CN117424352A - 储能柜主从自主切换方法及系统 - Google Patents

储能柜主从自主切换方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种储能柜主从自主切换方法及系统，其中，所述储能柜主从自主切换方法通过接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文，并以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜，之后获取每一个储能柜的储能柜信息，依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜，使得系统可以自动选择合适的储能柜作为主柜，避免了人工选择的过程，有效节约了人力资源。

Description

储能柜主从自主切换方法及系统
技术领域
本申请涉及储能控制调度技术领域，特别是涉及一种储能柜主从自主切换方法及系统。
背景技术
储能柜是储能系统的基础单元，储能柜在使用时往往是多个储能柜形成一个储能柜网络，储能柜网络中需要确定主柜和从柜，由于现有的储能柜并不能自主确定哪一个储能柜是主柜，哪一个储能柜是从柜，所以需要通过人工去确定主从柜，这样会浪费大量的人力资源。
发明内容
基于此，有必要针对现有的储能柜并不能自主确定主从柜，所以需要通过人工去确定主从柜，这样会浪费大量的人力资源的问题，提供一种储能柜主从自主切换方法及系统。
一方面，本申请提供一种储能柜主从自主切换方法，所述储能柜主从自主切换方法包括：
接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文；
以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜；
依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜；
生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜；所述通知报文包括将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜的指令；
每隔预设时间接收各个储能柜的心跳信息，在确认接收到心跳信息后向各个储能柜返回响应信息。
另一方面，本申请还提供一种储能柜主从自主切换系统，所述储能柜主从自主切换系统包括：
电网电表；
中转站，所述中转站与电网电表基于RS485协议通信连接，所述中转站用于执行如前述内容中提及的储能柜主从自主切换方法；
多个储能柜，每一个所述储能柜均与中转站通信连接，中转站和储能柜通过三层协议网络通信连接，网络传输数据符合三层协议网络特征，具备三层IP地址信息；每一个所述储能柜均包括外部交换机，多个储能柜之间通过外部交换机连接以形成环形网络，多个储能柜之间通过二层协议网络通信连接，网络传输数据符合二层协议网络特征，具备二层MAC地址信息。
本申请涉及一种储能柜主从自主切换方法及系统，通过接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文，并以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜，之后获取每一个储能柜的储能柜信息，依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜，使得系统可以自动选择合适的储能柜作为主柜，避免了人工选择的过程，有效节约了人力资源。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种储能柜主从自主切换方法的方法流程图。
图2为本申请一实施例提供的一种储能柜主从自主切换系统的结构示意图。
图3为本申请一实施例提供的一种储能柜主从自主切换系统的结构示意图。
图4为本申请一实施例提供的一种储能柜主从自主切换系统中储能柜的结构示意图。
附图标记：
100、电网电表；200、中转站；300、储能柜；310、工控网关一体机；
311、工控机；312、储能网关；321、外部交换机；322、内部交换机；
330、串口设备；340、IP设备；350-电池管理设备；360、储能变流器；
370、空调；380、消防设备；391、水浸检测器；392、烟感检测器；
393、显示器。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供一种储能柜主从自主切换方法，其执行主体可以为储能柜主从自主切换系统。
如图1所示，本申请提供一种储能柜主从自主切换方法，所述储能柜主从自主切换方法包括如下S100至S500：
S100，中转站接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文。
S200，中转站以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜。
