一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法及系统与流程

本发明涉及储能变流器安全检测，特别是涉及一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法及系统。

背景技术：

1、随着能源转型战略的深入推进，储能系统作为平抑新能源波动、提升电网灵活性的关键支撑手段，其规模化部署已成为新型电力系统建设的重要组成部分。储能变流器作为连接电池储能单元与电网的核心枢纽，承担着直流电与交流电双向能量转换的重要职能，不仅需要满足电能质量控制要求，还需具备功率因数调节、电压电流控制以及并网保护等多重能力。现代储能变流器普遍采用基于全控型电力电子器件的先进拓扑结构，配合智能化的能量管理策略，以实现充放电过程的精细化调度，并可通过无功功率调节和低电压穿越等技术为电网提供频率支撑与电压支撑。

2、在储能系统安全防护领域，现有技术已形成一定基础。现有技术（申请公布号cn117833324a）公开了一种基于储能变流器的能量控制方法及装置，其通过采集变流器交直流侧信号以确定工作模式，并据此制定工作流程以控制电池组与电网间的能量流动，有效提升了能量控制的精准性。然而，该方法及其同类现有技术主要侧重于运行控制层面的优化，在安全防护维度仍主要依赖过压、过流等传统电气保护以及上层服务器的网络防火墙。对于日益严峻的设备级网络攻击或物理攻击，现有防护体系存在明显短板。储能变流器作为能量调度的核心执行单元，一旦其感知控制环节遭受恶意入侵，导致电压、电流或功率等关键传感信息被篡改，将直接引发控制指令错误，进而造成充放电异常甚至并网事故。现有控制方法缺乏对设备运行状态内在物理逻辑一致性的实时校验机制，难以有效抵御此类针对设备底层的恶意攻击行为。

技术实现思路

1、本发明针对上述不足或缺点，提供了一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法及系统，能够解决现有技术存在的设备级攻击防护性能不足的技术问题。

2、本发明提供了一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法，包括：采集储能变流器的直流侧电压电流与交流侧电压电流；基于直流侧电压电流与交流侧电压电流，计算储能变流器的直流侧功率与交流侧功率。基于直流侧功率与交流侧功率，执行能量守恒校验与交直流功率转换校验，得到功率不平衡残差。对功率不平衡残差进行时域趋势判别，输出时域趋势判别的结果；时域趋势判别包括：判断功率不平衡残差的瞬时幅值是否超过预设阈值，并计算功率不平衡残差在时间维度上的累积斜率。基于时域趋势判别的结果，输出储能变流器的运行检测结果。

3、本发明根据第二方面提供了一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测系统，其特征在于，包括处理器及存储器，存储器存储有计算机程序。

4、采用本发明的技术方案，提供了一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法，该方法通过直流侧与交流侧数据采集、双侧功率计算、能量守恒校验、交直流转换校验、时域趋势判别及运行结果输出六个核心步骤协同实现。其中，基于直流侧电压与电流以及交流侧电压与电流进行同步采样，为功率逻辑分析提供了精确的物理数据基础；依据采样数据分别计算储能变流器的直流侧功率与交流侧功率，将非线性的能量转换过程量化为可计算的数值指标；通过对直流侧功率与交流侧功率执行能量守恒校验与交直流功率转换校验，得到反映设备内部能量平衡状态的功率不平衡残差，构建了用于识别异常的核心判据；对功率不平衡残差进行时域趋势判别，通过判断其瞬时幅值是否超过预设阈值并计算其在时间维度上的累积斜率，实现了对异常状态的动态演化规律捕捉；基于时域趋势判别的结果输出储能变流器的运行检测结果，形成了闭环的安全监测机制。

5、在整个技术方案中，本发明针对背景技术中的现有储能变流器缺乏对设备运行状态内在物理逻辑一致性的实时校验机制，导致难以抵御设备级网络攻击或物理攻击的技术问题，通过引入基于物理定律的功率逻辑一致性校验步骤，构建了独立于上层控制指令的安全监测屏障。针对恶意攻击可能篡改电压、电流或功率信息并引发错误控制指令的风险，通过建立“能量守恒校验”与“交直流功率转换校验”相结合的物理层验证流程，能够在不依赖外部服务器防火墙的情况下，直接识别感知控制环节数据被篡改导致的功率失配；针对由此引发的充放电异常或并网运行风险，通过时域趋势判别对功率不平衡残差进行瞬时幅值与累积斜率的双重分析，能够精准区分瞬态干扰与持续性攻击行为，从而在运行逻辑上及时阻断异常工况的进一步发展。因此，本发明的技术方案解决了现有技术存在的设备级攻击防护性能不足的技术问题，提升了储能系统在复杂网络环境下的本质安全水平与并网运行的可靠性。

1.一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述直流侧电压电流与交流侧电压电流，计算所述储能变流器的直流侧功率与交流侧功率，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述直流侧功率与交流侧功率，执行能量守恒校验与交直流功率转换校验，得到功率不平衡残差，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述功率不平衡残差在时间维度上的累积斜率的步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述时域趋势判别的结果，输出所述储能变流器的运行检测结果，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述直流输入功率与所述直流母线功率，计算直流母线能量残差，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述直流母线功率与所述交流输出功率，结合所述储能变流器当前运行状态对应的功率转换模型与效率特性，计算交直流功率不一致残差，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述直流母线功率、所述交流输出功率与所述变流效率参数，计算交直流功率不一致残差，包括：

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述交直流功率不一致残差的瞬时幅值超过第三预设阈值，且所述交直流功率不一致残差的滑动窗口统计量超过第四预设阈值时，判定所述储能变流器运行异常，包括：

10.一种基于功率逻辑一致性的储能变流器安全检测系统，其特征在于，包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。