CN115483763A - 一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法 - Google Patents

一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法，属于储能电池管理技术领域，***包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端；所述监控管理中心分别与所述数据采集终端、充放电修复设备连接；所述互联网云端服务器通过网络接口与所述监控管理中心连接；所述用户操作终端通过网络与所述互联网云端服务器连接。本申请方案可以在不影响运营的前提下，提供完全的均衡控制服务来保持储能电池阵列的一致性，同时完成故障电池的在线修复，节省了储能电站的运维成本，脱离了对运维人员的经验依赖，通过对整个储能电站进行集中监控数据采集和存储，可以实现历史数据追溯，实现了***的智能化维护。

Description

一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法
技术领域
本发明属于铅酸电池储能技术领域，具体涉及一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法。
背景技术
当前行业针对铅酸电池储能电站，监控参数的储能电池管理***，都采用对电池阵列的单只电池进行电压、温度采集，进行集中上传至监控分析平台；为用户提供实时的可视化数据展示，可供维护人员直接通过应用端进行对储能电站的工作实时情况进行了解，以及根据相关的行业经验对储能电站内各个单只及组串电池进行工作状态判断，对行业经验依赖很强；且实时的状态数据被实时刷新，无法参照电池电站的历史数据进行准确的追溯判断，对整个储能电站的寿命无法准确的进行预测。
另外，随着充电站运营时间延长，出现电池一致性差、电池硫化等问题时只能进行重新配组更换电池方式进行停业维修，不能对故障的储能电池进行修复。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种铅酸电池储能电站监控管理***及方法，旨在解决储能电池维护对行业经验依赖性强，不能实现故障电池在线修复，电池阵列一致性差且无法对储能电站进行历史数据追溯和寿命预测的问题。
为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种铅酸电池储能电站监控管理***，包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端；所述监控管理中心分别与所述数据采集终端、充放电修复设备连接；所述互联网云端服务器通过网络接口与所述监控管理中心连接；所述用户操作终端通过网络与所述互联网云端服务器连接；所述数据采集终端用于采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；所述充放电修复设备用于根据所述监控管理中心下发的控制指令对存在故障的储能电池进行修复，以及对电池阵列进行均衡控制；所述监控管理中心用于接收并存储运行参数，同时利用依据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对运行参数进行分析，根据分析结果发送相应的控制指令至所述充放电修复设备；所述互联网云端服务器用于从监控管理中心读取运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的运行参数推送至用户操作终端。
进一步地，所述监控管理中心包括中心处理器、存储单元、触摸屏、总线传输接口、网络支持接口和电源提供电路；中心处理器分别与存储单元和触摸屏连接；所述数据采集终端通过总线传输接口与中心处理器连接；所述互联网云端服务器通过网络支持接口与中心处理器建立通信连接；中心处理器通过电源提供电路连接外部供电电源。
进一步地，所述数据采集终端包括电芯状态检测模块和充放电监控模块，电芯状态检测模块用于检测储能电池的电芯电压和温度；充放电监控模块用于监测储能电池的充电电流和放电电压；所述监控管理中心分别与电芯状态检测模块和充放电监控模块连接。
进一步地，所述充放电修复设备包括电池修复器、充电器、放电器、路由继电器和选择控制器，选择控制器分别与充电器、放电器、路由继电器连接；所述监控管理中心分别与选择控制器、电池修复器连接。
进一步地，所述充电器包括第一充电器和第二充电器，所述选择控制器分别与第一充电器、第二充电器连接；所述放电器包括第一放电器和第二放电器，所述选择控制器分别与第一放电器、第二放电器连接。
第二方面，本申请提供了一种铅酸电池储能电站监控管理方法，采用上述的一种铅酸电池储能电站监控管理***实现，所述方法包括：
S1：数据采集，利用数据采集终端采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；
S2：数据存储，监控管理中心对上传的运行参数进行结构化处理，将结构化运行参数存储在本地存储单元中；
S3：数据逻辑处理，监控管理中心读取储能电池的历史运行参数，根据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对储能电池的状态进行判断，若判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复；若判断出储能电池需要进行均衡控制则调用均衡控制流程进行电池阵列均衡控制；
S4：后台数据分析，监管管理中心从本地数据库读取结构化运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的结构化运行参数推送至用户操作终端。
