一种储能电站与多配电线路协调配合的监控系统的制作方法

1.本发明涉及储能、配电技术领域，尤其涉及一种储能电站与多配电线路协调配合的监控系统。


背景技术：

2.随着社会的发展和人们生活水平的提高，随着风电、光伏大规模新能源得到开发利用，在新能源富集地区通过大规模集群式的接入为用户提供电能。现有技术中，为了便于用户用电，会布置大量储能电站。在储能电站的工作过程，储能电站完成充电和放电，进而进行正常的提供电能的工作。
3.对于储能电站来讲，储能电站可以起到对电力系统进行稳态平衡，一般来讲，发电站发电功率的总和需要与用户端用电功率总和相等，如果两者之间不一致，会造成整个电力系统的不稳定或故障。而储能电站则是在多种电力能源与电力需求之间进行调节。
4.目前，储能电站已经得到较大发展。随着智能电网的发展，形成了以火力发电为主，可再生能源发电为辅，储能系统进行调节的基本模式。储能电站为用户提供电能。
5.为了便于用户用电，会布置大量储能电站。在储能电站的工作过程，储能电站完成充电和放电，进而进行正常的提供电能的工作。
6.但是，尚未提供储能电站与多配电线路协调配合的控制和调度储能电站的方式，无法有效控制储能电站与配电线路配合充放电，导致储能电站的利用效率降低。


