测出故障,生成故障报警信息后后,则可将故障报警信息上传至电源监控端,以便实现故障电源的快速维修;而备用电源对应状态信息的上传,则可按照一定间隔进行上传,如每5分钟或10分钟上传一次。
基于前述阐述,电源监测端则可实现其对应待监测电源的供电数据采集,并可通过采集的供电数据,来得出待监测电源中主电源的故障检测结果和对应的故障类型,以及备用电源供电时的荷电量;如此,将前述信息上传至电源监控端后,则可实现主电源故障的快速维修,以及备用电源供电状态的实时监控。
具体的,电源监控平台,用于在接收到所述故障报警信息后,基于故障报警信息生成故障工单,并将所述故障工单发送至所述运维端;在本实施例中,前述就已说明,故障报警信息包含有故障类型、地点、故障电源信号、编号、维护人等信息,因此,基于前述信息,生成的维修工单也同样包含上述信息,且可根据维护人信息,来将维修工单下发至该维护人对应的运维端,如此,则可实现电源的专人快速维护。
当然,在本实施例中,电源监控平台在接收到备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,还会基于不同供电时刻时的荷电量,来生成备用电源的电量曲线图,并将所述电量曲线图进行可视化展示;如此,则可帮助电源监控平台对应的值守人员了解备用电源的荷电状态,从而实现其对应供电状态的实时监控;可选的,前述电量曲线图可根据上传信息而进行不断更新,如以间隔五分钟上传为例,根据第一个五分钟上传的荷电量,则是生成备用电源开始供电至第五分钟的电量曲线图,第二个五分钟对应的荷电量上传后,则是供电开始至第10分钟的电量曲线图,以此原理,即可实现电量曲线图的实时更新,从而保证信息的实时性。
由此通过前述阐述,本实施例所提供的电源控制系统,可在主电源故障时,确定出故障类型,并基于故障类型生成维修工单下发至运维端;如此,不仅实现了故障的运维联动,还可使运维人员根据故障类型进行针对性的故障维修准备工作,从而可大幅提高维修效率;另外,本发明还可帮助值守人员及时了解备用电源的荷电状态,实现了对备用电源的供电监控,由此,本系统适用于在电源控制领域的大规模应用与推广。
在一个可能的设计中,下述公开电源监测端的其中一种具体电路结构:
参见图2所示,举例所述电源监测端可以但不限于包括:电源参数采集模块、电源状态检测模块、供电切换模块以及通信模块,其中,电源参数采集模块电连接电源状态检测模块,电源状态检测模块电连接供电切换模块,而供电切换模块则电连接备用电源和主电源;同时,电源状态检测模块则通过通信模块通信连接电源监控平台。
在具体应用时,电源参数采集模块,电连接所述主电源,用于在所述主电源为所述负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并将各个供电电流信号和各个供电温度信号发送至电源状态检测模块;可选的,举例电源参数采集模块可以但不限于包括电流传感器和温度传感器;当然,采集过程在前述介绍电源监测端时就已说明,在此不再赘述。
同时,电源状态检测模块,则用于接收电源参数采集模块发送的各个供电电流信号和各个供电温度信号,并根据各个供电电流信号和各个供电温度信号,得出所述主电源的工作状态检测结果;在本实施例中,下述公开一种主电源的具体工作状态检测过程。
在具体应用时,所述电源状态检测模块,只有在检测出各个供电电流信号和各个供电温度信号中同时存在故障信号时,才会生成所述主电源的工作状态检测结果为电源运行故障,且得出所述主电源的故障类型;其中,下述以供电电流信号为例,来公开供电电流信号中故障电流信号的检测过程,如下述所示:
在本实施例中,所述电源状态检测模块,初始化故障异常判断值为0,并获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号,其中,i的初始值为1;如此,相当于就是获取第一个采样时刻时的供电电流信号,然后,根据第一个采样时刻的供电电流信号,来进行故障电流信号的判断,其中,判断过程为:
所述电源状态检测模块,用于判断所述第i个采样时刻的供电电流信号的信号值是否处于故障电流信号值区间内,其中,当判断结果为是时,所述电源状态检测模块将故障异常判断值叠加单位常量,当判断结果为否时,所述电源状态检测模块则将所述故障异常判断值重置为0;基于前述阐述,即当第一个采样时刻的供电电流信号处于故障电流信号值区间时,故障异常判断值则为0+△p(表示单位常量,如为1),此时,故障异常判断值则为△p;而若第一个采样时刻的供电电流信号不处于故障电流信号值区间,那么,故障异常判断值则为0。
此时,则需要进行下一个采样时刻对应供电电流信号的获取,即电源状态检测模块,用于将i自加1,并重新获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号,直至故障异常判断值大于故障阈值时,判定当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号。
下述以一个实例来阐述前述故障电流信号的检测过程:
假设故障阈值为2,第一个采样时刻的供电电流信号的信号值处于故障电流信号值区间,那么,故障异常判断值则为0+1=1;此时,电源状态检测模块获取第二个采样时刻的供电电流信号;其中,若第二个采样时刻的供电电流信号的信号值也处于故障电流信号值区间,那么,故障异常判断值则为1+1=2;接着,电源状态检测模块获取第三个采样时刻的供电电流信号,而若判断出其也处于故障电流信号值区间,此时,故障异常判断值则为3,大于故障阈值,因此,即可判断出前三个采样时刻的供电电流信号为故障电流信号;另外,若判断出第三个采样时刻的供电电流信号的信号值,不处于故障电流信号值区间,那么,故障异常判断值则重置为0;当然,故障阈值可根据实际使用而具体设定,在此不作具体限定。
同理,各个供电温度信号中的故障温度信号的检测过程与前述故障电流信号的检测过程相同,于此不再赘述;如此,只有在检测出故障电流信号的同时,检测出故障温度信号,或检测出故障温度信号的同时,检测出故障电流信号,电源状态检测模块才会判定主电源出现运行故障,即生成工作状态检测结果为电源运行故障。
进一步的,前述就已说明,供电电流信号和供电温度信号均为电平信号,且具有不同的电平电压,因此,本实施例则是根据前述两种信号的电平电压,来确定出主电源的故障类型,其确定过程如下所示:
所述电源状态检测模块,用于在判断出当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号时,获取目标采样时刻前的供电温度信号中的故障温度信号,其中,目标采样时刻为在故障异常判断值大于故障阈值时,电源状态检测模块获取到的供电电流信号所对应的采样时刻;在前述举例的基础上进行阐述,即假设电源状态检测模块在接收到第四个采样时刻对应的供电电流信号时,判断出接收到的前四个采样时刻对应的供电电流信号为故障电流信号,此时,目标采样时刻则为第四个采样时刻,因此,电源状态检测模块则会获取前四个采样时刻对应的供电温度信号中的故障温度信号;而后,则可根据所述故障温度信号的电平电压,以及所述故障电流信号的电平电压,确定出所述主电源的故障类型。
更进一步的,若故障电流信号和故障温度信号的电平电压均为0V,则确定主电源存在欠压故障;若故障电流信号的电平电压为0V,故障温度信号的电平电压为VCC电压(为主电源中的电源芯片的电压,如3.3V或5V),则确定主电源存在过电流故障;若故障电流信号的电平电压为VCC电压,且故障温度信号的电平电压为0V,则确定主电源存在过温故障;若故障电流信号的电平电压和故障温度信号的电平电压均为VCC电压,则确定主电源存在短路故障。
由此通过前述阐述,即可通过采集的主电源的供电电流信号和供电温度信号,来确定出其对应的故障类型,从而避免传统电流控制系统仅能检测故障,而无法得知故障类型的问题。
在得出主电源的工作状态检测结果后,电源检测模块则会基于前述检测结果,来进行后续的操作,其具体操作为:电源状态检测模块,用于在所述状态检测结果为电源运行故障时,生成供电切换信号和故障报警信息,并将所述供电切换信号发送至供电切换模块;而供电切换模块,则用于在接收到所述电源状态检测模块发送的供电切换信号后,将所述负载的供电电源由所述主电源切换为所述备用电源,以保证负载的不间断工作。
同时,当完成主备电源的切换后,电源参数采集模块,还用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并将采集的放电电流发送至电源状态检测模块,而电源状态检测模块,则用于接收电源参数采集模块发送的各个放电电流,并基于各个放电电流,计算出所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量,以便实现备用电源的供电状态监测。
可选的,下述公开备用电源的荷电量的其中一种具体计算过程,如下所示:
所述电源监测端(是指电源状态检测模块),在获取所述备用电源处于第k采样时刻时的放电电流时,用于基于第k采样时刻前所获取的所有放电电流,计算出所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,其中,k为大于1的正整数;在本实施例中,假设获取第2采样时刻时的放电电流(采样间隔为5分钟),那么,则基于第2采样时刻前的所有放电电流(即前10分钟的放电电流),来计算出第2采样时刻时的放电量;具体的,可以将放电电流与放电时间相乘,来得到放电量。
同时,所述电源监测端,用于获取所述备用电源的标称容量,并基于所述标称容量和所述第k采样时刻前的放电量,计算出所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量;在本实施例中,举例所述标称容量用于指所述备用电源在以恒定电流以及恒定温度条件下进行放电所对应的电池容量,其为预设量,可预先设置在电源监测端内;更进一步的,可以但不限于采用如下公式(1)来计算出第k采样时刻时的标称荷电量。
(1)
上述公式(1)中,表示所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量,/>表示所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,/>表示所述标称容量。
