双电源切换方法、系统、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电能传输领域，尤其涉及一种双电源切换方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.目前市面上使用发电机为纯柴油发电机，工程现场长期使用发电机过程中，一旦出现故障会立刻停机，导致用电现场停电，恢复需要维修时间，到时用户体验极差，影响工程进度；为了保障用电，不管负载功率大小，都会多开发电机，浪费油；目前市面上使用发电机为纯柴油发电机,由于都是电机负载，负载启动功率对发电机冲击很大，发电机性能降低，影响使用其寿命。
3.在当前局面下，发电机与储能的控制成为实际解决柴油机维修问题的好方案。但是，在当前负载情况下，储能系统与发电机系统之间对负载的输出控制存在较大问题，无法节省油量，在各种负载下都在使用发电机进行传输，导致耗油量较大。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于解决当前储能系统和发电系统耗油量较大的技术问题。
5.本发明第一方面提供了一种双电源切换方法，所述双电源切换方法应用于双电源切换系统，所述双电源切换系统包括：ems控制系统，储能系统，发电系统，所述双电源切换方法包括：所述储能系统计算出负载功率，将所述负载功率发送至所述ems控制系统；所述ems控制系统接收所述负载功率，判断所述负载功率是否大于预置发电运行阈值；若所述负载功率不大于所述发电运行阈值，则发送独立负载指令至所述储能系统；若所述负载功率大于所述发电运行阈值，则判断所述负载功率是否大于预置逆流防止阈值；若所述负载功率大于所述逆流防止阈值，则根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中；若所述负载功率不大于所述逆流防止阈值，则将所述发电运行阈值赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述储能负载功率的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统；其中，所述根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中包括：读取所述储能系统的储能最大功率，计算所述储能最大功率与所述逆流防止阈值的和，得到中间测算值；计算所述中间测算值与所述发电运行阈值的差值，得到动态调整阈值；
判断所述负载功率是否大于所述动态调整阈值；若大于所述动态调整阈值，则将所述储能最大功率赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述储能最大功率的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统；若不大于所述动态调整阈值，则发送联合负载指令至所述储能系统，以及计算所述逆流防止阈值与所述发电运行阈值的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统。
6.可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，在所述发送联合负载指令至所述储能系统之后，还包括：所述储能系统接收所述联合负载指令，根据所述联合负载指令，将预置vsg调解方式设置为带电机调解特性的vf调解模式，输出负载功率的电能。
7.可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，在所述发送独立负载指令至所述储能系统之后，还包括：所述储能系统接收所述独立负载指令，根据所述独立负载指令，将预置vsg调解方式设置为不带电机调解特性的非vf调解模式，输出负载功率的电能。
8.可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述储能系统计算出负载功率，将所述负载功率发送至所述ems控制系统包括：所述储能系统基于ct传感器获得负载电压和负载电流，计算出负载功率；将所述负载功率发送至所述ems控制系统。
9.可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述发电系统包括：n个发电机并联组成的发电系统，在所述将所述发电负载功率发送至所述发电系统之后，还包括:所述发电系统接收所述发电负载功率，将所述发电负载功率与发电机单独运行功率相除取整，得到启动数；根据预置发电机选择算法，在n个发电机中选择所述启动数的发电机，得到发电机选择集；将所述发电机选择集中对应的发电机启动，产生所述发电负载功率的电能。
10.可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，在所述根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中之后，还包括：监控所述储能系统和所述发电系统是否均达到最大功率；若均达到，则发出供电警告信息至预置管理端口。
11.本发明第二方面提供了一种双电源切换系统，所述双电源切换系统包括：ems控制系统，储能系统，发电系统；所述储能系统用于计算出负载功率，将所述负载功率发送至所述ems控制系统；所述ems控制系统用于接收所述负载功率，判断所述负载功率是否大于预置发电运行阈值；若所述负载功率不大于所述发电运行阈值，则发送独立负载指令至所述储能系统；若所述负载功率大于所述发电运行阈值，则判断所述负载功率是否大于预置逆流防止阈值；