S300，依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜。
具体地，可以通过如下实施方式实现：中转站获取每一个储能柜返回的储能柜信息，依据每一个储能柜返回的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜。
S400，生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜。所述通知报文包括将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜的指令。
具体地，可以通过如下实施方式实现：中转站生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜。
S500，每隔预设时间接收各个储能柜的心跳信息，在确认接收到心跳信息后向各个储能柜返回响应信息。
具体地，可以通过如下实施方式实现：中转站每隔预设时间接收各个储能柜的心跳信息，在确认接收到心跳信息后向各个储能柜返回响应信息。
本实施例中，通过接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文，并以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜，之后获取每一个储能柜的储能柜信息，依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜，使得系统可以自动选择合适的储能柜作为主柜，避免了人工选择的过程，有效节约了人力资源。
本申请的一实施例中，所述S100包括如下S110至S150：
S110，中转站生成固定字段。
S120，中转站生成一个随机数。
S130，中转站将固定字段和随机数拼接，形成消息头。
具体地，消息头是指私有协议的head。私有协议是指：电网电表数据报文的格式是采用私有协议生成的，需要被接收方也知晓该私有协议的前提下才可以解析出报文内包含的数据。换言之，储能柜接收到后续S150发出的Base64加密处理后的电网电表数据报文，单单通过Base64解密出报文内容还不够，还需要知晓私有协议，才能解析出报文中包含的数据。
例如，私有协议限定了数据格式是ABCD的数据组合方式，不知晓私有协议的终端在接收到ABCD后也不会知道ABCD是什么含义。
S140，中转站生成消息体，将电网电表数据写入消息体。
具体地，消息体即为私有协议的payload。
S150，中转站将消息头和消息体组合，并对消息头和消息体组合后的字符串进行Base64加密处理，生成电网电表数据报文。
具体地，固定字段是一个结构体，主要用于区分消息体的内容，包含了消息体的数据类型、消息体的数据子类型、以及消息体的数据的解析方法。
在本实施例中，消息体可以是与储能柜连接的不同电表的电网电表数据，中转站发现电网电表数据以及后续可扩展的电网电表数据，同时对于消息体的解析进行了定义，消息体data部分可以是raw data，也可以是json数据，也可以是其他类型的数据。
本申请S110生成固定字段时，是需要根据消息体的内容来生成固定字段的，即需要根据具体的电网电表数据的各自属性来生成的。这些属性包括但不仅限于协议类型，设备类型，数据类型和解析类型。例如协议类型是645传输协议还是其它传输协议，设备类型是电表还是其它表计，数据类型是raw data还是json数据，解析类型是裸的数据（不用解析即可理解数据内容的数据）还是需要后续解析处理的数据。
通过Base64转换字符集进行转码，将消息头和消息体组合后的字符串转换位加密后的数据，加密后的数据即电网电表数据报文Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。采用Base64编码具有不可读性，需要解码后才能阅读。
中转站在发送的电网电表数据中包含发送该电网电表数据的时间戳，以方便后续接收方分辨数据并明确数据的发送时间。
本实施例中，在应用储能柜时，储能柜和中转站被设置于同一个网络中，并且使用私有协议进行通讯，在这个网络中，中转站起到服务端的作用，各个储能柜分别起到客户端的作用，中转站通过私有协议将电网电表数据广播传输至各个储能柜。
在生成消息头和消息体后，对消息头和消息体分别利用Base64进行加密，得到加密后的电网电表数据报文，并将加密后的电网电表数据报文广播至网络中的各个储能柜。
中转站通过私有协议的head和payload向各个储能柜传递加密后的电网电表数据，这样能够有效避免电网电表数据泄漏，同时提高传递数据效率。
在S200中转站以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜之后，储能柜接收电网电表数据报文。
由于存在网络错误，报文数据部分丢失（无法保持报文完整性）的问题，中转站需要确认储能柜是否真正接收到了电网电表数据报文。
