CN117856456B - 一种储能柜运行自检***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力设备自检技术领域，且公开了一种储能柜运行自检***，包括：环境数据实时采集模块、运行数据实时采集模块、数据存储模块、运行自检模块、数据展示模块、控制模块、报警模块以及无线传输模块；环境数据实时采集模块：用于对储能柜所处环境的环境数据进行实时采集；运行数据实时采集模块：用于对储能柜在运行过程中，如充电、放电过程中的实时数据进行采集。通过对储能柜运行过程的实时数据进行采集，同时对储能柜所处环境的环境数据进行实时采集，并对采集到的实时数据进行诊断分析，从而可以得到储能柜所处环境因素是否异常或者储能柜在运行过程中是否发生异常。

Description

一种储能柜运行自检***及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力设备自检技术领域，更具体的公开了一种储能柜运行自检***及其控制方法。
背景技术
随着新能源的发展，储能柜在电力***中的作用越来越重要。储能柜是储能设备的基础单元，一个储能柜每天的储电量达到了5500度，如同一个大型的充电宝，相当于五百多户家庭一天的用电量。储能柜可以有效地调节电网的电压、频率和功率因数，提高电能质量，降低电网损耗。而目前的储能柜在运行的过程中，无法进行自检操作，但是为了确保储能柜的正常运行，需要人工对其进行定期检查和维护，这种方式不仅费时费力，而且效率低下，无法实时的对储能柜的状态进行掌控，导致储能柜发生故障后，不能及时的知道了解，从而无法及时的对储能柜做出补救措施。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种储能柜运行自检***及其控制方法，能够解决目前的储能柜在运行的过程中，无法进行自检操作的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种储能柜运行自检***，包括：环境数据实时采集模块、运行数据实时采集模块、数据存储模块、运行自检模块、数据展示模块、控制模块、报警模块以及无线传输模块；
环境数据实时采集模块：用于对储能柜所处环境的环境数据进行实时采集；
运行数据实时采集模块：用于对储能柜在运行过程中，对运行的实时数据进行采集；
数据存储模块：用于存储环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的实时数据，同时存储运行自检模块的自检信息数据以及控制模块的控制记录信息数据；
运行自检模块：用于对环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的数据进行诊断分析，从而得到自检结果，并根据自检结果向控制模块和报警模块发送控制指令；
数据展示模块：用于将环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块采集到的实时数据进行实时展示，同时能够在后台展示自检信息数据以及控制记录信息数据；
控制模块：用于根据运行自检模块下发的控制指令对储能柜的输入、输出过程以及所处环境因素进行控制；
报警模块：用于根据运行自检模块下发的控制指令生成报警信息，并进行报警操作；
无线传输模块：用于将报警模块生成的报警信息发送给管理平台或者管理人员的终端设备上，便于管理人员能够及时的对异常状态进行处理。
更进一步的，所述环境数据实时采集模块包括：环境湿度采集模块、环境温度采集模块以及环境颗粒物浓度采集模块；
环境湿度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时湿度信息数据；
环境温度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时温度信息数据；
环境颗粒物浓度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时颗粒物浓度信息数据。
更进一步的，所述运行数据实时采集模块包括：电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和容量采集模块；
电压采集模块：用于对储能柜的充放电电压数据进行实时采集；
电流采集模块：用于对储能柜的充放电电流数据进行实时采集；
温度采集模块：用于对储能柜在运行过程中产生的温度信息数据进行实时采集；
容量采集模块：用于对储能柜的内部容量信息数据进行实时采集。
更进一步的，所述数据存储模块包括：数据暂存模块、数据覆盖模块以及数据长存模块；
数据暂存模块：用于将环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的实时数据进行暂存；