若所述负载功率大于所述逆流防止阈值，则根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中；若所述负载功率不大于所述逆流防止阈值，则将所述发电运行阈值赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述储能负载功率的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统；其中，所述根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中包括：读取所述储能系统的储能最大功率，计算所述储能最大功率与所述逆流防止阈值的和，得到中间测算值；计算所述中间测算值与所述发电运行阈值的差值，得到动态调整阈值；判断所述负载功率是否大于所述动态调整阈值；若大于所述动态调整阈值，则将所述储能最大功率赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述储能最大功率的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统；若不大于所述动态调整阈值，则发送联合负载指令至所述储能系统，以及计算所述逆流防止阈值与所述发电运行阈值的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统。
12.本发明第三方面提供了一种双电源切换设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述双电源切换设备执行上述的双电源切换方法。
13.本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的双电源切换方法。
14.本发明实施例中，通过对负载功率进行协调控制，设计了几个控制节点，既保证了电路不会产生逆向电流，也减少的电源电路上过于浪费油量的现象，成功节约了油量并保证了电量负载输出的稳定。
附图说明
15.图1为本发明实施例中双电源切换方法的一个实施例示意图；图2本发明实施例中整个系统传输能量的说明示意图；图3本发明实施例中双电源切换系统的一个实施例示意图；图4出本发明在能量信息传输实现上的一个具体实施例图5本发明实施例中双电源切换设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
16.本发明实施例提供了一种双电源切换方法、系统、设备及存储介质。
17.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示
或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
18.为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中双电源切换方法的一个实施例，所述双电源切换方法应用于双电源切换系统，所述双电源切换系统包括：ems控制系统，储能系统，发电系统，所述双电源切换方法包括：101、所述储能系统计算出负载功率，将所述负载功率发送至所述ems控制系统；在本实施例中，所述储能系统计算负载功率p，并将负载功率p传输至ems控制系统。
19.在101步骤中，可以执行以下步骤：1011、所述储能系统基于ct传感器获得负载电压和负载电流，计算出负载功率；1012、将所述负载功率发送至所述ems控制系统。
20.在1011、1012步骤中，储能系统处理电压时，只能依据麦克斯韦方程组中的电流产生磁场，通过现有的ct传感器检测出负载电压v和负载电流i，通过p=vi的公式进行计算，实际上由于存在阻抗，还可以用p=vi j（i），进行修正，j（i）为关于电流的经验修正参数，p为负载功率。显然得出结果后，用计算机比较负载功率p与发电运行阈值e1的大小即可。
21.102、所述ems控制系统接收所述负载功率，判断所述负载功率是否大于预置发电运行阈值；在本实施例中，ems控制系统接收所述负载功率p，p是瞬时变换的因此负载功率计算也是需要实时进行采集的。将采集计算到的负载功率p与设计出的发电运行阈值e1进行大小比较，这里需要说明发电运行阈值e1是小于储能系统最大运行功率e
max
，以确保储能系统可以独立运行。
22.103、若负载功率不大于发电运行阈值，则发送独立负载指令至储能系统；在本实施例中，独立负载指令是让储能系统根据电路的功率进行输出电能，储能系统的功率是随着电路的进行线性增长，这里忽略了储能系统的电阻随着功率增长而不断增长，实际上是会存在一定的偏差。
23.进一步的，在103步骤之后，还包括以下步骤：1031、储能系统接收独立负载指令，根据独立负载指令，将预置vsg调解方式设置为不带电机调解特性的非vf调解模式，输出负载功率的电能。
24.在1031步骤还包括，储能系统接收到独立负载指令后，即可知需要独立负担整个电路的输出，将vsg调解方式调整为非电机调解特性的调解模式，在这里需要说明vsg是同步虚拟发电机，是一种可以调解电路连通输出的模拟电机。
25.104、若负载功率大于发电运行阈值，则判断负载功率是否大于预置逆流防止阈值；在本实施例中，负载功率p大于发电运行阈值e1时，则需要进行第二步判断，逆流防止阈值q1是被设计来保护发电机运行，防止发电机经常处于过载状态。因此，需要进一步判断负载功率p是否大于逆流防止阈值q1。