如此,在计算出备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量后,电源监控端则可利用开路电压算法,对所述标称荷电量进行校正,得到校正荷电量,并根据所述校正荷电量、所述第k采样时刻时的放电电流、第k采样时刻前的放电电流以及所述标称容量,计算出所述备用电源在第k时刻时的荷电量;在具体应用时,开路电压算法主要是先获取备用电源在不同温度,且不同SOC(荷电量,是指剩余荷电量)下的开路电压矩阵图,也就是SOC-OVC(开路电压)对应表,而后,采集备用电源在为负载供电前的开路电压,并采集第k 采样时刻时的温度,从而在SOC-OVC对应表中找到相应的校正值,如此,即可完成对标称荷电量的校正。
可选的,举例可以但不限于采用如下公式(2),计算出备用电源在第k时刻时的荷电量;
(2)
上述公式(2)中,表示所述备用电源在第k时刻时的荷电量,/>表示校正荷电量,/>表示备用电源在第k采样时刻时的放电电流,/>表示第k采样时刻前的所有放电电流的均值,/>表示温度影响系数,/>表示常数;在本实施例中,举例/>可以但不限于为8.156。
如此,基于前述公式(2),即可计算出备用电源在第k时刻时的荷电量(就备用电源在第k时刻时的剩余荷电量);接着,以前述相同方法,即可计算出备用电源在不同时刻时的荷电量;而后,即可将前述计算出的荷电量,连同故障报警信息一起发送至电源监控平台,即电源状态检测模块,还用于通过通信模块将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台,以便电源监控平台生成电量曲线图,以及维修工单,以实现主电源故障的快速维修,以及备用电源的供电监控。
由此通过前述对电源监测端的详细阐述,本实施例则可通过采集主电源的供电电流信号和供电温度信号,来确定出其对应的故障类型;以及通过采集备用电源的放电电流,来实现其荷电量的监控;由此,即实现了主电源的故障维护,又可完成备用电源的供电监控,从而可实现对待监测电源全方位的管理与控制。
在一个可能的设计中,举例前述电源监测端,还可检测备用电源的电池健康状态,也就是检测出其电池容量,并在电池容量处于预警阈值时,向电源监控平台发送预警信息,从而提醒维护人员及时更换备用电源。
在具体应用时,举例所述电源监测端,还用于获取所述备用电源在上一次充电过程中的充电数据,其中,所述充电数据包括所述备用电源在上一次充电过程中的各个充电时刻的电压值、电流值以及温度值;接着,所述电源监测端,用于对所述充电数据进行预处理,得到预处理后的充电数据;如此,即可保证充电数据的准确性。
在本实施例中,举例前述预处理可以但不限于包括异常数据校正,以及数据的归一化处理,具体的,前述处理过程可以但不限于如下述所示:
在具体应用时,电源监测端,用于根据所述充电数据中的各个电压值、各个电流值和各个温度值,计算出正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间;其中,是先按照从小至大的顺序,对各个电压值进行排序、对各个电流值进行排序以及对各个温度值进行排序,以分别得到电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列;然后,再将电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列进行四等分处理,以得到电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数;最后,则可根据电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数,来得到正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间。
在本实施例中,正常电压区间为:,其中,/>表示电压排序序列的四分位数中的第一分位数,/>表示电压排序序列的四分位数中的第三分位数,/>表示电压排序序列的四分位数对应的四分位距,且四份位距为第三四分位数与第一四分位数的差距;当然,其余正常电流区间和正常温度区间的表达式与前述正常电压区间一致,于此不再赘述。
在得到前述正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间后,则可根据所述正常电压区间、所述正常电流区间和所述正常温度区间,从所述充电数据中筛选出异常值,并将筛选出的异常值进行数据校正处理,得到校正充电数据;在具体应用中,以充电数据中的各个电压值为例,将处于正常电压区间之外的电压值,均作为电压异常值,而后,举例电源监测端,用于采用插值算法,对异常值进行数据校正处理,如对于一电压异常值,获取该电压异常数据前一时刻的电压值,以及后一时刻的电压值,然后,求和前一时刻和后一时刻的电压值,并取求和结果的均值,来作为校正后的电压值;如此,以前述相同原理,即可完成充电数据中各个电流异常值和温度异常值的校正,从而得到校正充电数据。
