本發(fā)明涉及動(dòng)環(huán)監(jiān)控，特別涉及儲(chǔ)能電站安全防護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、儲(chǔ)能電站作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，隨著可再生能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能的快速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)是平衡供需、提高能源利用率的關(guān)鍵技術(shù)。儲(chǔ)能電站通過(guò)電池等儲(chǔ)能介質(zhì)在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期存儲(chǔ)能量，并在高峰期釋放能量，以穩(wěn)定電網(wǎng)。由于電網(wǎng)對(duì)頻率和電壓的穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求，因此儲(chǔ)能電站必須能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求。監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)獲取儲(chǔ)能電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而快速響應(yīng)電網(wǎng)變化。

2、儲(chǔ)能電站系統(tǒng)需要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)ups的故障概率，以減少誤報(bào)和漏報(bào)；同時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)需求和ups的狀態(tài)執(zhí)行復(fù)雜的控制策略。在電網(wǎng)故障或維護(hù)時(shí)，儲(chǔ)能電站需要提供穩(wěn)定的電力支持。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)，可以減少系統(tǒng)故障，提高儲(chǔ)能電站的可靠性；通過(guò)有效的能量轉(zhuǎn)換和流通，可以滿(mǎn)足電網(wǎng)的需求，提高能源利用效率。在電網(wǎng)故障時(shí)，儲(chǔ)能電站可以提供緊急備用電源，確保關(guān)鍵負(fù)載的連續(xù)供電。此外，儲(chǔ)能電站還能快速響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求，如頻率調(diào)節(jié)、峰值削減等。為此，我們提出一種儲(chǔ)能電站安全保護(hù)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：儲(chǔ)能電站安全防護(hù)系統(tǒng)，包括：

2、儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)、系統(tǒng)故障狀態(tài)、最大充電功率和最大放電功率；

3、ups監(jiān)控模塊，所述ups監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取ups的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)；

4、bms監(jiān)控模塊，所述bms監(jiān)控模塊被配置為能夠監(jiān)控蓄電池soc、充電狀態(tài)和放電狀態(tài)；

5、環(huán)境監(jiān)控模塊，所述環(huán)境監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取環(huán)境實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、空調(diào)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、溫感傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)、煙感傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)；

6、控制模塊，所述控制模塊被配置為能夠制定功率控制策略、備用電源控制策略以及控制pcs設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地快速聯(lián)動(dòng)，保證儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)安全。

7、優(yōu)選的，所述ups監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取ups的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：

8、建立ups監(jiān)控模塊與ups設(shè)備的數(shù)據(jù)連接；

9、獲取ups設(shè)備的啟動(dòng)狀態(tài)，遠(yuǎn)程啟動(dòng)或者關(guān)閉ups設(shè)備；

10、如果ups設(shè)備啟動(dòng)，則獲取ups設(shè)備的輸出電壓和輸出電流；所述啟動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、輸出電壓和輸出電流存儲(chǔ)在ups監(jiān)控模塊內(nèi)部；

11、設(shè)置電壓閾值和電流閾值；如果輸出電壓和輸出電流超過(guò)預(yù)設(shè)的電壓閾值和電流閾值，則發(fā)出ups報(bào)警信號(hào)。

12、優(yōu)選的，所述bms監(jiān)控模塊被配置為能夠監(jiān)控蓄電池soc、充電狀態(tài)和放電狀態(tài)，包括：

13、建立bms監(jiān)控模塊與電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接，通常包括通過(guò)can總線(xiàn)、rs485、以太網(wǎng)通訊接口與電池管理系統(tǒng)連接；

14、實(shí)時(shí)獲取蓄電池的荷電狀態(tài)；

15、獲取蓄電池當(dāng)前的充電和放電狀態(tài)，包括充電/放電電流、電壓和功率。

16、跟蹤電池的健康狀況，包括電池單體之間的平衡狀態(tài)、電池溫度、以及是否存在過(guò)充、過(guò)放等情況；

17、對(duì)收集的電池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估電池的性能，預(yù)測(cè)電池壽命，以及識(shí)別是否需要維護(hù)或更換電池；

18、當(dāng)檢測(cè)到電池參數(shù)異常時(shí)，如電池soc過(guò)高或過(guò)低，bms監(jiān)控模塊通過(guò)bms啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制，例如切斷充放電回路，防止電池?fù)p壞；