进一步地，所述判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复过程具体包括：先建立电池修复控制任务，并按照预设的自动修复电池周期定期开启任务执行；判断当前时刻是否处于自动修复电池周期，若不处于自动修复电池周期则检测手动电池修复指令，提示用户选择是否进行手动修复；若用户选择手动修复或者当前时刻处于自动修复周期则从存储单元中查询当前电池阵列内所有单只储能电池的历史运行参数，并将查询获得的历史运行参数下载到本地缓存；通过数据采集终端采集当前电池阵列的实际运行参数，若实际运行参数满足预设的电池修复条件，则按照电池修复检查规则对本地缓存的历史运行参数进行数据筛选；若筛选出待修复电池，则将其对应的电子识别码存入到中心处理器，中心处理器结合接收到的电子识别码形成电池修复指令下发到电池修复器，开始对待修复电池进行逐个修复；若未筛选出待修复电池，则生成本次修复记录，并配置当前电池阵列的修复信息存储到存储单元。
进一步地，所述判断出储能电池需要进行均衡控制则调用均衡控制流程进行电池阵列均衡控制过程具体包括：
均衡控制判断，利用电芯状态检测模块周期性采集电池阵列中各个储能电池的电芯电压并进行数字滤波汇总，对汇总的电芯电压进行极值判别，在获得最大电压极值和最小电压极值及二者对应的电子识别码后进行充放电需求判断，充放电需求判断过程具体为：
将最大电压极值与电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最大电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行放电处理，判断放电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前放电需求，若满足放电需求则对选择控制器进行放电参数配置，下发放电指令调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电；若最大电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元；
将最小电压极值和电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最小电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行充电处理，判断充电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前充电需求，若满足充电需求则对选择控制器进行充电参数配置，下发充电指令调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电；若最小电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元。
进一步地，所述调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电过程具体包括：选择控制器接收到放电指令后，先获取第一放电器和第二放电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主放电器和备用放电器，并对主放电器配置放电参数；依据放电条件对放电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若满足放电条件，启动主放电器对储能电池放电；放电过程中，基于储能需求对储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前放电过程。
进一步地，所述调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电过程具体包括：选择控制器接收到充电指令后，先获取第一充电器和第二充电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主充电器和备用充电器，并对主充电器配置充电参数；依据充电条件对充电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回充电超时错误状态字，若满足充电条件，启动主充电器对储能电池充电；充电过程中，基于储能需求对储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前充电过程。
本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：本申请提供的铅酸电池储能电站监控管理***包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端。***利用数据采集终端采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心。监控管理中心接收并存储运行参数，同时利用依据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对运行参数进行分析，根据分析结果发送相应的控制指令至所述充放电修复设备；充放电修复设备根据监控管理中心下发的控制指令对存在故障的储能电池进行修复，以及对电池阵列进行均衡控制。本申请方案可以在不影响运营的前提下，提供完全的均衡控制服务来保持储能电池阵列的一致性，同时还能完成储能电站内的故障电池的在线修复，节省了储能电站的运维成本，脱离了对运维人员的经验依赖。此外，本申请方案通过对整个储能电站进行集中监控数据采集和存储，可以实现历史数据追溯，便于互联网云端服务器从监控管理中心读取运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的运行参数推送至用户操作终端，实现***的完全智能化维护。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是根据一实施例示出的铅酸电池储能电站监控管理***架构示意图；
