一种基于IEC61850的电化学储能统计数据建模方法及系统与流程

一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法及系统
技术领域
1.本发明属于分布式能源综合自动化系统技术领域，特别涉及一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法及系统。


背景技术：

2.随着建设经济、环保和低碳社会需求的日益强烈，光伏、风电等der(distributed energy resource，分布式能源)受到广泛关注，成为国内外能源领域的研究热点。der在加强供电系统可靠性、改善电能质量、再生能源规模化接入等方面发挥着至关重要的作用。der中，将发电技术与储能技术相结合，能够形成运行灵活的综合供能系统，进一步提高能源利用率，降低化石能源消耗与二氧化碳排放，促进低碳电力与低碳社会的快速发展，加快实现碳中和的发展目标。
3.为实现电化学储能电站的稳定可靠运行，需要实现对电化学储能系统的全数据采集和高效处理。在对电化学储能系统的电压、电流、温度及其统计数据采用iec61850建模时，传统上采用公共数据类sps(single point status，单点状态信息)和mv(measured value，测量值)分别对状态量和测量量建模，这种建模方式需要对所有的状态量和测量量单点独立建模，将相关联的结构化数据拆分成独立的点生成数据对象实例。
4.如电池单体过压告警事件，需要对电压越限状态、电压越限值及越限值所处的电池单元位置等分别采用多个数据对象建模，在储能监控后台对数据模型解析组态过程中，会生成独立的电压越限状态、电压越限值及越限值所处的电池单元位置三个数据点。
5.在储能监控后台进行数据告警和画面展示时，需要重新对相关数据进行关联，以满足用户监视和大数据分析需求，对于电池单元的测量量最值统计，也会将值和最值出现的位置独立建模，在储能监控后台进行展示和数据分析时需要重新关联分析。
6.通过以上分析，现有的建模方案存在以下问题：
7.1)造成数据点过多，在大容量数据接入时对系统性能有较大影响；
8.2)电池管理ied(intelligent electronic device，智能电子设备)生成的结构化数据被独立传送到监控后台后需要重新人工组态关联，增加了工程配置工作量和错误概率；
9.3)由于数据点之间需要重新建立关联，增加了储能监控后台的数据结构复杂性，从而也降低了数据处理效率。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于，提供一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，用于对电化学储能系统的统计数据进行高效结构化建模，并在模型中存储统计数据的关联信息，进而提升数据存储和分析效率。
11.为了达成上述目的，本发明采用如下的技术方案：
12.本发明的第一方面提供了一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，包
括以下步骤：
13.步骤1，构建具有关联数据功能的iec61850公共数据类，分别为关联数据状态量和关联数据测量量，关联数据状态量以rds表示，关联数据测量量以rdmv表示；
14.步骤2，电化学储能系统建模，电池单元的异常信息采用rds建模，电池簇中电池单元的最值统计数据采用rdmv建模。
15.优选地，步骤1中，rds除包含基础状态值、品质和时间外，还包含触发值和位置序号，触发值以trival表示，位置序号以locnum表示，用以描述该状态量发生变化时对应异常设备的测量值和位置。
16.优选地，步骤1中，rdmv除包含基础测量值、品质和时间外，还包含位置序号，位置序号以locnum表示，用以描述该测量量对应单元设备的位置。
17.优选地，步骤2中，电池单元的异常信息采用rds建模包括：通过数据对象中的数据属性stval记录异常状态信息，通过数据对象中的数据属性trival记录产生异常信息的电池单元对应的测量量，通过数据属性locnum记录产生异常信息的电池单元的位置序号。
18.优选地，步骤2中，电池簇中电池单元的最值统计数据采用rdmv建模包括：通过数据对象中的数据属性mxval记录统计数据的最值，通过数据属性locnum记录最值所在的电池单元的位置序号。
19.优选地，所述方法还包括：步骤3，储能监控后台在解析电池管理ied模型进行数据组态时，将rds、rdmv数据对象的关联数据作为状态量和模拟量的属性导入储能监控后台实时数据库。