在完成充电数据中异常数据的校正后,所述电源监测端,则对所述校正充电数据进行归一化处理,以在归一化处理后,得到所述预处理后的充电数据;在本实施例中,以所述校正充电数据中的电压值为例,来阐述前述归一化处理过程;可选的,举例可以但不限于采用如下公式(3),对所述校正充电数据中的电压值进行归一化处理。
(3)
上述公式(3)中,表示校正充电数据中的第n个电压值,/>表示第n个电压值的归一化至值,/>表示校正充电数据中的最大电压值,/>表示校正充电数据中的最小电压值,n=1,2,...N,N表示校正充电数据中电压值的总数。
如此,以前述公式(3),即可完成校正充电数据中各个电流值、电压值以及温度值的归一化处理,从而得到预处理后的充电数据;而后,即可利用构建的电池SOH检测模型,来进行备用电源的电池容量的检测,其检测过程如下所示:
所述电源监测端,用于获取电池SOH检测模型,其中,电池SOH检测模型是以海量样本备用电源的样本预处理充电数据为输入,每个样本备用电源的SOH结果为输出而训练得到的;而后,将预处理后的充电数据输入至所述电池SOH检测模型中,以得到所述备用电源的SOH检测结果;其中,所述SOH检测结果用于表征所述备用电源的容量;最后,电源监测端,则可根据SOH检测结果,来进行备用电源电池容量的预警,即用于在判断出所述备用电源的SOH检测结果达到预警阈值时(如容量小于50时),生成备用电源健康预警信息,并将所述备用电源健康预警信息发送至所述电源监控平台;由此,即可实现备用电源容量的实时监控,从而防止备用电源因容量过小,而导致的无法正常供电的问题;同时,电源监控平台在接收到该预警信息后,也可生成备用电源更换工单,并下发至运维端,如此,可实现备用电源的快速更换。
在本实施例中,下述公开前述电池SOH检测模型的具体网络结构,前述就已说明,其实质为CNN卷积神经网络,因此,前述SOH检测模型则设置有13层结构,第一层为输入层(尺寸为256×3,256表示充电数据中的充电时刻数,3表示数据种类,即一个充电时刻对应有三种数据,分别为电压、电流和温度),第二层为包括3个滤波器的卷积层,其中,每个滤波器包含有64个卷积核,卷积核大小为32×1,并采用ReLU激活函数输出结果。
第三层为包含有3个滤波器的最大池化层,第四层、第六层和第八层的结构与第二层相同,第五层、第七层以及第九层的结构与第三层结构相同;更进一步的, 第十层为Flatten层,共包含有1024个隐藏节点,其中,Flatten层是将前述第九层输出的多维数据结构,转换为一维数据结构,是前述卷积层和最大池化层连接到全连接层之间的过渡结构;而第十一层则是全连接层,其包含有256个隐藏节点,通过ReLU激活函数输出256×1的数据;最后,第十二层则输出层,其本质为包含有1个隐藏节点的全连接层,用于将256×1的数据转换为1×1的数据,而该1×1的数据,则是备用电源的SOH检测结果。
由此通过前述对电源控制系统的详细阐述,本发明不仅实现了故障的运维联动,还可使运维人员根据故障类型进行针对性的故障维修准备工作,如此,可大幅提高维修效率;同时,本发明还可帮助值守人员及时了解备用电源的荷电状态以及容量状态,实现了对备用电源的供电监控以及容量监控,由此,本发明适用于在电源控制领域的大规模应用与推广。
在一个可能的设计中,参见图3所示,本实施例第二方面提供实施例第一方面中所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法,该工作方法可以但不限于在电源监测端侧执行,当前,前述执行主体并不构成对本申请实施例的限定,其中,本方法的运行步骤可以但不限于如下述步骤S1~S6所示。
S1. 获取主电源的第一电源检测参数,其中,所述第一电源检测参数包括在主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集的供电电流信号和供电温度信号。
S2. 根据所述第一电源检测参数,得出主电源的工作状态检测结果,其中,工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型。
S3. 在工作状态检测结果为电源运行故障时,将负载的供电电源由主电源切换至备用电源,并生成故障报警信息,其中,所述故障报警信息包括故障类型和故障地点。
S4. 获取备用电源的第二电源检测参数,其中,所述第二电源检测参数包括在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集的放电电流。
S5. 基于所述第二电源检测参数,得到备用电源在不同供电时刻时的荷电量。
S6. 将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发生至电源监控平台,以使所述电源监控平台在接收到所述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,基于故障报警信息生成故障工单,以及基于不同供电时刻时的荷电量,生成备用电源的电量曲线图,并将所述故障工单发送至所述运维端以及将所述电量曲线图进行可视化展示。
本实施例的工作过程、工作细节和技术效果,可以参见实施例第一方面,于此不再赘述。