26.105、若负载功率大于逆流防止阈值，则根据预置动态调整算法，发送功率处理信
息至储能系统和发电系统中；在本实施例中，负载功率p大于逆流防止阈值q1，则说明电路中的功率过大为了维护发电系统与储能系统的传输稳定，要将p
‑ꢀ
q1的功率分摊至发电系统与储能系统中，使得传输电能稳定且不会对各个系统产生损害。由此可以实现在节约耗油的情况下维持整个电能传输。
27.进一步，105步骤还可以执行以下步骤：1051、若负载功率大于逆流防止阈值，则读取储能系统的储能最大功率，计算储能最大功率与逆流防止阈值的和，得到中间测算值；1052、计算中间测算值与发电运行阈值的差值，得到动态调整阈值；1053、判断负载功率是否大于动态调整阈值；1054、若大于动态调整阈值，则将储能最大功率赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至储能系统，以及计算负载功率与储能最大功率的差值，得到发电负载功率，将发电负载功率发送至发电系统；1055、若不大于动态调整阈值，则发送联合负载指令至储能系统，以及计算逆流防止阈值与发电运行阈值的差值，得到发电负载功率，将发电负载功率发送至发电系统；在1051
‑
1055步骤中，先将储能设备最大功率e
max
读取出来，将e
max
逆流防止阈值q1确定为中间测算值，然后将e
max
q1减去发电运行阈值e1，得到动态调整阈值e
max
q1‑
e1，判断负载功率p与e
max
q1‑
e1的大小。
28.如果p大于e
max
q1‑
e1，则需要储能系统以最大的功率e
max
进行输出电能，而发电系统则需要承担剩下多余的功率负担，也即是p
‑
e
max
的功率要进行全部负担输出。
29.如果p小于e
max
q1‑
e1，则将发电功率锁定为逆流防止阈值q1与发电运行阈值e1的阈值，这里需要说明的是设置这种方案是为了保证电机不会空转，且在常规情况下不会导致逆流产生。储能系统则将p
‑
（q1‑
e1）电能进行承担，在整个能量流程上可以参考图2对整个系统传输能量的说明。在图2中，时间坐标轴代表的是时刻相同，并没有代表时间排序。因为，输出功率是瞬时的，图2只是反映在某一时刻下储能系统、发电系统、电能输出功率之间的关系。
30.优选的，在1055步骤“发送联合负载指令至储能系统”之后，还包括：1056、储能系统接收联合负载指令，根据联合负载指令，将预置vsg调解方式设置为带电机调解特性的vf调解模式，输出负载功率的电能。
31.在1056步骤中，说明储能系统对电流电压的vsg调解方式为vf调解模式，使得储能系统以类似于交流电的形式输出电流电压，保证两个电源电路可以同步协调的输出电能。
32.优选的，在105步骤之后，还可以执行以下步骤：1051、监控储能系统和发电系统是否均达到最大功率；1052、若均达到，则发出供电警告信息至预置管理端口。
33.在1051、1052步骤中，如果储能设备到达了最大功率e
max
而且发电系统也达到了最大功率q
max
，那么整个供电系统以及超出了能源输出范围了，就要预警，将警告信息发送至管理端口，以提醒管理人员进行输出调控。
34.106、若不大于逆流防止阈值，则将发电运行阈值赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至储能系统，以及计算负载功率与储能负载功率的差值，得到发电负载功率，将发
电负载功率发送至发电系统。
35.在本实施例中，发电运行阈值e1作为储能的负载发送至储能系统，储能系统维持e1的状态对外界进行电能输出，而负载功率p与储能负载功率e1的差值p
‑ꢀ
e1作为发电功率进行发电。这里需要说明的是，整个系统中的p是变化的增长，由此引发的波动要发电系统进行调整与传输。
36.进一步的，发电系统包括：n个发电机并联组成的发电系统，在101
‑
106步骤中“将发电负载功率发送至发电系统”之后，还可以执行以下操作：107、发电系统接收发电负载功率，将发电负载功率与发电机单独运行功率相除取整，得到启动数；108、根据预置发电机选择算法，在n个发电机中选择启动数的发电机，得到发电机选择集；109、将发电机选择集中对应的发电机启动，产生发电负载功率的电能。
37.在步骤106
‑
108步骤中，发电负载为p
‑ꢀ
e1，而单独的发电机功率为a，得到启动数为[ (p
‑ꢀ
e1)/ a],其中，[*]为高斯函数，对*向上取整数。
[0038]
启动数[ (p
‑ꢀ
e1)/ a]可以根据使用次数对n个发电机中使用次数最少的[ (p
‑ꢀ
e1)/ a]的发电机进行选择，然后对被选择的发电机进行启动供能处理。
[0039]
本发明实施例中，通过对负载功率进行协调控制，设计了几个控制节点，既保证了电路不会产生逆向电流，也减少的电源电路上过于浪费油量的现象，成功节约了油量并保证了电量负载输出的稳定。
[0040]
上面对本发明实施例中双电源切换方法进行了描述，下面对本发明实施例中双电源切换系统进行描述，请参阅图3，本发明实施例中双电源切换系统一个实施例，所述双电源切换系统包括：ems控制系统301，储能系统302，发电系统303；所述储能系统302用于计算出负载功率，将所述负载功率发送至所述ems控制系统；所述ems控制系统301用于接收所述负载功率，判断所述负载功率是否大于预置发电运行阈值；若所述负载功率不大于所述发电运行阈值，则发送独立负载指令至所述储能系统；若所述负载功率大于所述发电运行阈值，则判断所述负载功率是否大于预置逆流防止阈值；若所述负载功率大于所述逆流防止阈值，则根据预置动态调整算法，发送功率处理信息至所述储能系统和所述发电系统中；若所述负载功率不大于所述逆流防止阈值，则将所述发电运行阈值赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述储能负载功率的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统。