20.优选地，所述方法还包括：步骤4，储能监控后台运行时，电池管理ied实时计算的统计数据数据对象通过iec61850报告服务上送，储能监控后台根据关联数据进行告警、展示及历史数据存储。
21.优选地，电池管理ied在实时检测出异常信息和对应电池单元的测量量和位置序号后，将数据值写入数据对象实例，触发数据对象变化上送报告；最值统计数据结果发生变化时，将最值和最值发生的位置同时写入数据对象实例，触发数据对象变化上送报告。
22.优选地，储能监控后台接收到rds类型数据对象后，解析出包含异常状态、关联测量值、关联位置序号的数据结构送到储能监控后台告警模块，告警模块根据结构化数据推送异常状态告警信息，并同时提示异常时的测量值和异常电池单元的位置序号；
23.储能监控后台接收到rdmv类型数据对象后，解析包含统计最值、关联位置序号的数据结构送到储能监控后台数据处理模块并同时展示其关联的位置序号。
24.本发明的第二方面提供了一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模系统，运行所述的一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，包括：rds模块，用于对电池单元的异常信息采用关联数据状态量建模；rdmv模块，用于对电池簇中电池单元的最值统计数据采用关联数据测量量建模。
25.与现有技术相比，借由上述技术方案，本发明的有益技术效果至少包括：1)通过该公共数据类对统计数据建模可实现数据全流程结构化处理，减少数据点数量，避免了在大容量数据接入时对系统性能造成不利影响。2)较大程度提高分布式储能系统的数据处理效率，实现数据自动组态并通过关联数据支撑数据分析，减小了工程配置工作量和错误概率。3)不再需要数据点之间需要重新建立关联，降低了储能监控后台的数据结构复杂性。4)本
发明中设计的iec61850公共数据类——关联数据状态量(rds)和关联数据测量量(rdmv)还可以广泛应用于关联数据建模的其它领域，具有很好的使用价值和推广意义。
附图说明
26.图1和图2是本发明的系统框图；
27.图3是本发明实施例1提供的基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法的流程图；
28.图4是本发明实施例2提供的基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法的流程图；
29.其中，图1是公共数据类关联数据状态量，图2是公共数据类关联数据测量量。
具体实施方式
30.以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
31.储能监控系统的储能电池单元、储能电池簇等数据是人机交互界面、数据分析的基础，为了实现对统计数据的高效建模，本发明的实施例1提供一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，用于对电化学储能统计数据建模，如图3所示，包括以下步骤：
32.步骤1，构建具有关联数据功能的iec61850公共数据类，分别为关联数据状态量和关联数据测量量，关联数据状态量以rds(related data status)表示，关联数据测量量以rdmv(related data measured value)表示；
33.步骤2，电化学储能系统建模，电池单元的异常信息采用rds建模，电池簇中电池单元的最值统计数据采用rdmv建模。
34.值得注意的是，通过该公共数据类对统计数据建模可对电化学储能系统的统计数据进行高效结构化建模，在模型中存储统计数据的关联信息，减少了数据点数量，避免了在大容量数据接入时对系统性能造成不利影响，提升了数据存储和分析效率。
35.更进一步地，本发明的实施例2提供一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，如图4所示，包括如下步骤：
36.步骤1，构建具有关联数据功能的iec61850公共数据类，分别为关联数据状态量和关联数据测量量，关联数据状态量以rds(related data status)表示，关联数据测量量以rdmv(related data measured value)表示。
37.如表1所示，其中，rds除包含基础状态值、品质和时间外，还包含触发值和位置序号，触发值以trival表示，位置序号以locnum表示，用以描述该状态量发生变化时对应异常设备的测量值和位置。