在本申请的一个实施例中，在S200之后，S300之前，本申请提供的储能柜主从自主切换方法还包括每一个储能柜执行的以下步骤：
W110，储能柜接收电网电表数据报文后，解析电网电表数据报文，得到消息头和消息体。
W120，储能柜重新将消息头和消息体组合，并对消息头和消息体重新组合后的字符串进行Base64加密处理，生成反馈报文。
W130，将反馈报文发送至中转站。
具体地，W120中，储能柜只有将消息头和消息体重新组合原封不动的反馈回中转站，中转站才认为储能柜的反馈合法，即认同储能柜真正接收到了电网电表数据报文。原封不动的反馈回中转站的含义是，对中转站在S120中生成的随机数必须原封不动再次生成消息头，再和S140中的中转站生成的消息体重新组合的字符串进行Base64加密处理，生成反馈报文。
这是因为中转站在S120生成随机数时，需要针对每一个不同储能柜生成与不同储能柜各自对应的，彼此不同的随机数，这样代表了生成消息头的唯一性，保证了数据传输的私密性和安全性。因此W120中储能柜接收到消息头，不能修改随机数，需要随机数保持原封不动原路返回才能继续维持数据传输的私密性和安全性。
在本申请的一个实施例中，在S200之后，S300之前，本申请提供的储能柜主从自主切换方法还包括中转站执行的以下步骤S251至S256：
S251，中转站接收所有反馈报文。
S252，中转站选取一个反馈报文，对反馈报文进行解析，得到新的消息头和消息体。
S253，中转站比对从反馈报文中解析出的消息体和中转站发出的电网电表数据报文内的消息体，判断二者是否一致。
S254，若从反馈报文中解析出的消息体和中转站发出的电网电表数据报文内的消息体一致，则中转站将该储能柜列入备选主柜列表。
S255，返回所述S252，直至所有反馈报文均被选取过。
S256，中转站向备选主柜列表中的所有储能柜依次发送获取储能柜信息的请求。
具体地，只有发送过反馈报文且被中转站接收到反馈报文的储能柜，可以列入备选主柜列表，参与后续S300储能柜的评价分数计算。
本申请的一实施例中，所述S300包括如下S310至S350：
S310，中转站从每一个储能柜返回的储能柜信息中提取储能柜的唯一识别码、储能柜历史成为主柜的次数、储能柜性能参数、电网电表数据报文发送的时间戳和储能柜收到有效电表数据的时间戳。所述电网电表数据报文发送的时间戳由储能柜解析电网电表数据报文得到。
可选地，接收到储能柜信息的请求的储能柜提取本地存储的储能柜信息，并将储能柜信息返回至中转站。后续中转站执行S310。也即备选主柜列表中的储能柜，且返回过储能柜信息才能执行后续步骤。
S320，中转站计算每一个储能柜收到有效电表数据的时间戳与电网电表数据报文发送的时间戳的差值，将所述差值作为储能柜的响应速度，以得到每一个储能柜的响应速度。
S330，中转站通过公式1计算每一个储能柜的评价分数。
公式1；
其中，为第k个储能柜的评价分数，/>为第k个储能柜历史成为主柜的次数，/>为第k个储能柜的储能柜性能参数的分数总值，/>为第k个储能柜的响应速度，/>、/>和/>分别为/>、/>和/>各自对应的权重参数，/>+/>+/>=1，k为储能柜的唯一识别码。
S340，中转站将各个储能柜的评价分数进行比对。
S350，选择评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，将除主柜之外剩余的储能柜均作为从柜。
具体地，每一个储能柜有其唯一对应的唯一识别码，这些唯一识别码即SN码，也称产品序列号，SN码可以为一串数字或字母，常用于防伪识别，具有唯一性，即一个SN码仅对应一个储能柜。
在本实施例中，唯一识别码具有数字部分，唯一识别码的数字部分的和越大就表示该SN码对应的储能柜就越新，例如SN码分别为QC20210106和QC20210110的两个储能柜，那么QC20210110对应的储能柜就更新，新的含义可以是指储能柜的出厂时间较晚或者开始使用的时间较晚，越新的储能柜的损耗越小。
储能柜的性能参数主要考虑储能柜中工控机的性能，例如SN码为QC20210106的储能柜的工控机配置为i5处理器和8GB内存，SN码为QC20210110的储能柜的工控机配置为i5处理器和16GB内存，可以将工控机每一项配置赋予相应的分数以对配置的高低做出判断，对于工控机配置评分如表1工控机配置评分表所示。
表1工控机配置评分表
表1中仅列举了部分配置，还可以将工控机的其他配置加入表格中并加以评分。举例说明，通过表1计算，SN码为QC20210106的储能柜的储能柜性能参数的分数总值为6分，SN码为QC20210110的储能柜的储能柜性能参数的分数总值为7分，则能够认为SN码为QC20210110的储能柜的储能柜性能参数要优于SN码为QC20210106的储能柜的储能柜性能参数。
由于储能柜的响应速度是毫秒级别的，而储能柜历史成为主柜的次数一般小于10次，若是不将响应速度与其他的参数配平，会使得最终计算出的储能柜的评价分数不具备参考性，可选地，将响应时间乘以10，以提高储能柜的评价分数的可靠性。