技术实现要素：

7.本发明提供一种储能电站与多配电线路协调配合的监控系统，系统便于控制储能电站与配电线路配合充放电，以便于提高储能电站的利用效率。
8.系统包括：配调主站服务器、储能电站以及多个终端设备；储能电站连接有多条配电线路；
9.终端设备安装在储能电站与配电线路之间；终端设备监测配电线路的运行数据，并将配电线路的运行数据传送至储能电站；
10.储能电站根据储能电量信息、配电线路的运行数据，向终端设备发送控制指令；
11.终端设备根据储能电站发出的控制指令，控制储能电站与配电线路的通断以及控制储能电站通过配电线路向用电设备的充放电参数；
12.储能电站与配调主站服务器通信连接，将充放电调整参数以及配电线路的通断状态上送给配调主站服务器，使调控员通过配调主站服务器监控系统运行状态。
13.优选地，配调主站服务器配置有数据采集模块；
14.数据采集模块配置有关系数据库采集单元、配电线路协调通信单元、日志记录单元；
15.关系数据库采集单元用于采集充放电调整参数、配电线路的状态参数以及储能电站的运行数据；
16.配电线路协调通信单元用于构建数据采集模块与储能电站之间实时数据采集，在数据传输过程中定制各类数据接发；
17.日志记录单元用于记录储能电站与配调主站服务器之间的通信状态以及系统运行状态信息。
18.优选地，配调主站服务器还配置有数据存储模块和数据处理模块；
19.数据存储模块存储系统的历史运行数据，通过父子级索引方式对储能电站与多配电线路的数据进行检索；数据处理模块基于大数据处理技术，对储能电站与多配电线路协调配合数据进行处理，将数据与相应的阈值进行比对，找出异常数据；
20.数据处理模块还实现将储能电站与多配电线路协调配合数据在linux环境传递至分布式文件系统中，并行计算实时数据，对数据进行解析并进行显示。
21.优选地，数据处理模块还根据储能电站上传的储能电量信息以及配电线路的运行数据进行分析计算，根据分析计算结果并结合历史数据走势进行动态分析预测；
22.数据处理模块还根据用户的控制指令，统计储能电站、终端设备以及配电线路的历史数据信息、实时数据信息，提供历史数据查询、储能状态预测查询。
23.优选地，储能电站配置有web交互模块；
24.web交互模块采用svg可视化文件格式，展示终端设备及配电线路的状态，并基于ajax技术实现储能电站实时运行监测，通过vue单元执行交互；
25.本发明的web交互模块结合echarts等可视化库可进行基于时间轴的终端设备及配电线路数据关系展示和多纬度数据的展示；web交互模块具有spring及mybatis单元来构建，可完成数据采集和处理，支持用户在储能电站对数据进行操作。
26.优选地，配调主站服务器和储能电站分别通过可视化图形方式来表示运行数据信息。
27.优选地，配电线路的运行数据包括：负载率、电压以及电流数据。
28.优选地，储能电站的实时运行数据包括：电池堆端电压、充放电功率、荷电信息、可充电量信息和可放电量信息、远程/就地运行模式以及发电量信息；还包括储能电站输出的功率因数、有功功率、无功功率、电压、电流；
29.配电线路的状态信息包括配电线路上开关的开关信息、保护元件状态、电压信息、电流信息和频率信息。
30.优选地，配调主站服务器的数据处理模块还用于对储能电站的数据告警、曲线显示、数据报表输出，基于用户预设的调度控制指令分别控制储能电站中每条配电线路的充放电工作模式，并控制配电线路的通断；
31.配调主站服务器的数据处理模块还用于通过监控储能电站内电池单元的电压和温度，通过监控电池单元温度状态，给出电池单元温度告警信息；
32.还监控电池单元的充放电次数，过充状态，过放状态，通过监控逆变器运行状态得到储能电站的运行情况，如出现异常则进行报警。
33.优选地，配调主站服务器还用于基于平用电时间段,谷用电时间段和峰用电时间段，控制储能电站的运行状态；
34.在谷用电时间段时，使储能电站吸收电能，并对电能进行储存；
35.在峰用电时间段时，使储能电站进行放电。
36.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
37.本发明能够对储能电站及配电线路的数据进行汇总，方便监控人员进行查阅，有效的提升储能电站及配电线路的监控效率。还能够对储能电站的数据及配电线路数据高效率地收集、存储，并进行处理，可以基于储能电站及配电线路的状态实现过程监控。及时发现储能电站及配电线路运行过程的安全隐患并进行预警，以提高对储能电站及配电线路管理水平和效率，控制储能电站及配电线路运行过程风险，从而实现储能电站及配电线路全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为储能电站与多配电线路协调配合的监控系统示意图。
具体实施方式
40.本发明提供的储能电站与多配电线路协调配合的监控系统架构可以包括：配调主站服务器、储能电站以及多个终端设备；其中，在配调主站服务器、储能电站以及多个终端设备之间配置有通信网络，通信网络是用以在配调主站服务器、储能电站以及多个终端设备之间提供通信链路的介质。网络可以包括无线局域网络(wi-fi，wlan，wireless local area networks)、无线宽带(wibro)、全球微波互联接入(wimax)、高速下行链路分组接入(hsdpa，high speed downlink packet access)等等。
41.应该理解，图1中的配调主站服务器、储能电站以及多个终端设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的储能电站和终端设备。配调主站服务器可以是多个服务器组成的服务器集群等。
42.用户可以使用配调主站服务器通过网络与储能电站以及多个终端设备交互，以接收或发送消息等。储能电站以及终端设备分别可以包括无线通信单元、音频/视频(a/v)输入单元、用户输入单元、感测单元、输出单元、存储器、接口单元、控制器和电源单元等等。但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.本发明的实施例中，终端设备安装在储能电站与配电线路之间；终端设备监测配电线路的运行数据，并将配电线路的运行数据传送至储能电站；
45.储能电站根据储能电量信息、配电线路的运行数据，向终端设备发送控制指令；
46.终端设备根据储能电站发出的控制指令，控制储能电站与配电线路的通断以及控制储能电站通过配电线路向用电设备的充放电参数；