数据长存模块：用于将运行自检模块的自检信息数据以及控制模块的控制记录信息数据进行长期的保存；
数据覆盖模块：用于通过环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到新的数据将数据暂存模块中的数据覆盖；同时在达到预定时间后通过新的自检信息数据以及控制记录信息数据将数据长存模块中以往的信息数据覆盖。
更进一步的，所述运行自检模块包括：数据调取模块、诊断分析模块、指令下发模块和自检信息存储模块；
数据调取模块：用于从数据暂存模块中调取一段时间内的实时环境数据和实时运行数据；
诊断分析模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行分析诊断，从而判断储能柜在运行过程中是否出现异常；
指令下发模块：当诊断分析模块诊断出储能柜在运行过程中出现异常情况后，下发控制指令给控制模块和报警模块；
自检信息存储模块：用于将每次自检的信息数据存储到数据存储模块中。
更进一步的，所述诊断分析模块具体诊断分析过程为：从数据暂存模块中获取一段时间内的实时运行数据，包括充放电电压、充放电电流以及运行温度；若：，则判定储能柜的充放电异常，其运行异常，反之，则判断储能柜运行正常；其中，t为时长，/>、/>分别为每秒的输入/输出电压和电流，/>为储能柜内部容量每秒的变化量，T为储能柜在运行时长t内的平均温度，/>、/>分别为预设定的上下限阈值参数；
同时从数据暂存模块中获取相同时间段内的实时环境数据，包括环境湿度、环境温度以及环境颗粒物浓度；若：，则判定储能柜所处环境异常，反之，则判定储能柜所处环境正常；其中，/>、/>、/>为每秒环境的温度、湿度以及颗粒物浓度，/>、/>分别为预设定的上下限阈值参数。
更进一步的，所述控制模块包括：输入控制模块、输出控制模块、环境控制模块以及控制信息存储模块；
输入控制模块：用于当运行自检模块的诊断储能柜充电异常后，对储能柜的输入过程进行控制；
输出控制模块：用于当运行自检模块的诊断储能柜放电异常后，对储能柜的输出过程进行控制；
环境控制模块：用于当运行自检模块诊断储能柜所处环境因素异常后，对储能柜所处环境的温度或者湿度或者颗粒物浓度进行控制；
控制信息存储模块：用于将控制模块的控制信息数据存储到数据存储模块中。
更进一步的，所述输入控制模块对储能柜输入过程的具体控制过程为：首先，获取储能柜当前的输入电压和输入电流以及储能柜的当前容量、储能柜内阻以及储能柜的预定充满时间，然后根据以上获取到的信息数据对输入电压和输入电流进行控制：，其中，/>、/>分别为控制后的输入电压和电流，/>为储能柜当前容量，/>、/>分别为当前的输入电压和电流，/>为预定充满时长，R为储能柜内阻；然后将、/>反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜充电异常，则停止对储能柜充电，反之则在/>、/>下对储能柜充电；
输出控制模块对储能柜输出过程的具体控制过程为：获取储能柜当前的输出电压和电流以及储能柜当前容量，同时获取并网线路长度、线路电阻率、线路电阻以及线路截面积，并根据获取到的信息数据对输出电压和电流进行控制：，其中，/>、/>分别为控制后的输出电流和电压，/>为储能柜当前容量，/>为线路电阻率，D为线路长度，S为线路截面积，/>为线路电阻，/>、分别为当前输出电流和电压；然后将/>、/>反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜放电异常，则停止储能柜放电，反之则在/>、/>下使储能柜放电；在输出的过程中，当/>≤10%后，停止放电。
根据本发明的另外一个方面，提供一种储能柜运行自检的控制方法，该方法基于以上的一种储能柜运行自检***实现，具体包括以下步骤：
S1、对储能柜所处环境数据，包括环境湿度、环境温度和环境颗粒物浓度进行实时采集，同时对储能柜的运行数据，包括充放电电压、充放电电流、运行温度以及储能柜容量进行实时采集；
S2、对一段时间内采集到的储能柜所处环境实时数据以及储能柜实时运行数据进行分析诊断，并判断储能柜是否运行异常；
S3、若判断储能柜所处环境因素异常，此时通过安装在储能柜安放环境中的硬件设备对储能柜所处环境的温度或者湿度或者颗粒物浓度进行控制，同时向管理平台进行报警；
S4、若判断储能柜运行异常，此时通过对储能柜输入过程或者输出过程进行控制，使储能柜在正常的电压和电流下进行充放电操作，并且在进行电压电流控制后，依旧异常，则停止储能柜的充放电操作，同时向管理平台进行报警操作。