[0041]
其中，所述双电源切换系统还包括通知模块304，所述通知模块304具体用于：监控所述储能系统和所述发电系统是否均达到最大功率；若均达到，则发出供电警告信息至预置管理端口。
[0042]
其中，所述发电系统303具体用于：所述发电系统接收所述发电负载功率，将所述发电负载功率与发电机单独运行功率相除取整，得到启动数；根据预置发电机选择算法，在n个发电机中选择所述启动数的发电机，得到发电机选择集；将所述发电机选择集中对应的发电机启动，产生所述发电负载功率的电能。
[0043]
其中，所述储能系统302还可以具体用于：所述储能系统基于ct传感器获得负载电压和负载电流，计算出负载功率；将所述负载功率发送至所述ems控制系统。
[0044]
其中，所述储能系统302具体用于：所述储能系统接收所述独立负载指令，根据所述独立负载指令，将预置vsg调解方式设置为不带电机调解特性的非vf调解模式，输出负载功率的电能。
[0045]
其中，所述储能系统302还可以具体用于：所述储能系统接收所述联合负载指令，根据所述联合负载指令，将预置vsg调解方式设置为带电机调解特性的vf调解模式，输出负载功率的电能。
[0046]
其中，所述ems控制系统301还可以具体用于：读取所述储能系统的储能最大功率，计算所述储能最大功率与所述逆流防止阈值的和，得到中间测算值；计算所述中间测算值与所述发电运行阈值的差值，得到动态调整阈值；判断所述负载功率是否大于所述动态调整阈值；若大于所述动态调整阈值，则将所述储能最大功率赋值给储能负载功率，发送储能负载功率至所述储能系统，以及计算所述负载功率与所述动态调整阈值的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统；若不大于所述动态调整阈值，则发送联合负载指令至所述储能系统，以及计算所述逆流防止阈值与所述发电运行阈值的差值，得到发电负载功率，将所述发电负载功率发送至所述发电系统。
[0047]
本发明实施例中，通过对负载功率进行协调控制，设计了几个控制节点，既保证了电路不会产生逆向电流，也减少的电源电路上过于浪费油量的现象，成功节约了油量并保证了电量负载输出的稳定。
[0048]
上面图3从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的双电源切换系统进行详细描述，图4给出本发明在能量信息传输实现上的一个具体实施例，ems控制系统301与储能系统302建立通信连接，ems控制系统301与发电系统303建立通信连接，储能系统302与发电系统303通过动力线连接，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中双电源切换设备进行详细描述。
[0049]
图5是本发明实施例提供的一种双电源切换设备的结构示意图，该双电源切换设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（central processing units，cpu）510（例如，一个或一个以上处理器）和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程
序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对双电源切换设备500中的一系列指令操作。更进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在双电源切换设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。
[0050]
基于双电源切换设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如windows serve，mac os x，unix，linux，freebsd等等。本领域技术人员可以理解，图5示出的双电源切换设备结构并不构成对基于双电源切换设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0051]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述双电源切换方法的步骤。
[0052]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或系统、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0053]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（read
‑
only memory， rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0054]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。