本实施例中，在中转站储存有储能柜信息表，该表格如表2所示，其中包含了各个储能柜的相关信息，在计算储能柜的评价分数时，中转站会调用储能柜信息表格中的相关信息进行计算。
表2 储能柜信息表
在利用公式1计算每一个储能柜的评价分数前，用户可以根据需要去调节每一项的权重参数，例如当需要一个高性能的储能柜作为主柜时，可以使得，/>,/>，这样就能有效提高储能柜性能参数的权重值，从而更有利于选出高性能的储能柜。这样能够使得中转站可以根据实际使用情况去自适应调节不同参数的权重比例，从而选择出最为合适的储能柜作为主柜。
当，/>,/>时，SN码为QC20210106的储能柜的评价分数为6.51，SN码为QC20210106的储能柜的评价分数为6.78，可见SN码为QC20210106的储能柜的评价分数更高，所以选择SN码为QC20210106的储能柜的作为主柜。
在确认了哪个储能柜可以作为主柜后，中转站还会执行如下操作：
生成将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜的指令，对该指令进行Base64加密。
结合电网电表数据和指令生成通知报文。
而在本实施例中，中转站确认SN码为QC20210106的储能柜的作为主柜后，生成将SN码为QC20210106的储能柜的作为主柜的指令，并将该指令结合电网电表数据从而生成通知报文，并将通知报文发送至各个储能柜。
本申请的一实施例中，所述S350包括如下S351至S353：
S351，中转站判断评价分数最大值对应的储能柜的数量是否等于1。
S352，若评价分数最大值对应的储能柜的数量等于1，则执行所述选择评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，除主柜之外剩余的储能柜作为从柜。
S353，若评价分数最大值对应的储能柜的数量大于1，则遍历所有储能柜的唯一识别码，选择唯一识别码最大的储能柜作为主柜。
本实施例中，在实际选择过程中，可能会出现多个储能柜具有相同的评价分数的情况，那么在这个时候就需要提出第二种标准在这些具有相同评价分数的储能柜中选择出作为主柜的储能柜。
由于SN码是唯一的，且与储能柜是一一对应的，而且SN码的数值越大则表示这个SN码对应的储能柜越新，储能柜越新就代表着该储能柜的使用时间较短或者出厂时间较短，也就表面该储能柜的使用损耗较小，所以该储能柜的使用可靠性就越高。
所以当评价分数相同时，选择SN码最大的储能柜作为主柜，其余储能柜作为从柜。这样能够有效提高作为主柜的储能柜的使用年限以及使用可靠性。
本申请的一实施例中，所述S500包括如下S510至S550：
S510，中转站设置心跳时间。
S520，中转站判断在N个心跳时间内是否接收到主柜发送的心跳报文。N为正整数。
S530，若中转站在N个心跳时间内接收到主柜发送的心跳报文，则中转站发送响应报文至主柜和所有的从柜。
S540，若中转站在N个心跳时间内未接收到主柜的心跳报文，则中转站获取每一个从柜返回的储能柜信息，依据每一个从柜返回的储能柜信息计算每一个从柜的评价分数，将评价分数最大值对应的从柜作为主柜。
S550，返回所述S400，以完成新的主柜和从柜的指派。
具体地，心跳机制是发送方定时发送一个自定义的结构体以让接收方得知自己的通信状态正常，以确保维持正常通信连接的有效性的机制。心跳机制用于判定储能柜是否离线，主柜和从柜都需要发送心跳报文，心跳报文也可以进行广播，因此一个储能柜发出心跳报文后，其他储能柜和中转站都能收到。
预设时间即为心跳时间。
本实施例中，为了确保各个储能柜与中转站的连接的有效性，在储能柜与中转站之间设置心跳机制以使得中转站每隔固定时间检查主柜与中转站的连接是否还有效。
在确定主从柜之后，如果设置单个心跳时间为3秒，即心跳时间是3秒，之后主柜和所有从柜每隔3秒向中转站发送一次心跳报文，以使得中转站能够确定连接的有效性。
中转站每隔一个心跳时间判断一次是否接收到来自主柜和所有从柜发送来的心跳报文，持续心跳时间乘以N的总时长，若出现在N个心跳时间内未接收到主柜发送的心跳报文时，那么中转站会判断连接失效，此时就需要重新确定主柜和从柜，返回S400，排除丢失连接的储能柜的评价分数，将剩余的所有储能柜根据公式1重新计算每一个储能柜的评价分数，并将评价分数从大到小排序，确定评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，其他储能柜作为从柜。
例如，N取5，心跳时间取3秒，则是持续3×N=15秒内未接收到主柜或所有从柜的心跳报文则需要更换主柜。
依据上述内容可知，中转站和从柜之间也会维持心跳，且中转站也会监控和从柜之间的心跳，但是如果从柜心跳丢失，则只需要向云端服务器上报异常消息，并不需要执行选取新的主柜的操作。
本申请的一实施例中，所述储能柜主从自主切换方法还包括如下S600至S640：
S600，中转站判断是否接收到至少一个新储能柜发送的入网请求。
S610，若接中转站收到至少一个新储能柜发送的入网请求，则中转站获取新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息。