本发明一种储能柜运行自检***及其控制方法的有益效果为：通过对储能柜运行过程的实时数据进行采集，同时对储能柜所处环境的环境数据进行实时采集，并对采集到的实时数据进行诊断分析，从而可以得到储能柜所处环境因素是否异常或者储能柜在运行过程中是否发生异常。并且当诊断储能柜所处环境发生异常后，通过安装在储能柜所处环境中的硬件设备，如排风扇等对环境因素进行调控，从而保证储能柜在正常的环境下进行运行工作，同时向管理平台进行报警。当诊断储能柜运行过程中发生异常后，对储能柜的充放电电压和电流进行调控，并且当对充放电电压和电流进行调控后，依旧诊断储能柜充放电异常后，则停止对储能柜的充放电操作，同时向管理平台进行报警，从而能够使管理者能够及时的了解储能柜的运行状态。避免了传统人工定期维护和检查，不能及时的对储能柜的故障进行掌控的情况，同时避免了传统人工定期维护和检查的效率低下的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为***原理示意图；
图2为方法流程示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种储能柜运行自检***，包括：
环境数据实时采集模块：通过环境湿度采集模块、环境温度采集模块以及环境颗粒物浓度采集模块分别对储能柜所处环境的湿度信息数据、温度信息数据以及颗粒物浓度信息数据进行实时采集。
运行数据实时采集模块：通过电压采集模块和电流采集模块分别对储能柜的充放电电压和电流进行实时采集，并且通过温度采集模块可以对储能柜运行的实时温度进行采集，通过容量采集模块对储能柜的当前容量信息数据进行采集。
数据存储模块：将环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块采集的实时数据存入到数据暂存模块中，方便数据展示模块调取其中的数据进行实时展示，同时方便运行自检模块调取其中的数据进行诊断分析；将运行自检模块的自检信息数据以及控制模块的控制记录信息数据存入到数据长存模块中，方便管理人员后续进入***后台进行调取查看；有新的实时数据产生后，通过数据覆盖模块将数据暂存模块中的实时数据覆盖，以及在达到预定时间后通过新的自检信息数据以及控制记录信息数据将数据长存模块中以往的信息数据覆盖。
运行自检模块：通过数据调取模块从数据暂存模块中获取一段时间内的实时运行数据，包括充放电电压、充放电电流以及运行温度；然后交由诊断分析模块进行诊断分析，若：，则判定储能柜的充放电异常，其运行异常，然后通过指令下发模块下发指令给控制模块，以控制储能柜的输入和输出过程，同时通过报警模块向管理平台进行报警，反之，则判断储能柜运行正常；其中，t为时长，/>、/>分别为每秒的输入/输出电压和电流，/>为储能柜内部容量每秒的变化量，T为储能柜在运行时长t内的平均温度，/>、/>分别为预设定的上下限阈值参数。
同时，通过数据调取模块从数据暂存模块中获取相同时间段内的实时环境数据，包括环境湿度、环境温度以及环境颗粒物浓度；然后交由诊断分析模块进行诊断分析，若：，则判定储能柜所处环境异常，然后通过指令下发模块发送控制指令给控制模块，控制模块会通过安装在储能柜所处环境中的硬件设备，如排风扇等对储能柜所处环境的湿度、温度以及颗粒物浓度因素进行调控，同时通过报警模块向管理平台进行报警，反之，则判定储能柜所处环境正常；其中，/>、/>、/>为每秒环境的温度、湿度以及颗粒物浓度，/>、/>分别为预设定的上下限阈值参数。
最后通过自检信息存储模块将自检开始时间、自检结果等信息数据存入到数据存储模块中。
数据展示模块：将环境数据实时采集模块采集到的储能柜所处环境的温度、湿度以及颗粒物浓度和运行数据实时采集模块采集到的储能柜充放电电压和电流、储能柜运行温度以及储能柜当前容量进行实时展示，同时能够在后台展示自检信息数据以及控制记录信息数据。
控制模块：当运行自检模块诊断储能柜充电异常后，输入控制模块会对储能柜的输入过程进行控制：首先，获取储能柜当前的输入电压和输入电流以及储能柜的当前容量、储能柜内阻以及储能柜的预定充满时间，然后根据以上获取到的信息数据对输入电压和输入电流进行控制：，其中，/>、/>分别为控制后的输入电压和电流，/>为储能柜当前容量，/>、/>分别为当前的输入电压和电流，/>为预定充满时长，R为储能柜内阻；然后将/>、/>反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜充电异常，则停止对储能柜充电，反之则在/>、/>下对储能柜充电。