图2是根据一实施例示出的监控管理中心硬件架构图；
图3是根据一实施例示出的铅酸电池储能电站监控管理方法流程图。
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，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种铅酸电池储能电站监控管理***架构示意图。如图1所示，包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端；所述监控管理中心分别与所述数据采集终端、充放电修复设备连接；所述互联网云端服务器通过网络接口与所述监控管理中心连接；所述用户操作终端通过网络与所述互联网云端服务器连接；所述数据采集终端用于采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；所述充放电修复设备用于根据所述监控管理中心下发的控制指令对存在故障的储能电池进行修复，以及对电池阵列进行均衡控制；所述监控管理中心用于接收并存储运行参数，同时利用依据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对运行参数进行分析，根据分析结果发送相应的控制指令至所述充放电修复设备；所述互联网云端服务器用于从监控管理中心读取运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的运行参数推送至用户操作终端。其中，电池阵列是一个电池组，若干个储能电池串联而成。
请参照图2，在一个实施例中，所述监控管理中心的硬件架构包括中心处理器、存储单元、触摸屏、总线传输接口、网络支持接口和电源提供电路；中心处理器分别与存储单元和触摸屏连接；所述数据采集终端通过总线传输接口与中心处理器连接；所述互联网云端服务器通过网络支持接口与中心处理器建立通信连接；中心处理器通过电源提供电路连接外部供电电源。监控管理中心为本申请方案的控制和信息交换中心，中心处理器采用瑞芯微公司RK3568为核心处理器，其内部搭建linux***作为应用服务平台；并搭建mysql数据库进行整个储能电站的充放电过程运行参数的数据结构化存储，以供大数据服务器进行机器学习算法的数据支持。其中，本申请方案中的触摸屏用于用户进行人机交互，用户可通过触摸屏向中心处理器输入手动电池修复指令，控制***进行手动电池修复。此外，监控管理中心还设有一些附属电路维护运行。
具体的，本申请方案中，数据采集终端包括电芯状态检测模块和充放电监控模块，电芯状态检测模块用于检测储能电池的电芯电压和温度；充放电监控模块用于监测储能电池的充电电流和放电电压。监控管理中心中的中心处理器通过总线传输接口分别与电芯状态检测模块和充放电监控模块连接。其中，电芯状态检测模块采用电池管理***模拟前端芯片ADI-LTC6813进行电芯状态检测，该芯片是一种多路采样通道的监控芯片，能对串联的电池电芯进行电芯电压和温度的监测，同时也可以采集储能电池的其它状态参数，包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池***绝缘电阻等。同时，本申请方案中的充放电监控模块采用现有的充放电检测仪、蓄电池充放电综合测试仪或者智能充放电综合测试仪等充放电检测设备，可以实时在线监测储能电池的充放电电流和电压。
具体的，本申请方案中，所述充放电修复设备包括电池修复器、充电器、放电器、路由继电器和选择控制器，选择控制器分别与充电器、放电器、路由继电器连接。监控管理中心中的中心处理器通过总线传输接口分别与选择控制器、电池修复器连接。其中，充电器包括第一充电器和第二充电器，所述选择控制器分别与第一充电器、第二充电器连接。所述放电器包括第一放电器和第二放电器，所选择控制器分别与第一放电器、第二放电器连接。在进行电池的充电过程中，用户可以根据充电器的工作状态选择合适的充电器作为主充电器，同时将另一个充电器作为备用充电器。如检测到第一充电器的工作状态不可用，第二充电器的工作状态可用，则选择第二充电器作为主充电器，将第一充电器作为备用充电器，在完成相应的参数配置后再执行后续储能电池的闭环充电流程。
同理，在储能电池的放电过程中，主放电器的选取也是根据放电器的工作状态来进行的，选择出合适的放电器作为主放电器，同时将另一个放电器作为备用放电器，完成参数配置后执行闭环放电流程。
本***除满足电池修复逻辑功能和铅酸电池均衡控制还需要完成数据存储汇总，储能电站运行状态数据，吞吐电量等功能模块，为后台服务进行商业分析提供丰富完整的数据支撑。本申请方案中，互联网云端服务器可从监控管理中心读取运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的运行参数推送至用户操作终端，实现***的完全智能化维护。此外，***还可通过智能监控算法进行故障及告警器件精确定位，并且生成告警记录进行APP、短信等方式推送，可实现完全智能化维护。上述寿命预测和故障定位过程中采用的算法均是现有的算法模型技术实现，如电池RUL预测技术，阀控铅酸蓄电池组在线状态检测与故障预报算法等，本申请方案在此不再赘述。
请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的一种铅酸电池储能电站监控管理方法流程图，方法采用上述的一种铅酸电池储能电站监控管理***实现，所述方法包括：
S1：数据采集，利用数据采集终端采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；
S2：数据存储，监控管理中心对上传的运行参数进行结构化处理，将结构化运行参数存储在本地存储单元中；