38.表1关联数据状态量related data status(rds)
[0039][0040]
如表2所示，rdmv除包含基础测量值、品质和时间外，还包含位置序号，位置序号以locnum表示，用以描述该测量量对应单元设备的位置。
[0041]
表2关联数据测量量related data meased value(rdmv)
[0042][0043][0044]
步骤2，在电化学储能系统建模时，电池单元的异常信息采用rds建模，电池簇中电池单元的最值统计数据采用rdmv建模。
[0045]
在一个优选但非限制性的实施方式中，电池单元的异常信息采用rds建模，通过数据对象中的数据属性stval记录异常状态信息，通过数据对象中的数据属性trival记录产生异常信息的电池单元对应的测量量，通过数据属性locnum记录产生异常信息的电池单元的位置序号，如图1所示。
[0046]
在一个优选但非限制性的实施方式中，电池簇中电池单元的最值统计数据采用rdmv建模，通过数据对象中的数据属性mxval记录统计数据的最值，通过数据属性locnum记录最值所在的电池单元的位置序号，如图2所示。
[0047]
步骤3，储能监控后台在解析电池管理ied模型进行数据组态时，将rds、rdmv数据对象的关联数据作为状态量和模拟量的属性导入储能监控后台实时数据库。
[0048]
值得注意的是，本发明较大程度提高了分布式储能系统的数据处理效率，实现数据自动组态并通过关联数据支撑数据分析，减小了工程配置工作量和错误概率。
[0049]
步骤4，储能监控后台运行时，电池管理ied实时计算的告警、最值等统计数据数据对象通过iec61850报告服务上送，储能监控后台根据关联数据进行详尽的告警、展示及历史数据存储。因为本发明不再需要数据点之间需要重新建立关联，降低了储能监控后台的数据结构复杂性。
[0050]
在一个优选但非限制性的实施方式中，电池管理ied实时计算的告警、最值等统计数据数据对象通过iec61850报告服务上送，电池管理ied在实时检测出异常信息和对应电池单元的测量量和位置序号后，将数据值写入数据对象实例，触发数据对象变化上送报告；最值统计数据结果发生变化时，将最值和最值发生的位置同时写入数据对象实例，触发数据对象变化上送报告。
[0051]
在一个优选但非限制性的实施方式中，储能监控后台根据关联数据进行详尽的告警、展示及历史数据存储。储能监控后台接收到rds类型数据对象后，解析出包含异常状态、关联测量值、关联位置序号的数据结构送到储能监控后台告警模块，告警模块根据结构化数据推送异常状态告警信息，并同时提示异常时的测量值和异常电池单元的位置序号；储能监控后台接收到rdmv类型数据对象后，解析包含统计最值、关联位置序号的数据结构送到储能监控后台数据处理模块并存实时数据库，储能监控后台画面根据实时数据库信息展示统计最值并同时展示其关联的位置序号。
[0052]
在一个优选但非限制性的实施方式中，告警模块根据结构化数据推送异常状态告警信息，并同时提示异常时的测量值和异常电池单元的位置序号。为实现格式化告警，在数据对象建模时，在对象属性描述信息中采用参数符号的方式描述，储能监控后台处理告警信息时用异常时的测量值和异常电池单元的位置序号替换告警描述中的参数符号，实现带数据参数告警信息描述自动化和标准化。
[0053]
值得注意的是，实施例2不仅可实现对电化学储能系统的统计数据结构化建模，在模型中存储统计数据的关联信息；还能够实现从数据的建模、解析、处理、存储、分析、展示等全流程的结构化，在数据组态模块实现自动关联，以达到实现关联数据自动组态、规范化展示，提高储能监控后台数据存储和数据分析效率。
[0054]
本发明的实施例3提供了一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模系统，运行如所述的一种基于iec61850的电化学储能统计数据建模方法，包括：rds模块，用于对电池单元的异常信息采用关联数据状态量建模；rdmv模块，用于对电池簇中电池单元的最值统计数据采用关联数据测量量建模。
[0055]
以上实施例介绍了本发明的实施方式，可以理解的是，本发明中设计的iec61850公共数据类——关联数据状态量(rds)和关联数据测量量(rdmv)还可以广泛应用于关联数据建模的其它领域，具有很好的使用价值和推广意义。
[0056]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。