当运行自检模块诊断储能柜放电异常后，输入控制模块会对储能柜的输出过程进行控制：获取储能柜当前的输出电压和电流以及储能柜当前容量，同时获取并网线路长度、线路电阻率、线路电阻以及线路截面积，并根据获取到的信息数据对输出电压和电流进行控制：，其中，/>、/>分别为控制后的输出电流和电压，/>为储能柜当前容量，/>为线路电阻率，D为线路长度，S为线路截面积，/>为线路电阻，、/>分别为当前输出电流和电压；然后将/>、/>反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜放电异常，则停止储能柜放电，反之则在/>、/>下使储能柜放电；在输出的过程中，当/>≤10%后，停止放电。
当运行自检模块诊断储能柜所处环境异常后，通过环境控制模块，如安装在储能柜所处环境中的排风扇、加湿器等环境调控设备对储能柜所处环境的温度、湿度和环境颗粒物浓度进行调控，保证储能柜在正常的环境下进行运行。
最后，通过控制信息存储模块将控制记录信息数据存入到数据存储模块中。
报警模块：当运行自检模块诊断出异常情况后，根据下发的控制指令自动生成报警信息，并进行报警操作。
无线传输模块：将报警模块生成的报警信息发送给管理平台或者管理人员的终端设备上，便于管理人员能够及时的对异常状态进行处理。
根据本发明的另一个方面，如图2所示，提供了一种储能柜运行自检的控制方法，该方法基于以上一种储能柜运行自检***实现，具体包括以下步骤：
第一步、对储能柜所处环境数据，包括环境湿度、环境温度和环境颗粒物浓度进行实时采集，同时对储能柜的运行数据，包括充放电电压、充放电电流、运行温度以及储能柜容量进行实时采集。
第二步、对一段时间内采集到的储能柜所处环境实时数据以及储能柜实时运行数据进行分析诊断，并判断储能柜是否运行异常。
第三步、若判断储能柜所处环境因素异常，此时通过安装在储能柜安放环境中的硬件设备对储能柜所处环境的温度或者湿度或者颗粒物浓度进行控制，同时向管理平台进行报警。
第四步、若判断储能柜运行异常，此时通过对储能柜输入过程或者输出过程进行控制，使储能柜在正常的电压和电流下进行充放电操作，并且在进行电压电流控制后，依旧异常，则停止储能柜的充放电操作，同时向管理平台进行报警操作。
其中本文中出现的电器元件均为现实中存在的电器元件。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种储能柜运行自检***，其特征在于，包括：环境数据实时采集模块、运行数据实时采集模块、数据存储模块、运行自检模块、数据展示模块、控制模块、报警模块以及无线传输模块；
环境数据实时采集模块：用于对储能柜所处环境的环境数据进行实时采集；
运行数据实时采集模块：用于对储能柜在运行过程中，对运行的实时数据进行采集；
数据存储模块：用于存储环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的实时数据，同时存储运行自检模块的自检信息数据以及控制模块的控制记录信息数据；该模块包括：数据暂存模块、数据覆盖模块以及数据长存模块；数据暂存模块：用于将环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的实时数据进行暂存；数据长存模块：用于将运行自检模块的自检信息数据以及控制模块的控制记录信息数据进行长期的保存；数据覆盖模块：用于通过环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到新的数据将数据暂存模块中的数据覆盖；同时在达到预定时间后通过新的自检信息数据以及控制记录信息数据将数据长存模块中以往的信息数据覆盖；
运行自检模块：用于对环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块所采集到的数据进行诊断分析，从而得到自检结果，并根据自检结果向控制模块和报警模块发送控制指令；该模块包括：数据调取模块、诊断分析模块、指令下发模块和自检信息存储模块；数据调取模块：用于从数据暂存模块中调取一段时间内的实时环境数据和实时运行数据；诊断分析模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行分析诊断，从而判断储能柜在运行过程中是否出现异常，具体诊断分析过程为：从数据暂存模块中获取一段时间内的实时运行数据，包括充放电电压、充放电电流以及运行温度；若：
则判定储能柜的充放电异常，其运行异常，反之，则判断储能柜运行正常；其中，t为时长，Vi、Ii分别为每秒的输入/输出电压和电流，changei为储能柜内部容量每秒的变化量，T为储能柜在运行时长t内的平均温度，α、β分别为预设定的上下限阈值参数；
同时从数据暂存模块中获取相同时间段内的实时环境数据，包括环境湿度、环境温度以及环境颗粒物浓度；若：
γ≤(∑j∈t(TPj+SDj+PMj)/t)≤δ
则判定储能柜所处环境异常，反之，则判定储能柜所处环境正常；其中，TPj、SDj、PMj为每秒环境的温度、湿度以及颗粒物浓度，γ、δ分别为预设定的上下限阈值参数；指令下发模块：当诊断分析模块诊断出储能柜在运行过程中出现异常情况后，下发控制指令给控制模块和报警模块；自检信息存储模块：用于将每次自检的信息数据存储到数据存储模块中；