S3：数据逻辑处理，监控管理中心读取储能电池的历史运行参数，根据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对储能电池的状态进行判断，若判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复；若判断出储能电池需要进行均衡控制则调用均衡控制流程进行电池阵列均衡控制；
S4：后台数据分析，监管管理中心从本地数据库读取结构化运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的结构化运行参数推送至用户操作终端。
进一步地，本申请方案中，所述判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复过程具体包括：先建立电池修复控制任务，并按照预设的自动修复电池周期定期开启任务执行；判断当前时刻是否处于自动修复电池周期，若不处于自动修复电池周期则检测手动电池修复指令，提示用户选择是否进行手动修复；若用户选择手动修复或者当前时刻处于自动修复周期则从存储单元中查询当前电池阵列内所有单只储能电池的历史运行参数，并将查询获得的历史运行参数下载到本地缓存；通过数据采集终端采集当前电池阵列的实际运行参数，若实际运行参数满足预设的电池修复条件，则按照电池修复检查规则对本地缓存的历史运行参数进行数据筛选；若筛选出待修复电池，则将其对应的电子识别码存入到中心处理器，中心处理器结合接收到的电子识别码形成电池修复指令下发到电池修复器，开始对待修复电池进行逐个修复；若未筛选出待修复电池，则生成本次修复记录，并配置当前电池阵列的修复信息存储到存储单元，用于进行后期算追溯。其中，电池修复检查规则为按储能电站内的储能电池电子编号（即电子识别码）进行循环检索，当存在最近的15个充放电周期内有10次以上需要补电的储能电池时，认为它自身的容量衰减比较严重，需要进行电池的修复或重新激活。
其中，预设的电池修复逻辑部分为针对梯次利用电池的回收重复利用过程，储能电站内的铅酸电池发生内部极板硫化等容量衰减状态，通过修复激活过程使电池极板有效脱硫，能充分完成充电放电的电化学反应，把可利用的容量释放到最大水平。本申请方案中，铅酸电池的修复激活逻辑具体为：执行电池修复激活过程，判断当前时刻是否达到***设置的自动修复周期，若达到了则直接进行后续数据读取处理流程，若未达到则检测获取本地的手动修复标志，通过触摸屏提示用户手否进行手动修复，用户选择不进行手动修复时则返回执行电池修复激活过程，若用户选择手动修复则进入后续数据读取处理流程。数据读取处理流程中，在用户选择手动修复或达到自动修复周期时，先访问存储单元中数据库，调取电池组内各个单体电池的历史充放电过程数据，通过电压检测模块（即电芯状态检测模块）周期收集电池阵列中单体电池的电芯电压进行数据汇总，并判断铅酸电池（即储能电池）是否存在不均衡状态，若存在不均衡状态则向均衡控制任务传送不均衡标志，同时返回修复错误状态字并执行电池修复激活过程；若不存在不均衡状态则获取当前电池阵列的工作状态和使用计划时间，在电池阵列空闲且使用计划允许时，按照储能电池电子编号（即电子识别码）循环检索出最近15个充放电周期内有10次以上需要补电的储能电池，即待修复电池。若不存在待修复电池则返回修复完成状态字并执行电池修复激活过程，若存在待修复电池则调用电池修复逻辑控制电池修复器对待修复电池进行逐个修复，并等待返回状态字，所有待修复电池修复完成后返回修复完成状态字，完成电池修复。
进一步的，本申请电池修复器进行电池修复的过程具体如下：选择控制器通过传入参数定位到需要修复的电池位置，通过总线请求目标电池修复的路由，然后同通过总线采集路由继电器状态，判断整个电池修复电路是否通路，即路由继电器是否完全闭合。若电池修复电路通路则启动电池修复器对待修复电池进行修复，在完成所有电池的修复结束修复流程。
进一步地，在一个实施例中，本申请方案中，针对储能电站的电池阵列，电池的一致性控制至关重要，单只电池的容量衰减严重它影响的整个充电站的整体容量，直接影响到一个充放周期的电能吞吐容量；保持站内电池一致的关键在于控制所有电池充放电过程其荷电状态无限的趋近于同步；由于电池内阻、生产工艺、温度等差异性，就需要设计专门的逻辑部分，来对离群的电池进行充放电，保证电池的容量无限的接近，实现近似统一的效果；
铅酸电池均衡控制逻辑共分为三个部分：均衡控制判断、闭环充电过程和闭环放电过程。
其中，均衡控制逻辑主要把若干离群的电池从电池阵列中挑选出来，根据其离群特性指派相应的逻辑进行充放电，使其当前的电荷容量趋近于其他同组电池。具体均衡控制判断过程具体如下：
均衡控制判断，利用电芯状态检测模块周期性采集电池阵列中各个储能电池的电芯电压并进行数字滤波汇总，对汇总的电芯电压进行极值判别，在获得最大电压极值和最小电压极值及二者对应的电子识别码后进行充放电需求判断。充放电需求判断过程具体为：
将最大电压极值与电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最大电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行放电处理，判断放电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前放电需求，若满足放电需求则对选择控制器进行放电参数配置，下发放电指令调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电；若最大电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元；
将最小电压极值和电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最小电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行充电处理，判断充电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前充电需求，若满足充电需求则对选择控制器进行充电参数配置，下发充电指令调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电；若最小电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元。
