储能EMS的预警方法、系统、设备及存储介质与流程

储能ems的预警方法、系统、设备及存储介质
技术领域
1.本发明涉及储能预警领域，尤其涉及一种储能ems的预警方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.储能设备将储存的电能释放给外界以应对电能的需求，在充电领域上由于智能电动车的兴起，使得储能设备需求也不断增加，储能设备释放给智能电动车的时候传输的是直流电。而且在释放给智能电动车时，由于不同的时间段的电动车流量也会不同。在白天电能车充电费用会更加多，而在晚上电能车充电费用会更少，在处理这种变化需要改进设备适应这种需求。不管是白天还是晚上是不能突破充电的功率计算的，否则消耗较大的电能却得到回报不能补偿劳动，在商业上实现是不合理的。
3.在基于储能设备的充电给智能电动车的商业应用基础上，还有多功能的需求，即组成微电网支持在主电网波动不稳定情况下，可以作为临时电网代替主电网进行供电处理，此时则要使用交流电对外进行供电，直流切换为交流电。但是，交流电在频率变化过程与直流电的关注点不同，需要一种能切换监控直流与交流点传输状态的技术来解决当前储能设备在直流、交流输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于解决当前储能设备在直流、交流输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。
5.本发明第一方面提供了一种储能ems的预警方法，所述储能ems的预警方法应用于所述储能ems的预警系统，所述储能ems的预警系统包括：储能ems管理系统、电能读取系统，所述储能ems管理系统与所述电能读取系统基于modbus-rtu协议建立通讯连接，所述储能ems的预警方法包括：所述电能读取系统测量储能电池输出的电能数据，判断所述电能数据是否为直流数据；若为直流数据，则获取记录时间戳，对所述记录时间戳与所述电能数据进行打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；若不为直流数据，则计算所述电能数据对应的总畸变率，对所述总畸变率与所述电能数据打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；所述储能ems管理系统接收所述测量数据，读取所述测量数据的寄存标识，基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值；若超过预置电能阈值，则将预警信息发送至预置管理端口中。
6.可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述计算所述电能数据对应的总畸变率包括：基于预置测量周期，测量第一相的电压和电流，得到第一相电压集，第一相电流
集；根据预置电压畸变算法，计算所述第一相电压集对应的第一相电压畸变率，根据预置电流畸变算法，计算所述第一相电流集对应的第一相电流畸变率。
7.可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据预置电压畸变算法，计算所述第一相电压集对应的第一相电压畸变率包括：读取第一相电压集{u1，u2，u3，u 4
，
…
，u n
}的数据排序，其中，u n
为第n次测量的电压值，n为整数；基于所述数据排序，通过电压畸变率公式，计算出第一相电压总畸变率，其中，所述电压畸变率公式包括：。
8.可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据预置电流畸变算法，计算所述第一相电流集对应的第一相电流畸变率包括：读取第一相电流集{i1，i2，i3，i4，
…
，in}的数据排序，其中，in为第n次测量的电流值，n为整数；基于所述数据排序，通过电流畸变率公式，计算出第一相电流总畸变率，其中，所述电流畸变率公式包括：。
9.可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值包括：查询所述寄存标识对应的电能阈值；判断所述寄存标识对应的测量数据是否超过所述电能阈值。
10.可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述寄存标识为记录时间戳对应标识时，所述基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值包括：查询所述记录时间戳对应的电能功率价位表；基于所述测量数据中的电流数据与电压数据，计算出电能功率；判断所述电能功率是否超过所述电能功率价位表的功率值。
11.可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述判断所述电能数据是否为直流数据包括：判断所述电能数据中的互感电流是否改变方向。
12.本发明第二方面提供了一种储能ems的预警系统，所述储能ems的预警系统包括：ems管理系统、电能读取系统；所述电能读取系统，用于测量储能电池输出的电能数据，判断所述电能数据是否为直流数据；若为直流数据，则获取记录时间戳，对所述记录时间戳与所述电能数据进行打包