数据展示模块：用于将环境数据实时采集模块和运行数据实时采集模块采集到的实时数据进行实时展示，同时能够在后台展示自检信息数据以及控制记录信息数据；
控制模块：用于根据运行自检模块下发的控制指令对储能柜的输入、输出过程以及所处环境因素进行控制；该模块包括：输入控制模块、输出控制模块、环境控制模块以及控制信息存储模块；输入控制模块：用于当运行自检模块的诊断储能柜充电异常后，对储能柜的输入过程进行控制，具体控制过程为：首先，获取储能柜当前的输入电压和输入电流以及储能柜的当前容量、储能柜内阻以及储能柜的预定充满时间，然后根据以上获取到的信息数据对输入电压和输入电流进行控制：
其中，Iin、Vin分别为控制后的输入电压和电流，Q为储能柜当前容量，分别为当前的输入电压和电流，to为预定充满时长，R为储能柜内阻；然后将Iin、Vin反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜充电异常，则停止对储能柜充电，反之则在Iin、Vin下对储能柜充电；
输出控制模块对储能柜输出过程的具体控制过程为：获取储能柜当前的输出电压和电流以及储能柜当前容量，同时获取并网线路长度、线路电阻率、线路电阻以及线路截面积，并根据获取到的信息数据对输出电压和电流进行控制：
其中，Iout、Vout分别为控制后的输出电流和电压，Q为储能柜当前容量，ρ为线路电阻率，D为线路长度，S为线路截面积，Rx为线路电阻，分别为当前输出电流和电压；然后将Iout、Vout反馈给运行自检模块，若依旧诊断储能柜放电异常，则停止储能柜放电，反之则在Iout、Vout下使储能柜放电；在输出的过程中，当Q≤10％后，停止放电；输出控制模块：用于当运行自检模块的诊断储能柜放电异常后，对储能柜的输出过程进行控制；环境控制模块：用于当运行自检模块诊断储能柜所处环境因素异常后，对储能柜所处环境的温度或者湿度或者颗粒物浓度进行控制；控制信息存储模块：用于将控制模块的控制信息数据存储到数据存储模块中；
报警模块：用于根据运行自检模块下发的控制指令生成报警信息，并进行报警操作；
无线传输模块：用于将报警模块生成的报警信息发送给管理平台或者管理人员的终端设备上，便于管理人员能够及时的对异常状态进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种储能柜运行自检***，其特征在于：所述环境数据实时采集模块包括：环境湿度采集模块、环境温度采集模块以及环境颗粒物浓度采集模块；
环境湿度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时湿度信息数据；
环境温度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时温度信息数据；
环境颗粒物浓度采集模块：用于采集储能柜所处环境的实时颗粒物浓度信息数据。
3.根据权利要求1所述的一种储能柜运行自检***，其特征在于：所述运行数据实时采集模块包括：电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和容量采集模块；
电压采集模块：用于对储能柜的充放电电压数据进行实时采集；
电流采集模块：用于对储能柜的充放电电流数据进行实时采集；
温度采集模块：用于对储能柜在运行过程中产生的温度信息数据进行实时采集；
容量采集模块：用于对储能柜的内部容量信息数据进行实时采集。
4.一种储能柜运行自检***的控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-3任意一项所述的一种储能柜运行自检***实现，具体包括以下步骤：
S1、对储能柜所处环境数据，包括环境湿度、环境温度和环境颗粒物浓度进行实时采集，同时对储能柜的运行数据，包括充放电电压、充放电电流、运行温度以及储能柜容量进行实时采集；
S2、对一段时间内采集到的储能柜所处环境实时数据以及储能柜实时运行数据进行分析诊断，并判断储能柜是否运行异常；
S3、若判断储能柜所处环境因素异常，此时通过安装在储能柜安放环境中的硬件设备对储能柜所处环境的温度或者湿度或者颗粒物浓度进行控制，同时向管理平台进行报警；
S4、若判断储能柜运行异常，此时通过对储能柜输入过程或者输出过程进行控制，使储能柜在正常的电压和电流下进行充放电操作，并且在进行电压电流控制后，依旧异常，则停止储能柜的充放电操作，同时向管理平台进行报警操作。
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