此外，充放电需求判断过程中，若储能电池的电芯电压相对集中，且最大电压极值与最小电压极值之间的差值小于10mV，则直接将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元，用于追溯。
具体的，本申请方案中，闭环放电过程是根据上级控制逻辑配置的参数进行电池放电，由专门部署的外设放电装置完成，接收到放电指令后，开始判断挑选主放电器和备选放电器，找到可用放电器后汇总信息上传，通过总线收集选择控制器推荐的功率路由继电器是否完全闭合，即放电通路是否畅通，如检测超时则返回放电超时错误状态字；放电条件满足后，开始向总线发送放电指令，启动放电过程，全过程采用闭环管理，实时通过总线获取目标电池的当前电压，配置放电器的放电功率，通过反馈逻辑环路有效防止过放或欠放的可能。
进一步的，本申请方案中，所述调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电过程具体包括：选择控制器接收到放电指令后，先获取第一放电器和第二放电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主放电器和备用放电器，并对主放电器配置放电参数，如第一放电器可用则将第一放电器作为主放电器进行放电，将第二放电器作为备用放电器，在第一放电器不可用时判断第二放电器是否可用，若可用则设为主放电器，将第一放电器作为备用放电器。此外，当两个放电器均不可用时则返回放电超时错误。在确定主放电器后依据放电条件对放电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若满足放电条件，即通路，启动主放电器对储能电池放电；放电过程中，基于储能需求通过总线对目标放电储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前放电过程。
具体的，本申请方案中，充电过程和放电过程类似，也是根据上级控制逻辑配置的参数进行电池充电，由专门部署的外设充电装置完成，接收到充电指令后，开始判断挑选主充电器和备选充电器，找到可用充电器后汇总信息上传，通过总线收集选择控制器推荐的功率路由继电器是否完全闭合，即充电通路是否畅通，如检测超时则返回充电超时错误状态字；充电条件满足后，开始向总线发送充电指令，启动充电过程，全过程采用闭环管理，实时通过总线获取目标电池的当前电压，配置充电器的放电功率，通过反馈逻辑环路有效防止过充或欠充的可能
进一步的，本申请方案中，所述调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电过程具体包括：选择控制器接收到充电指令后，先获取第一充电器和第二充电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主充电器和备用充电器，并对主充电器配置充电参数；依据充电条件对充电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回充电超时错误状态字，若满足充电条件，启动主充电器对储能电池充电；充电过程中，基于储能需求对储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前充电过程。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种铅酸电池储能电站监控管理***，其特征在于，包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端；所述监控管理中心分别与所述数据采集终端、充放电修复设备连接；所述互联网云端服务器通过网络接口与所述监控管理中心连接；所述用户操作终端通过网络与所述互联网云端服务器连接；所述数据采集终端用于采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；所述充放电修复设备用于根据所述监控管理中心下发的控制指令对存在故障的储能电池进行修复，以及对电池阵列进行均衡控制；所述监控管理中心用于接收并存储运行参数，同时利用依据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对运行参数进行分析，根据分析结果发送相应的控制指令至所述充放电修复设备；所述互联网云端服务器用于从监控管理中心读取运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的运行参数推送至用户操作终端。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸电池储能电站监控管理***，其特征在于，所述监控管理中心包括中心处理器、存储单元、触摸屏、总线传输接口、网络支持接口和电源提供电路；中心处理器分别与存储单元和触摸屏连接；所述数据采集终端通过总线传输接口与中心处理器连接；所述互联网云端服务器通过网络支持接口与中心处理器建立通信连接；中心处理器通过电源提供电路连接外部供电电源。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸电池储能电站监控管理***，其特征在于，所述数据采集终端包括电芯状态检测模块和充放电监控模块，电芯状态检测模块用于检测储能电池的电芯电压和温度；充放电监控模块用于监测储能电池的充电电流和放电电压；所述监控管理中心分别与电芯状态检测模块和充放电监控模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸电池储能电站监控管理***，其特征在于，所述充放电修复设备包括电池修复器、充电器、放电器、路由继电器和选择控制器，选择控制器分别与充电器、放电器、路由继电器连接；所述监控管理中心分别与选择控制器、电池修复器连接。