19、記錄蓄電池的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)和特殊事件，以便事后分析和維保；定期生成電池的狀態(tài)報(bào)告，包括充放電循環(huán)、效率、故障記錄。

20、優(yōu)選的，所述環(huán)境監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取環(huán)境實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、空調(diào)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、溫感傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)、煙感傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：

21、在儲(chǔ)能電站內(nèi)安裝溫濕度傳感器、空調(diào)控制單元、溫感傳感器和煙感傳感器來(lái)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，所述溫濕度傳感器、空調(diào)控制單元、溫感傳感器和煙感傳感器通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式連接到環(huán)境監(jiān)控模塊；

22、配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；

23、獲取空調(diào)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，監(jiān)控空調(diào)效能并調(diào)整溫控策略；

24、獲取溫感傳感器的狀態(tài)，包括是否工作正常、是否需要維護(hù)、是否被觸發(fā)的信息；

25、獲取煙感傳感器的狀態(tài)，確認(rèn)其是否就緒、是否檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)；

26、對(duì)收集的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和長(zhǎng)期趨勢(shì)分析，評(píng)估環(huán)境條件對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的影響；

27、根據(jù)預(yù)設(shè)的環(huán)境溫度閾值、環(huán)境煙霧濃度閾值，設(shè)定報(bào)警，如溫度過(guò)高或過(guò)低、探測(cè)到煙霧時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；

28、在監(jiān)測(cè)到溫度過(guò)高或過(guò)低，自動(dòng)啟動(dòng)或者關(guān)閉空調(diào)，控制環(huán)境溫度和濕度；

29、記錄環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，建立環(huán)境狀態(tài)日志，便于事后的分析和決策；

30、定期或根據(jù)需求生成環(huán)境狀態(tài)報(bào)告。

31、優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊被配置為能夠獲取系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)、系統(tǒng)故障狀態(tài)、最大充電功率和最大放電功率，包括：

32、建立儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊與環(huán)境監(jiān)控模塊、bms監(jiān)控模塊、ups監(jiān)控模塊之間的數(shù)據(jù)連接；

33、從環(huán)境監(jiān)控模塊內(nèi)獲取溫度報(bào)警記錄、溫感傳感器報(bào)警記錄、煙感傳感器報(bào)警記錄；

34、從ups監(jiān)控模塊內(nèi)獲取ups啟動(dòng)記錄；

35、從bms監(jiān)控模塊內(nèi)獲取蓄電池的最大充電功率和最大放電功率。

36、優(yōu)選的，所述控制模塊被配置為能夠制定功率控制策略、備用電源控制策略以及控制pcs設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地快速聯(lián)動(dòng)，保證儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)安全，包括：

37、建立控制模塊與環(huán)境監(jiān)控模塊、ups監(jiān)控模塊、bms監(jiān)控模塊、儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)連接；

38、基于儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析電站的負(fù)荷需求、電池soc、最大充放電功率等信息。

39、根據(jù)分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)制訂或調(diào)整功率控制策略，以滿(mǎn)足負(fù)荷需求，同時(shí)保護(hù)電池免受過(guò)度充放電的傷害；

40、獲取市電供應(yīng)狀態(tài)，以便在市電中斷時(shí)迅速切換至備用電源，具體為：與ups監(jiān)控模塊協(xié)同工作，制訂ups的啟動(dòng)、切換和關(guān)閉策略，保證關(guān)鍵負(fù)載的不間斷供電；

41、與功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（pcs）的聯(lián)動(dòng)控制，確保能量的有效轉(zhuǎn)換和流通，通過(guò)調(diào)節(jié)pcs的工作狀態(tài)，維持輸出電能的穩(wěn)定性，滿(mǎn)足電網(wǎng)的需求；

42、在檢測(cè)到異常情況時(shí)，控制模塊需能自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的應(yīng)急響應(yīng)措施，例如調(diào)節(jié)功率、切換電源等；

43、允許運(yùn)維人員手動(dòng)介入，通過(guò)控制模塊進(jìn)行操作，以應(yīng)對(duì)非預(yù)期的情況。

44、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警和故障信息，識(shí)別潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并采取適當(dāng)措施，確保儲(chǔ)能電站的物理和數(shù)據(jù)安全；