S620，中转站判断新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息是否符合入网标准。
S630，当新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息符合入网标准时，中转站将新储能柜加入主从柜网络中。
S640，当新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息不符合入网标准时，中转站拒绝新储能柜加入主从柜网络。
本实施例中，拓扑在计算机中是指引用拓扑学中研究与大小，形状无关的点、线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中各实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响。拓扑在计算机网络中即是指连接各结点的形式与方法。
而储能柜内具体设备的信息即作为储能柜的拓扑信息，比如储能柜内的空调，空调是一种串口设备，那么空调的拓扑信息就是串口地址码，波特率，串口属性信息，控制点位和数字点位。空调的数字点位就是空调检测到的储能柜内当前湿度，空调检测到的储能柜内当前温度等数据。
主从柜网络指的不单单是是多个储能柜之间通过外部交换机连接形成的环形网络，而且还指每一个所述储能柜均与中转站通信连接的网络，换言之，主从柜网络指的是储能柜主从自主切换系统的整个通信网络。中转站和储能柜通过三层协议网络通信连接，网络传输数据符合三层协议网络特征。多个储能柜之间通过二层协议网络通信连接，网络传输数据符合二层协议网络特征，具备二层MAC地址信息。
本实施例中，当有新储能柜想要接入主从柜网络时，新储能柜会向中转站发送入网请求，以获取入网许可。
中转站在接收到新储能柜的入网请求信息后，会获取该新储能柜的出厂信息和拓扑信息，其中出厂信息用于判断该新储能柜是否与其他储能柜是相同类型的储能柜，拓扑信息用于判断该新储能柜是否具有与其他储能柜相同的工作能力。而在该新储能柜的出厂信息和拓扑信息均查验合格后，即证明该新储能柜与其他储能柜是相同类型的储能柜且具有与其他储能柜相同的工作能力，可以允许该新储能柜加入到主从柜网络中。
若该新储能柜的出厂信息和拓扑信息均至少有一项不合格时，即证明该新储能柜与其他储能柜不是相同类型的储能柜或/且不具有与其他储能柜相同的工作能力，那么中转站将拒绝该新储能柜加入到主从柜网络中。
在本申请的一实施例中，所述S620包括如下S621至S624：
S621，中转站读取新储能柜的出厂信息中的新储能柜的唯一识别码。
S622，中转站解析新储能柜的唯一识别码，获得新储能柜的品牌信息。
S623，中转站从本地提取储能柜采购表，中转站判断新储能柜的品牌信息是否在中转站本地提取储能柜采购表中存在记载。
S624，若新储能柜的品牌信息在中转站本地提取储能柜采购表中存在记载，则中转站确定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
具体地，储能柜采购表可以直接储存在中转站内，也可以储存在云端服务器。云端服务器与储能柜远程通信连接。当储能柜采购表储存在中转站内时，中转站可以直接调用储能柜采购表的信息，当储能柜采购表储存在云端服务器时，中转站在调用储能柜采购表的信息前需要先从云端服务器下载储能柜采购表，之后再调用储能柜采购表的信息。
本实施例中，在接收到新储能柜的入网请求后，中转站获取该新储能柜的出厂信息以确定该新储能柜是否可以加入中转站。
之所以去检查新储能柜的唯一识别码、品牌信息，以及确认储能柜采购表中是否包含该新储能柜的品牌信息是为了确保该新储能柜与主从柜网络中的储能柜是相同类型或者相同型号的储能柜，避免该新储能柜在接入到中转站-储能柜网络后与其他储能柜发生冲突，从而导致主从柜网络的连接出现问题。
在本申请的一实施例中，所述S620还包括如下S625至S627：
S625，中转站读取新储能柜的出厂信息中的新储能柜的储能系统参数。
S626，中转站判断新储能柜的出厂信息中的新储能柜的储能系统参数是否和预设储能系统参数匹配。
S627，若新储能柜的储能系统参数和预设储能系统参数匹配，则中转站确定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
本实施例中，在接收到新储能柜的入网请求后，中转站获取该新储能柜的储能系统参数以确定该新储能柜是否可以加入中转站。
之所以去检查该新储能柜的储能系统参数是为了确定该新储能柜是否具备和主从柜网络中的原有的储能柜相同的工作能力，以避免该新储能柜接入主从柜网络后造成网络瘫痪会损坏其他储能柜。
本实施例中，储能系统参数可以为储能容量。
可以通过判断新储能柜的出厂信息中的新储能柜的储能容量是否大于或等于预设储能容量来判定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