如图4所示,本实施例第三方面提供了一种基于物联网的电源控制系统的电源控制装置(即电源监测端),以装置为电子设备为例,包括:依次通信相连的存储器、处理器和收发器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述收发器用于收发消息,所述处理器用于读取所述计算机程序,执行如实施例第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法。
具体举例的,所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(random accessmemory,RAM)、只读存储器(Read Only Memory ,ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output,FIFO)和/或先进后出存储器(First In Last Out,FILO)等等;具体地,处理器可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现,同时,处理器也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。
在一些实施例中,处理器可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制,例如,所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器、精简指令集计算机(reduced instruction setcomputer,RISC)微处理器、X86等架构处理器或集成嵌入式神经网络处理器(neural-network processing units,NPU)的处理器;所述收发器可以但不限于为无线保真(WIFI)无线收发器、蓝牙无线收发器、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)无线收发器、紫蜂协议(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,ZigBee)无线收发器、3G收发器、4G收发器和/或5G收发器等。此外,所述装置还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例提供的电子设备的工作过程、工作细节和技术效果,可以参见实施例第一方面和第二方面,于此不再赘述。
本实施例第四方面提供了一种存储包含有实施例第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法的指令的存储介质,即所述存储介质上存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,执行如实施例第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法。
其中,所述存储介质是指存储数据的载体,可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等,所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例提供的存储介质的工作过程、工作细节和技术效果,可以参见实施例第一方面和第二方面,于此不再赘述。
本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当所述指令在计算机上运行时,使所述计算机执行如实施例第二方面所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法,其中,所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,包括:
电源监测端、电源监控平台以及运维端,其中,所述电源监控平台分别通信连接所述电源监测端和所述运维端,所述电源监测端电连接有待监测电源,所述待监测电源包括主电源和备用电源,且所述备用电源为可充电电源;
电源监测端,用于在所述主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并根据采集的供电电流信号和供电温度信号,得出主电源的工作状态检测结果,其中,工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型;
电源监测端,用于在工作状态检测结果为电源运行故障时,将负载的供电电源由主电源切换至所述备用电源,并生成故障报警信息,其中,所述故障报警信息包括故障类型和故障地点;
电源监测端,用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并基于采集的各个放电电流,计算出备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