45、記錄所有的操作、事件和系統(tǒng)狀態(tài)變化，用于事后分析和性能評(píng)估。

46、優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警和故障信息，識(shí)別潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并采取適當(dāng)措施，確保儲(chǔ)能電站的物理和數(shù)據(jù)安全，包括：構(gòu)建監(jiān)測(cè)模型對(duì)ups設(shè)備、蓄電池和環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并輸出預(yù)測(cè)結(jié)果，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果控制發(fā)出警告信息。

47、優(yōu)選的，所述與ups監(jiān)控模塊協(xié)同工作，制訂ups的啟動(dòng)、切換和關(guān)閉策略，保證關(guān)鍵負(fù)載的不間斷供電，包括：

48、構(gòu)建ups監(jiān)控模型：；其中，分別為截距和誤差項(xiàng)，分別為回歸系數(shù)；

49、獲取ups的歷史輸出電壓、輸出電流和歷史故障數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)歸一化處理后，構(gòu)成樣板數(shù)據(jù)集；

50、將樣板數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，通過(guò)訓(xùn)練集對(duì)ups監(jiān)控模型進(jìn)行訓(xùn)練，輸出ups故障概率；

51、將訓(xùn)練好的ups監(jiān)控模型部署到ups監(jiān)控模型內(nèi)；

52、設(shè)定監(jiān)控閾值a，如果ups監(jiān)控模型的輸出大于a，則預(yù)測(cè)ups會(huì)發(fā)生故障，輸出ups故障報(bào)警信號(hào)；

53、控制模塊獲取到ups故障報(bào)警信號(hào)后，向ups監(jiān)控模塊發(fā)出啟動(dòng)、切換或者關(guān)閉的信號(hào)，ups監(jiān)控模塊控制ups啟動(dòng)、切換或者關(guān)閉，以保證關(guān)鍵負(fù)載的供電安全。

54、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括處理器、存儲(chǔ)器和通訊模塊，所述電子設(shè)備用于執(zhí)行所述的儲(chǔ)能電站安全防護(hù)系統(tǒng)。

55、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)所述的儲(chǔ)能電站安全防護(hù)系統(tǒng)。

56、本發(fā)明的有益效果：

57、1、?本發(fā)明包括儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，ups監(jiān)控模塊、bms監(jiān)控模塊、環(huán)境監(jiān)控模塊、環(huán)境監(jiān)控模塊；儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊能夠獲取系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)、系統(tǒng)故障狀態(tài)、最大充電功率和最大放大功率；便于實(shí)時(shí)了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能和健康狀況，以便及時(shí)采取措施防止故障發(fā)生。

58、2、?本發(fā)明中，pcs能夠?qū)崿F(xiàn)電池存儲(chǔ)與電網(wǎng)之間的雙向能量轉(zhuǎn)換；在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期，pcs將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為電池充電，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，pcs將電池存儲(chǔ)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，向電網(wǎng)供電；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)和電池的狀態(tài)，pcs能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)其工作狀態(tài)，pcs通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)換策略，確保輸出電能的穩(wěn)定性，防止電壓波動(dòng)和頻率偏差，在可再生能源如太陽(yáng)能或風(fēng)能波動(dòng)時(shí)，pcs能夠迅速響應(yīng)，平滑能量輸出，pcs與ups監(jiān)控模塊緊密聯(lián)動(dòng)，共同維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，pcs與ups監(jiān)控模塊之間實(shí)時(shí)通信，共享數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，在檢測(cè)到電網(wǎng)異?；騯ps故障時(shí)，pcs能夠迅速執(zhí)行預(yù)設(shè)的應(yīng)急響應(yīng)措施，如切換電源或調(diào)節(jié)功率，通過(guò)聯(lián)動(dòng)控制，pcs和ups監(jiān)控模塊共同優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能，提高能源利用效率。

59、3、?本發(fā)明中，ups監(jiān)控模型輸出的故障概率大于a時(shí)，則預(yù)測(cè)ups會(huì)發(fā)生故障。當(dāng)預(yù)測(cè)到故障時(shí)，輸出ups故障報(bào)警信號(hào)，控制模塊獲取到ups故障報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略，向ups監(jiān)控模塊發(fā)出啟動(dòng)、切換或者關(guān)閉的信號(hào)，ups監(jiān)控模塊接收到控制模塊的信號(hào)后，控制ups啟動(dòng)、切換或者關(guān)閉，以保證關(guān)鍵負(fù)載的供電安全，持續(xù)監(jiān)控ups的狀態(tài)，并將實(shí)際結(jié)果反饋給監(jiān)控系統(tǒng)。