若新储能柜的储能容量大于或等于预设储能容量，则确定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
若新储能柜的储能容量小于预设储能容量，则确定新储能柜的出厂信息不符合入网标准。
在本申请的一实施例中，所述S620还包括如下S628a至S628c：
S628a，中转站读取新储能柜的拓扑信息。
具体地，新储能柜的拓扑信息指的是新储能柜里安装的设备的拓扑信息。拓扑信息的定义前述内容有提及过。
S628b，中转站判断新储能柜的拓扑信息是否符合使用需求。
具体地，新储能柜的拓扑信息符合使用需求的判定可以采用多种方式。
例如，以新储能柜的储能变流器（英文简称PCS，英文全称Power ConversionSystem）为例，储能变流器的拓扑信息包括但不仅限于PCS功率，PCS功率是衡量储能变流器是否能使得储能柜达到储能柜额定功率的能力。例如，本申请的符合使用需求中，与储能变流器相关的是，储能变流器的PCS功率大于或等于100千瓦。100千瓦是使得储能柜的电池组容量215千瓦时在0.5C下，花费2小时充满的PCS功率，那么如果新储能柜的PCS功率大于或等于100千瓦，则确定新储能柜的拓扑信息符合使用需求。
C是电池充放电能力倍率，一般充放电电流的大小常用充放电能力倍率来表示。
S628c，若新储能柜的拓扑信息符合使用需求，则中转站确定新储能柜的拓扑信息符合入网标准。具体地，新储能柜的拓扑信息符合入网标准，则后续可以将新储能柜加入主从柜网络中，使其可以后续参与主柜的选举。
在本申请的一实施例中，所述获取每一个储能柜返回的储能柜信息，依据每一个储能柜返回的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜包括如下K110至K140：
K110，每一个储能柜在本地调用储能柜自身的储能柜信息，依据储能柜自身的储能柜信息计算储能柜自身的评价分数，并向其它所有储能柜发送获取评价分数的请求。
K120，在接收到其它所有储能柜的评价分数后，每一个储能柜将包含自身在内的所有储能柜的评价分数依据从大到小的顺序排序。
K130，每一个储能柜判断自身的评价分数是否是所有储能柜的评价分数中的最大值。
K140，若储能柜判断自身的评价分数是所有储能柜的评价分数中的最大值，则生成评价分数表，该包含自身在内的所有储能柜的评价分数依据从大到小的顺序置入评价分数表。
在本申请的一实施例中，所述生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜包括：
K200，所有储能柜的评价分数中的最大值所对应的储能柜生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜。
具体地，所述通知报文包括评价分数表，将评价分数中的最大值对应的储能柜作为主柜的指令，以及评价分数中的最大值对应的储能柜的唯一识别码。
K110至K200组成了一个新的实施例，前述内容提及的方案是一种储能柜主从自主切换方法的方案，K110至K200是另一种储能柜主从自主切换方法的方案。
前述内容提及的方案是中转站作为桥梁，由中转站进行储能柜信息的收集和评价分数的计算，通知报文的生成和发送也是由中转站完成，储能柜主从自主切换体现在储能柜的主动发送储能柜信息和主动和中转站耦合或配合完成主从柜的自动化切换。
而K110至K200的实施例所提供的方案是中转站仅仅用于执行S100接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文，以及执行S200以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜。后续的计算评价分数和生成通知报文直接在储能柜本地执行，本方案实现了更高程度上的自主性。后续S510至S550的维持心跳的检测可以通过中转站执行，也可以从柜去监控主柜的心跳信息，若在N个心跳时间内未接收到主柜的心跳报文，则返回K140，在将失去心跳的主柜剔除后，重新计算其它所有储能柜的评价分数，重新选取主柜。
本申请还包括一种储能柜主从自主切换系统。
为了行文简洁，本申请提及的所有装置、设备、器件等结构均在储能柜主从自主切换系统的实施例部分进行标号，在前述储能柜主从自主切换方法中不进行标号，需要说明的是，前述储能柜主从自主切换方法的实施例中提及到的装置、设备、器件等结构，和储能柜主从自主切换系统的实施例中提及到的装置、设备、器件等结构，如果名称一致，属于相同的装置、设备、器件，以此表明前述储能柜主从自主切换方法可以应用于储能柜主从自主切换系统。
如图2所示，在本申请的一实施例中，所述储能柜主从自主切换系统包括电网电表100、中转站200和多个储能柜300。
所述中转站200与电网电表100基于RS485协议通信连接，所述中转站200用于执行如前述内容提及的储能柜主从自主切换方法中任意一项的实施例。每一个所述储能柜300均与中转站200通信连接，中转站200和储能柜300通过三层协议网络通信连接，网络传输数据符合三层协议网络特征，具备三层IP地址信息。每一个所述储能柜300均包括外部交换机321，多个储能柜之间通过外部交换机321连接以形成环形网络，多个储能柜300之间通过二层协议网络通信连接，网络传输数据符合二层协议网络特征，具备二层MAC地址信息。