电源监测端,还用于将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台;
电源监控平台,用于在接收到所述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,基于故障报警信息生成故障工单,以及基于不同供电时刻时的荷电量,生成备用电源的电量曲线图,并将所述故障工单发送至所述运维端以及将所述电量曲线图进行可视化展示。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端包括:电源参数采集模块、电源状态检测模块、供电切换模块以及通信模块;
电源参数采集模块,电连接所述主电源,用于在所述主电源为所述负载供电时,按照第一预设采样间隔采集所述主电源的供电电流信号和供电温度信号,并将各个供电电流信号和各个供电温度信号发送至电源状态检测模块;
电源状态检测模块,用于接收电源参数采集模块发送的各个供电电流信号和各个供电温度信号,并根据各个供电电流信号和各个供电温度信号,得出所述主电源的工作状态检测结果;
电源状态检测模块,用于在所述状态检测结果为电源运行故障时,生成供电切换信号和故障报警信息,并将所述供电切换信号发送至供电切换模块;
供电切换模块,用于在接收到所述电源状态检测模块发送的供电切换信号后,将所述负载的供电电源由所述主电源切换为所述备用电源;
电源参数采集模块,还用于在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集所述备用电源的放电电流,并将采集的放电电流发送至电源状态检测模块;
电源状态检测模块,用于接收电源参数采集模块发送的各个放电电流,并基于各个放电电流,计算出所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
电源状态检测模块,还用于通过通信模块将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发送至所述电源监控平台。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源状态检测模块,用于在检测出各个供电电流信号和各个供电温度信号中同时存在故障信号时,生成所述主电源的工作状态检测结果为电源运行故障,且得出所述主电源的故障类型;
所述电源状态检测模块,初始化故障异常判断值为0,并获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号;
所述电源状态检测模块,用于判断所述第i个采样时刻的供电电流信号的信号值是否处于故障电流信号值区间内,其中,当判断结果为是时,所述电源状态检测模块将故障异常判断值叠加单位常量,当判断结果为否时,所述电源状态检测模块则将所述故障异常判断值重置为0;
所述电源状态检测模块,用于将i自加1,并重新获取所述电源参数采集模块在第i个采样时刻发送的供电电流信号,直至故障异常判断值大于故障阈值时,判定当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号,其中,i的初始值为1。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,各个供电电流信号和各个供电温度信号中的任一供电电流信号和任一供电温度信号均为电平信号,且不同供电电流信号和不同供电温度信号对应有不同的电平电压;
其中,电源状态检测模块,用于在判断出当前接收到的各个供电电流信号中存在故障电流信号时,获取目标采样时刻前的供电温度信号中的故障温度信号,其中,目标采样时刻为在故障异常判断值大于故障阈值时,电源状态检测模块获取到的供电电流信号所对应的采样时刻;
电源状态检测模块,用于根据所述故障温度信号的电平电压,以及所述故障电流信号的电平电压,确定出所述主电源的故障类型。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端,在获取所述备用电源处于第k采样时刻时的放电电流时,用于基于第k采样时刻前所获取的所有放电电流,计算出所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,其中,k为大于1的正整数;
所述电源监测端,用于获取所述备用电源的标称容量,并基于所述标称容量和所述第k采样时刻前的放电量,计算出所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量;
所述电源监测端,用于利用开路电压算法,对所述标称荷电量进行校正,得到校正荷电量;
所述电源监测端,还用于根据所述校正荷电量、所述第k采样时刻时的放电电流、第k采样时刻前的放电电流以及所述标称容量,计算出所述备用电源在第k时刻时的荷电量。
6. 根据权利要求5所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端,用于基于所述标称容量和所述第k采样时刻前的放电量,并采用如下公式(1),计算出所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量;