处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；若不为直流数据，则计算所述电能数据对应的总畸变率，对所述总畸变率与所述电能数据打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；所述储能ems管理系统，用于接收所述测量数据，读取所述测量数据的寄存标识，基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值；若超过预置电能阈值，则将预警信息发送至预置管理端口中。
13.本发明第三方面提供了一种储能ems的预警设备，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，以使得所述储能ems的预警设备执行上述的储能ems的预警方法。
14.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储能ems的预警方法。
15.在本发明实施例中，通过使用安装在能源输出通道中的电能读取系统分析当前的储能设备输出情况是为直流输出还是交流输出，在电能读取系统中采用不同方式处理信号，在储能ems管理系统中进行预警管理实现不同的预警方式，解决储能设备在直流、交流输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。
附图说明
16.图1为本发明实施例中储能ems的预警方法的一个实施例示意图；图2为本发明实施例中储能ems的预警系统的一个实施例示意图；图3为本发明实施例中储能ems的预警系统的另一个实施例示意图；图4为本发明实施例中储能ems的预警设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
17.本发明实施例提供了一种储能ems的预警方法、系统、设备及存储介质。
18.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。
19.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，本发明实施例中储能ems的预警方法的一个实施例，所述储能ems的预警方法应用于所述储能ems的预警系统，所述储能ems的预警系统包括：储能ems管理系统、电能读取系统，所述储能ems管理系统与所述电能读取系统基于modbus-rtu协议建立通讯连接，所述储能ems的预警方法包括：101、电能读取系统测量储能电池输出的电能数据，判断电能数据是否为直流数据；
在本实施例中，电能读取系统可以是电能表，也可以是电流计与电压计的组合，电能数据最少要有电流数据与电压数据，频率、有功功率、无功功率、电流不平衡度、电压不平衡度可基于应用情况进行添加。
20.进一步的，“判断电能数据是否为直流数据”具体可以执行：1011、判断电能数据中的互感电流是否改变方向。
21.在本实施例中，在电能读取系统可以添加电流互感器来判断电流情况，电流互感器添加方式可以采用三相四线、三相三线等方式，在电流互感器中判断电流的流向是否存在改变方向的情况，如果存在则是交流电，如果不存在改变方向的情况则是直流电，判断电流流向时间窗口可以是1s、2s、3s、4s等。
22.102、若为直流数据，则获取记录时间戳，对记录时间戳与电能数据进行打包处理，得到测量数据，将测量数据发送至储能ems管理系统中；在本实施例中，如果电流流向不会改变，则认定此刻的数据是直流数据，在对智能车辆进行充电。那么为了给支付系统进行金额计算，则需要当前时间戳也即是记录时间戳，将记录时间戳和电能数据打包，获得测量数据。这里需要说明的是时间戳可以基于时间段戳方式执行，例如标识为0170h作为00：00-01：00的时间段戳，那么0171h作为01：00-02：00的时间段戳，依次类推，还可以用更精细的标识划分，这是划分方式，这里不做限定。将时间戳和电能数据一起打包作为测量数据发送至储能ems管理系统中。
23.103、若不为直流数据，则计算电能数据对应的总畸变率，对总畸变率与电能数据打包处理，得到测量数据，将测量数据发送至储能ems管理系统中；在本实施例中，电能数据是直流数据，因此需要测量总畸变率，因为畸变率过大会导致储能设备热量过大，而接收到电能数据的设备会不能正常工作，这与直流电流不同需要进一步监控。注意到，这种电能数据是依据电路转换的交流。模拟出三相交流电时，需要计算三相交流电每个相的电流、电压的总畸变率，然后将数据与电能数据打包为测量数据，将电能数据以modbus-rtu协议传输至储能ems管理系统，由此至少电流数据、电压数据、第一相电流总畸变率、第二相电流总畸变率、第三相电流总畸变率、第一相电压总畸变率、第二相电压总畸变率、第三相电压总畸变率等8个标识是不同的。
24.进一步的，“计算电能数据对应的总畸变率”具体可以执行：1031、基于预置测量周期，测量第一相的电压和电流，得到第一相电压集，第一相电流集；1032、根据预置电压畸变算法，计算第一相电压集对应的第一相电压畸变率，根据预置电流畸变算法，计算第一相电流集对应的第一相电流畸变率。