具体地，网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。一般系统网络协议包括五个部分：通信环境，传输服务，词汇表，信息的编码格式，时序、规则和过程。网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。
MAC地址也称为局域网地址，MAC地址，以太网地址或物理地址，它是一个用来确认网络设备位置的位址。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡，一台设备若有一或多个网卡，则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址。
本实施例中，通过中转站200获取电网电表100发送的电网电表数据，并将这些电网电表数据以报文形式广播到各个储能柜300。
本实施例中的外部交换机321用于进行不同储能柜300之间的连接，以使得多个储能柜300形成一个环形网络。
可选地，在一个实施例中，中转站200还可以与云端服务器（图中未画出）通信连接。在另一个实施例中，云端服务器和每一个储能柜300均进行通信连接。
如图3所示，在本申请的一实施例中，所述储能柜300还包括内部交换机322和多个串口设备330和/或IP设备340，多个IP设备340通过内部交换机322进行通信连接。
本实施例中，IP为三层网络，MAC地址为二层网络，
如图4所示，所述储能柜300还包括工控一体机310，电池管理设备350、储能变流器360、空调370、消防设备380、水浸检测器391和烟感检测器392。
具体地，工控一体机310包括工控机311和储能网关312。工控一体机311上设置有LAN口和WAN口。LAN口和WAN口之间物理隔离，LAN口用于柜内IP设备340的通信，WAN口用于储能柜300与储能柜300之间的通信。
其中，如图4所示，电池管理设备350和储能变流器360为IP设备，这两个设备通过内部交换机322进行通信。空调370、消防设备380、水浸检测器391和烟感检测器392为串口设备，它们通过储能网关312进行通信。
所述储能柜300还包括显示器393，所示显示器393和工控一体机310电连接。具体地，所示显示器393和工控机311电连接。
本申请中的每一个储能柜300的内部结构可以一模一样，给用户使用带来便利，不用考虑储能柜300与储能柜300之间的IP冲突问题。本申请不但做到了物理隔离，而且做到通信隔离，具体指的是储能柜300内不同多个设备之间通信，和柜外储能柜300与储能柜300之间的通信是隔离的互不影响。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述储能柜主从自主切换方法包括：
接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行加密得到电网电表数据报文；
以广播形式将电网电表数据报文发送至所有储能柜；
依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜；
生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜；所述通知报文包括将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜的指令；
每隔预设时间接收各个储能柜的心跳信息，在确认接收到心跳信息后向各个储能柜返回响应信息。
2.根据权利要求1所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述接收电表发送的电网电表数据，对电网电表数据进行初步加密得到电网电表数据报文，包括：
生成固定字段；
生成一个随机数；
将固定字段和随机数拼接，形成消息头；
生成消息体，将电网电表数据写入消息体；
将消息头和消息体组合，并对消息头和消息体组合后的字符串进行Base64加密处理，生成电网电表数据报文。
3.根据权利要求2所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述依据每一个储能柜的储能柜信息计算每一个储能柜的评价分数，将评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，包括：
从每一个储能柜返回的储能柜信息中提取储能柜的唯一识别码、储能柜历史成为主柜的次数、储能柜性能参数、电网电表数据报文发送的时间戳和储能柜收到有效电表数据的时间戳；所述电网电表数据报文发送的时间戳由储能柜解析电网电表数据报文得到；