(1)
上述公式(1)中,表示所述备用电源在第k采样时刻时的标称荷电量,/>表示所述备用电源在第k采样时刻前的放电量,/>表示所述标称容量;
相应的,所述电源监测端,用于根据所述校正荷电量、所述第k采样时刻时的放电电流、第k采样时刻前的放电电流以及所述标称容量,并采用如下公式(2),计算出所述备用电源在第k时刻时的荷电量;
(2)
上述公式(2)中,表示所述备用电源在第k时刻时的荷电量,/>表示校正荷电量,/>表示备用电源在第k采样时刻时的放电电流,/>表示第k采样时刻前的所有放电电流的均值,表示温度影响系数,/>表示常数。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端,还用于获取所述备用电源在上一次充电过程中的充电数据,其中,所述充电数据包括所述备用电源在上一次充电过程中的各个充电时刻的电压值、电流值以及温度值;
所述电源监测端,用于对所述充电数据进行预处理,得到预处理后的充电数据;
所述电源监测端,用于获取电池SOH检测模型,其中,电池SOH检测模型是以海量样本备用电源的样本预处理充电数据为输入,每个样本备用电源的SOH结果为输出而训练得到的;
所述电源监测端,用于将预处理后的充电数据输入至所述电池SOH检测模型中,以得到所述备用电源的SOH检测结果,其中,所述SOH检测结果用于表征所述备用电源的容量;
所述电源监测端,用于在判断出所述备用电源的SOH检测结果达到预警阈值时,生成备用电源健康预警信息,并将所述备用电源健康预警信息发送至所述电源监控平台。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端,用于根据所述充电数据中的各个电压值、各个电流值和各个温度值,计算出正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间;
所述电源监测端,用于根据所述正常电压区间、所述正常电流区间和所述正常温度区间,从所述充电数据中筛选出异常值,并将筛选出的异常值进行数据校正处理,得到校正充电数据;
所述电源监测端,还用于对所述校正充电数据进行归一化处理,以归一化处理后,得到所述预处理后的充电数据。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的电源控制系统,其特征在于,所述电源监测端,用于按照从小至大的顺序,对各个电压值进行排序、对各个电流值进行排序以及对各个温度值进行排序,以分别得到电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列;
所述电源监测端,用于将电压排序序列、电流排序序列和温度排序序列进行四等分处理,以得到电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数;
所述电源监测端,用于根据电压排序序列的四分位数,电流排序序列的四分位数以及温度排序序列的四分位数,得到正常电压区间、正常电流区间以及正常温度区间,其中,所述正常电压区间为,且/>表示电压排序序列的四分位数中的第一分位数,/>表示电压排序序列的四分位数中的第三分位数,/>表示电压排序序列的四分位数对应的四分位距;
相应的,所述电源监测端,用于采用插值算法,对异常值进行数据校正处理,得到校正充电数据,且采用如下公式(3),对所述校正充电数据中的电压值进行归一化处理;
(3)
上述公式(3)中,表示校正充电数据中的第n个电压值,/>表示第n个电压值的归一化至值,/>表示校正充电数据中的最大电压值,/>表示校正充电数据中的最小电压值,n=1,2,...N,N表示校正充电数据中电压值的总数。
10.一种基于权利要求1~9任意一项所述的基于物联网的电源控制系统的电源控制方法,其特征在于,应用于电源监测端,包括:
获取主电源的第一电源检测参数,其中,所述第一电源检测参数包括在主电源为负载供电时,按照第一预设采样间隔采集的供电电流信号和供电温度信号;
根据所述第一电源检测参数,得出主电源的工作状态检测结果,其中,工作状态检测结果包括电源正常运行,和电源运行故障及其故障类型;
在工作状态检测结果为电源运行故障时,将负载的供电电源由主电源切换至备用电源,并生成故障报警信息,其中,所述故障报警信息包括故障类型和故障地点;
获取备用电源的第二电源检测参数,其中,所述第二电源检测参数包括在所述备用电源为所述负载供电时,按照第二预设采样间隔采集的放电电流;
基于所述第二电源检测参数,得到备用电源在不同供电时刻时的荷电量;
将所述故障报警信息和所述备用电源在不同供电时刻时的荷电量发生至电源监控平台,以使所述电源监控平台在接收到所述故障报警信息和备用电源在不同供电时刻时的荷电量后,基于故障报警信息生成故障工单,以及基于不同供电时刻时的荷电量,生成备用电源的电量曲线图,并将所述故障工单发送至所述运维端以及将所述电量曲线图进行可视化展示。
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