25.在1031-1032步骤中，测量周期是采集电压、电流的间隔时长，要小于实际输出的电流周期，在该过程采集到第一相电压集{u1，u2，u3，u 4
，
…
，u n
}和第一相电流集{i1，i2，i3，i4，
…
，in}，其中，u n
为第n次测量的电压值，n为整数。
26.进一步的，“根据预置电压畸变算法，计算第一相电压集对应的第一相电压畸变率”具体可以执行：10321、读取第一相电压集{u1，u2，u3，u 4
，
…
，u n
}的数据排序，其中，u n
为第n次测量的电压值，n为整数；10322、基于数据排序，通过电压畸变率公式，计算出第一相电压总畸变率，其中，
电压畸变率公式包括：。
27.在10321、10322步骤中，第一相电压集{u1，u2，u3，u 4
，
…
，u n
}是与其他相采集过程一致，处理过程也一致，在该步骤只需要对第一相处理进行说明，电压畸变率公式为：u n
为第n次测量的电压值，n为整数。
28.进一步的，“根据预置电流畸变算法，计算第一相电流集对应的第一相电流畸变率”具体可以执行：10323、读取第一相电流集{i1，i2，i3，i4，
…
，in}的数据排序，其中，in为第n次测量的电流值，n为整数；10324、基于数据排序，通过电流畸变率公式，计算出第一相电流总畸变率，其中，电流畸变率公式包括：。
29.在10321、10322步骤中，第一相电流集{i1，i2，i3，i4，
…
，in}是与其他相的采集过程也一致，这里的第一相电流与第一相电压是同时采集，而其他相可以平行采集不一定需要同时采集，电流畸变率公式：in为第n次测量的电流值，n为整数。
30.104、储能ems管理系统接收测量数据，读取测量数据的寄存标识，基于寄存标识判断测量数据是否超过预置电能阈值；在本实施例中，寄存标识是电能读取系统中存储数据的寄存器地址，将该地址直接认定为标识，可以从该寄存器标识中分开每种不同的电能阈值的数据，在储能ems管理系统比较的是每个电能参数的阈值。
31.进一步的，“基于寄存标识判断测量数据是否超过预置电能阈值”具体可以执行：1041、查询寄存标识对应的电能阈值；1042、判断寄存标识对应的测量数据是否超过电能阈值。
32.在1041-1042步骤中，寄存标识为0074h为第一相电压总畸变率的标识，而测量数据中的第一相电压总畸变率为0.56%，该电能阈值是2.3%，则没有超过该阈值。
33.进一步的，寄存标识为记录时间戳对应标识时，“基于寄存标识判断测量数据是否
超过预置电能阈值”，具体可以执行：1043、查询记录时间戳对应的电能功率价位表；1044、基于测量数据中的电流数据与电压数据，计算出电能功率；1045、判断电能功率是否超过电能功率价位表的功率值。
34.在1043-1045步骤中，电能功能价位表中有不同的时间段中不同的输出功率的单位时间价格，例如0170h作为00：00-01：00的时间段戳，在00：00-01：00中250-460w价格为a元/min，460-690w价格为b元/min。而计算出的电能功率为900w，则900w超过该电能功率表中的功率值，说明无法基于价位表收费。
35.105、若超过预置电能阈值，则将预警信息发送至预置管理端口中。
36.在本实施例中，可以理解的出现了直流电的警报就将直流电的警报信息发送至管理端口中，如果出现的交流电的警报就将交流电的警报信息发送至管理端口中。
37.在本发明实施例中，通过使用安装在能源输出通道中的电能读取系统分析当前的储能设备输出情况是为直流输出还是交流输出，在电能读取系统中采用不同方式处理信号，在储能ems管理系统中进行预警管理实现不同的预警方式，解决储能设备在直流、交流输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。
38.上面对本发明实施例中储能ems的预警方法进行了描述，下面对本发明实施例中储能ems的预警系统进行描述，请参阅图2，本发明实施例中储能ems的预警系统一个实施例，所述储能ems的预警系统包括：ems管理系统201、电能读取系统202；所述电能读取系统202，用于测量储能电池输出的电能数据，判断所述电能数据是否为直流数据；若为直流数据，则获取记录时间戳，对所述记录时间戳与所述电能数据进行打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；若不为直流数据，则计算所述电能数据对应的总畸变率，对所述总畸变率与所述电能数据打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；所述储能ems管理系统201，用于接收所述测量数据，读取所述测量数据的寄存标识，基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值；若超过预置电能阈值，则将预警信息发送至预置管理端口中。
39.在本发明实施例中，通过使用安装在能源输出通道中的电能读取系统分析当前的储能设备输出情况是为直流输出还是交流输出，在电能读取系统中采用不同方式处理信号，在储能ems管理系统中进行预警管理实现不同的预警方式，解决储能设备在直流、交流输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。