47.储能电站与配调主站服务器通信连接，将充放电调整参数以及配电线路的通断状态上送给配调主站服务器，使调控员通过配调主站服务器监控系统运行状态。
48.示例性的讲，每一储能电站与每一终端设备建立连接，各终端设备与配电线路建立连接。终端设备即，电网调度终端，安装在储能电站与调度平配电线路之间，终端设备具有标准化的接口，实现对配电线路的监测与控制。
49.针对每一终端设备来说，终端设备获取与其连接的配电线路负载率、电压等运行数据，传送至储能电站。当然，储能电站的实时运行数据可以包括：电池堆端电压、充放电功率、荷电信息、可充电量信息和可放电量信息、远程/就地运行模式以及发电量信息；还包括储能电站输出的功率因数、有功功率、无功功率、电压、电流；配电线路的状态信息包括配电线路上开关的开关信息、保护元件状态、电压信息、电流信息和频率信息。
50.进一步的，终端设备向配电线路的智能配变终端发送配变负载调取指令，智能配变终端将自身的运行信息发送给终端设备，终端设备汇总该条配电线路上的多个智能配变终端的运行信息计算出该条配电线路的运行数据。
51.储能电站综合储能电量情况、多个终端设备上送的配电线路运行数据，发出对终端设备的控制指令；终端设备根据储能站发出的控制指令，调整储能站与配电线路的连接与断开、及储能站的充放电，就地实现协调控制；储能站将充放电、与配电线路连接变化调整结果上送给配调主站，用于调控员监控。
52.在一个示例性实施例中，配调主站服务器配置有数据采集模块、数据存储模块和数据处理模块；
53.数据采集模块配置有关系数据库采集单元、配电线路协调通信单元、日志记录单元；
54.关系数据库采集单元用于采集充放电调整参数、配电线路的状态参数以及储能电站的运行数据；
55.配电线路协调通信单元用于构建数据采集模块与储能电站之间实时数据采集，在数据传输过程中定制各类数据接发；
56.日志记录单元用于记录储能电站与配调主站服务器之间的通信状态以及系统运行状态信息。
57.数据存储模块存储系统的历史运行数据，通过父子级索引方式对储能电站与多配电线路的数据进行搜索；可以提升数据检索速度。数据存储模块可以存储储能电站与多配电线路协调配合的结构化数据，还可存储储能电站与多配电线路协调配合的非结构化数据，还可以储存配电线路中各个电气设备的地理数据、实时监测数据等信息。
58.数据处理模块基于大数据处理技术，对储能电站与多配电线路协调配合数据进行处理，将数据与相应的阈值进行比对，找出异常数据；
59.数据处理模块还实现将储能电站与多配电线路协调配合数据在linux环境传递至分布式文件系统中，并行计算实时数据，对数据进行解析并进行显示。
60.数据处理模块还根据储能电站上传的储能电量信息以及配电线路的运行数据进行分析计算，根据分析计算结果并结合历史数据走势进行动态分析预测；
61.数据处理模块还根据用户的控制指令，统计储能电站、终端设备以及配电线路的历史数据信息、实时数据信息，提供历史数据查询、储能状态预测查询。
62.示例性的讲，数据处理模块可以对储能电站、终端设备以及配电线路运行的历史数据信息、实时数据信息进行增删改查，还可以基于etl数据清理操作，还支持将预测算法
并行化计算操作。
63.作为本发明的储能电站来讲，配置有web交互模块；web交互模块采用svg可视化文件格式，展示终端设备及配电线路的状态，并基于ajax技术实现储能电站实时运行监测，通过vue单元执行交互。
64.本发明的web交互模块结合echarts等可视化库可进行基于时间轴的终端设备及配电线路数据关系展示和多纬度数据的展示。web交互模块具有spring及mybatis单元来构建，可完成数据采集和处理，支持用户在储能电站对数据进行操作。
65.本发明的实施例中，配调主站服务器和储能电站分别通过可视化图形方式来表示运行数据信息。配调主站服务器和储能电站分别通过图形可视化方式能更加直观地展示数据中的关联关系，便于用户发现数据之间关联。并且能得到准确表示储能电站与多配电线路协调配合的状态。还可以通过表格、折线图、饼状图以及柱状图进行展示，储能电站的gis信息可通过地图可视化。
66.本发明的实施例中，配调主站服务器的数据处理模块还用于对储能电站的数据告警、曲线显示、数据报表输出，基于用户预设的调度控制指令分别控制储能电站中每条配电线路的充放电工作模式，并控制配电线路的通断。
67.配调主站服务器的数据处理模块还用于通过监控储能电站内电池单元的电压和温度，通过监控电池单元温度状态，给出电池单元温度告警信息；
68.还监控电池单元的充放电次数，过充状态，过放状态，通过监控逆变器运行状态得到储能电站的运行情况，如出现异常则进行报警。
69.本发明的实施例中，配调主站服务器还用于基于平用电时间段,谷用电时间段和峰用电时间段，控制储能电站的运行状态；
70.在谷用电时间段时，使储能电站吸收电能，并对电能进行储存；
71.在峰用电时间段时，使储能电站进行放电。
72.本发明中，配调主站服务器可控制电网中的电量对储能电站进行充电，也可以控制储能电站进行放电。
73.在峰用电时间段时，使储能电站内的电能进行输出，以达到调节峰谷用电。在谷用电时间段时，对储能电站进行充电，使储能电站为满电状态，以备后续使用。
74.本发明能够对储能电站及配电线路的数据进行汇总，方便监控人员进行查阅，有效的提升储能电站及配电线路的监控效率。还能够对储能电站的数据及配电线路数据高效率地收集、存储，并进行处理，可以基于储能电站及配电线路的状态实现过程监控。及时发现储能电站及配电线路运行过程的安全隐患并进行预警，以提高对储能电站及配电线路管理水平和效率，控制储能电站及配电线路运行过程风险，从而实现储能电站及配电线路全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。
75.在本发明的储能电站与多配电线路协调配合的监控系统中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或电力服务器上执行。在涉及远程计算机
的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(示例性的讲利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
76.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。