计算每一个储能柜收到有效电表数据的时间戳与电网电表数据报文发送的时间戳的差值，将所述差值作为储能柜的响应速度，以得到每一个储能柜的响应速度；
通过公式1计算每一个储能柜的评价分数；
公式1；
其中，为第k个储能柜的评价分数，/>为第k个储能柜历史成为主柜的次数，/>为第k个储能柜的储能柜性能参数的分数总值，/>为第k个储能柜的响应速度，/>、/>和/>分别为、/>和/>各自对应的权重参数，/>+/>+/>=1，k为储能柜的唯一识别码；
将各个储能柜的评价分数进行比对；
选择评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，将除主柜之外剩余的储能柜均作为从柜。
4.根据权利要求3所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，在所述选择评价分数最大值的储能柜作为主柜，除主柜之外剩余的储能柜作为从柜之前，还包括：
判断评价分数最大值对应的储能柜的数量是否等于1；
若评价分数最大值对应的储能柜的数量等于1，则执行所述选择评价分数最大值对应的储能柜作为主柜，将除主柜之外剩余的储能柜均作为从柜；
若评价分数最大值对应的储能柜的数量大于1，则遍历所有储能柜的唯一识别码，选择唯一识别码最大的储能柜作为主柜。
5.根据权利要求4所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述每隔预设时间接收各个储能柜的心跳信息，在确认接收到心跳信息后向各个储能柜返回响应信息，包括：
设置心跳时间；
判断在N个心跳时间内是否接收到主柜发送的心跳报文；N为正整数；
若在N个心跳时间内接收到主柜发送的心跳报文，则发送响应报文至主柜和所有的从柜；
若在N个心跳时间内未接收到主柜发送的心跳报文，则获取每一个从柜返回的储能柜信息，依据每一个从柜返回的储能柜信息计算每一个从柜的评价分数，将评价分数最大值对应的从柜作为主柜；
返回所述生成通知报文，将通知报文加密后发送到各个储能柜，以完成新的主柜和从柜的指派。
6.根据权利要求5所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述储能柜主从自主切换方法还包括：
判断是否接收到至少一个新储能柜发送的入网请求；
若接收到至少一个新储能柜发送的入网请求；则获取新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息；
判断新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息是否符合入网标准；
当新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息符合入网标准时，将新储能柜加入主从柜网络中；
当新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息不符合入网标准时，拒绝新储能柜加入主从柜网络。
7.根据权利要求6所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述判断新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息是否符合入网标准包括：
读取新储能柜的出厂信息中的新储能柜的唯一识别码；
解析新储能柜的唯一识别码，获得新储能柜的品牌信息；
从本地提取储能柜采购表，判断新储能柜的品牌信息是否在本地提取储能柜采购表中存在记载；
若新储能柜的品牌信息在本地提取储能柜采购表中存在记载，则确定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
8.根据权利要求7所述的储能柜主从自主切换方法，其特征在于，所述判断新储能柜的出厂信息和/或拓扑信息是否符合入网标准包括：
读取新储能柜的出厂信息中的新储能柜的储能系统参数；
判断新储能柜的出厂信息中的新储能柜的储能系统参数是否和预设储能系统参数匹配；
若新储能柜的储能系统参数和预设储能系统参数匹配，则确定新储能柜的出厂信息符合入网标准。
9.一种储能柜主从自主切换系统，其特征在于，所述储能柜主从自主切换系统包括：
电网电表；
中转站，所述中转站与电网电表基于RS485协议通信连接，所述中转站用于执行如权利要求1至8中任意一项所述的储能柜主从自主切换方法；
多个储能柜，每一个所述储能柜均与中转站通信连接，中转站和储能柜通过三层协议网络通信连接，网络传输数据符合三层协议网络特征，具备三层IP地址信息；每一个所述储能柜均包括外部交换机，多个储能柜之间通过外部交换机连接以形成环形网络，多个储能柜之间通过二层协议网络通信连接，网络传输数据符合二层协议网络特征，具备二层MAC地址信息。
10.根据权利要求9所述的储能柜主从自主切换系统，其特征在于，所述储能柜还包括内部交换机和多个串口设备和/或IP设备，多个IP设备通过内部交换机进行通信连接。
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