40.请参阅图3，本发明实施例中储能ems的预警系统的另一个实施例，所述储能ems的预警系统包括：ems管理系统201、电能读取系统202；所述电能读取系统201，用于测量储能电池输出的电能数据，判断所述电能数据是否为直流数据；若为直流数据，则获取记录时间戳，对所述记录时间戳与所述电能数据进行打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；
若不为直流数据，则计算所述电能数据对应的总畸变率，对所述总畸变率与所述电能数据打包处理，得到测量数据，将所述测量数据发送至所述储能ems管理系统中；所述储能ems管理系统202，用于接收所述测量数据，读取所述测量数据的寄存标识，基于所述寄存标识判断所述测量数据是否超过预置电能阈值；若超过预置电能阈值，则将预警信息发送至预置管理端口中。
41.其中，所述电能读取系统201包括：周期测量单元2011，用于基于预置测量周期，测量第一相的电压和电流，得到第一相电压集，第一相电流集；计算单元2012，用于根据预置电压畸变算法，计算所述第一相电压集对应的第一相电压畸变率，根据预置电流畸变算法，计算所述第一相电流集对应的第一相电流畸变率。
42.其中，所述计算单元2012具体用于：读取第一相电压集{u1，u2，u3，u 4
，
…
，u n
}的数据排序，其中，u n
为第n次测量的电压值，n为整数；基于所述数据排序，通过电压畸变率公式，计算出第一相电压总畸变率，其中，所述电压畸变率公式包括：。
43.其中，所述计算单元2012具体用于：取第一相电流集{i1，i2，i3，i4，
…
，in}的数据排序，其中，in为第n次测量的电流值，n为整数；基于所述数据排序，通过电流畸变率公式，计算出第一相电流总畸变率，其中，所述电流畸变率公式包括：。
44.其中，所述储能ems管理系统202具体用于：查询所述寄存标识对应的电能阈值；判断所述寄存标识对应的测量数据是否超过所述电能阈值。
45.其中，所述储能ems管理系统202还具体用于：查询所述记录时间戳对应的电能功率价位表；基于所述测量数据中的电流数据与电压数据，计算出电能功率；判断所述电能功率是否超过所述电能功率价位表的功率值。
46.其中，所述电能读取系统201具体用于：判断所述电能数据中的互感电流是否改变方向。
47.在本发明实施例中，通过使用安装在能源输出通道中的电能读取系统分析当前的储能设备输出情况是为直流输出还是交流输出，在电能读取系统中采用不同方式处理信号，在储能ems管理系统中进行预警管理实现不同的预警方式，解决储能设备在直流、交流
输出过程中设备监控不能符合实际能源输出情况的技术问题。
48.上面图2和图3从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的储能ems的预警系统进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中储能ems的预警设备进行详细描述。
49.图4是本发明实施例提供的一种储能ems的预警设备的结构示意图，该储能ems的预警设备400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）410（例如，一个或一个以上处理器）和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质430（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器420和存储介质430可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430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储能ems的预警设备400中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在储能ems的预警设备400上执行存储介质430中的一系列指令操作。
50.基于储能ems的预警设备400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口450，一个或一个以上输入输出接口460，和/或，一个或一个以上操作系统431，例如windows serve，mac os x，unix，linux，freebsd等等。本领域技术人员可以理解，图4展示的储能ems的预警设备结构并不构成对基于储能ems的预警设备的限定，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。
51.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储能ems的预警方法的步骤。
52.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。
53.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。
54.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。