5.根据权利要求4所述的一种铅酸电池储能电站监控管理***，其特征在于，所述充电器包括第一充电器和第二充电器，所述选择控制器分别与第一充电器、第二充电器连接；所述放电器包括第一放电器和第二放电器，所述选择控制器分别与第一放电器、第二放电器连接。
6.一种采用上述权利要求1~5任意一项所述的一种铅酸电池储能电站监控管理***实现的铅酸电池储能电站监控管理方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：数据采集，利用数据采集终端采集储能电站内各个铅酸电池的运行参数，并将采集的运行参数集中上传至监控管理中心；
S2：数据存储，监控管理中心对上传的运行参数进行结构化处理，将结构化运行参数存储在本地存储单元中；
S3：数据逻辑处理，监控管理中心读取储能电池的历史运行参数，根据预设的电池修复逻辑和电池均衡控制逻辑对储能电池的状态进行判断，若判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复；若判断出储能电池需要进行均衡控制则调用均衡控制流程进行电池阵列均衡控制；
S4：后台数据分析，监管管理中心从本地数据库读取结构化运行参数，并利用算法进行电站寿命预测，将寿命预测结果和读取的结构化运行参数推送至用户操作终端。
7.根据权利要求6所述的一种铅酸电池储能电站监控管理方法，其特征在于，所述判断出储能电池需要进行电池修复则发送电池修复指令至电池修复器进行电池修复过程具体包括：先建立电池修复控制任务，并按照预设的自动修复电池周期定期开启任务执行；判断当前时刻是否处于自动修复电池周期，若不处于自动修复电池周期则检测手动电池修复指令，提示用户选择是否进行手动修复；若用户选择手动修复或者当前时刻处于自动修复周期则从存储单元中查询当前电池阵列内所有单只储能电池的历史运行参数，并将查询获得的历史运行参数下载到本地缓存；通过数据采集终端采集当前电池阵列的实际运行参数，若实际运行参数满足预设的电池修复条件，则按照电池修复检查规则对本地缓存的历史运行参数进行数据筛选；若筛选出待修复电池，则将其对应的电子识别码存入到中心处理器，中心处理器结合接收到的电子识别码形成电池修复指令下发到电池修复器，开始对待修复电池进行逐个修复；若未筛选出待修复电池，则生成本次修复记录，并配置当前电池阵列的修复信息存储到存储单元。
8.根据权利要求6所述的一种铅酸电池储能电站监控管理方法，其特征在于，所述判断出储能电池需要进行均衡控制则调用均衡控制流程进行电池阵列均衡控制过程具体包括：
均衡控制判断，利用电芯状态检测模块周期性采集电池阵列中各个储能电池的电芯电压并进行数字滤波汇总，对汇总的电芯电压进行极值判别，在获得最大电压极值和最小电压极值及二者对应的电子识别码后进行充放电需求判断，充放电需求判断过程具体为：
将最大电压极值与电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最大电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行放电处理，判断放电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前放电需求，若满足放电需求则对选择控制器进行放电参数配置，下发放电指令调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电；若最大电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元；
将最小电压极值和电池阵列中单体储能电池的电芯电压中位数进行差值比较，若最小电压极值与电芯电压中位数的差值大于等于5mV则需要进行充电处理，判断充电器的工作状态和选择控制器的路由状态是否满足当前充电需求，若满足充电需求则对选择控制器进行充电参数配置，下发充电指令调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电；若最小电压极值与电芯电压中位数的差值小于5mV则将汇总的电芯电压进行数据编码并存入本地的存储单元。
9.根据权利要求8所述的一种铅酸电池储能电站监控管理方法，其特征在于，所述调用闭环放电逻辑对电池阵列进行放电过程具体包括：选择控制器接收到放电指令后，先获取第一放电器和第二放电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主放电器和备用放电器，并对主放电器配置放电参数；依据放电条件对放电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若满足放电条件，启动主放电器对储能电池放电；放电过程中，基于储能需求对储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前放电过程。
10.根据权利要求8所述的一种铅酸电池储能电站监控管理方法，其特征在于，所述调用闭环充电逻辑对电池阵列进行充电过程具体包括：选择控制器接收到充电指令后，先获取第一充电器和第二充电器的工作状态并进行可用性判断筛选，筛选出主充电器和备用充电器，并对主充电器配置充电参数；依据充电条件对充电回路进行通路条件检测，若检测超时则返回充电超时错误状态字，若满足充电条件，启动主充电器对储能电池充电；充电过程中，基于储能需求对储能电池的电芯电压进行实时检测，若检测超时则返回放电超时错误状态字，若符合储能需求则结束当前充电过程。
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