本技术涉及蓄电池运维及储能的领域,尤其涉及一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法及系统。
背景技术:
1、在数据中心、医院、银行、企业、政务部门、交通等各行业存在大量的关键设备,这些设备都需要用备用电源进行后备支撑;而备用电源的供电主要依赖于蓄电池,但据统计,备用电源70%的故障来自于蓄电池,蓄电池运维一直是备用电源运维中的重点和难点。
2、蓄电池的运维通常分为日常检查和定期核容性试验检查,蓄电池的日常检查主要包括单节电池电压检查、电池组电压、电流检查等常规检查内容;蓄电池核对性放电试验检查应严格按照《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》(dl/t724-2000)的要求进行。并注意以下要求:
3、(1)一组阀控蓄电池变电所中只有一组电池,不能退出运行,也不能做全核对性放电时,允许用i10电流放出其额定容量的50%或30%,进行半核对性放电试验;若有备用阀控蓄电池组作临时代用,该组阀控蓄电池可作全核对性放电。
4、(2)两组蓄电池变电所中若具有两组阀控蓄电池,可先对其中一组阀控蓄电池组进行全核对性放电,若经过3次全核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80以上,可认定为此组阀控蓄电池不符合使用要求,应安排更换。
5、(3)阀控蓄电池核对性放电周期新安装或大修后的阀控蓄电池组,必须进行全核对性放电试验;以后运行第1年、每隔2~3年进行一次核对性试验,运行了6年以后的阀控蓄电池,应每年作一次核对性放电试验。
6、蓄电池在线监控主要实时监测蓄电池组电压、电流、蓄电池单体电压及负极柱温度等内容,解决了备用电源蓄电池日常检查的常规需求但是更为关键的是蓄电池的定期核对性放电检查,以便于确认蓄电池是否满足规定的后备时间。
7、目前,定期核对性放电检查方法主要有两种:
8、1、利用实际负载放出蓄电池容量的30%-50%;这种核容方式的弊端如下:蓄电池容量的30%或着50%是人为判断的,并不能准确说得出蓄电池实际容量;况且在极端条件下;若此时市电停电,剩余蓄电池容量不能满足后备时间需求,给关键负载带来极大的损失;利用这种方法核容性检查具有一定的风险。
9、2、利用假负载对蓄电池组进行核容性检查。这种核容方式的弊端一是操作复杂,需要拆除及连接电池线等多道工序,并且假负载往往是阻性负载,在核容放电过程中造成极大的能源浪费。二是同样面临市电停电,蓄电池后备时间不够的风险。
10、因此,这两种核容性检查方法都需要投入大量的人力和时间,且在没有应急供电的条件下,蓄电池是备用电源供电系统的睡资产。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,采用如下技术方案:
2、一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,包括:
3、实时确定当前备用电池组的备用电池类型以及储能电池组的储能电池类型,设置峰谷时间以及核容运维周期;
4、判断当前市电是否正常,得到判断结果;
5、基于所述判断结果、所述备用电池类型以及所述储能电池类型,确定当前电池直流切换逻辑;
6、基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述当前电池直流切换逻辑。
7、在另一种可能的实现方式中,电池类型包括铅酸电池以及铅碳电池,所述基于所述判断结果、所述备用电池类型以及所述储能电池类型,确定当前电池直流切换逻辑,包括:
8、当市电正常时,若所述备用电池类型以及所述储能电池类型均为铅酸电池时,则确定当前电池直流切换逻辑为第一切换逻辑;
9、当市电正常时,若所述备用电池类型为铅酸电池,所述储能电池类型为铅碳电池时,则确定当前电池直流切换逻辑为第二切换逻辑;
10、当市电正常时,若所述备用电池类型以及所述储能电池类型均为铅碳电池时,则确定当前电池直流切换逻辑为第三切换逻辑;
11、当前市电异常时,直接确定当前电池直流切换逻辑为第四切换逻辑。
12、在另一种可能的实现方式中,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述当前电池直流切换逻辑,包括:
13、当所述当前电池切换逻辑为第一切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第一切换逻辑;
14、当所述当前电池切换逻辑为第二切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第二切换逻辑;
15、当所述当前电池切换逻辑为第三切换逻辑时,基于所述峰谷时间,执行所述第三切换逻辑;
16、当所述当前电池切换逻辑为第四切换逻辑时,直接执行所述第四切换逻辑。
17、在另一种可能的实现方式中,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第一切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第一切换逻辑,包括:
18、步骤sa1,获取当前时间,基于所述当前时间以及所述核容运维周期判断当前是否需执行所述第一切换逻辑;
19、步骤sa2,若需要,则判断所述储能电池组以及所述备用电池组是否处于满电状态,若处于,则执行步骤sa3,若不处于,则将所述储能电池组以及所述备用电池组充满电;;
20、步骤sa3,将所述储能电池组中的任一组蓄电池切换至所述储能pcs单元的电池输入端,并在所述峰时间段进行核容放电,等待所述当前时间处于谷时间段时,通过所述储能pcs单元再对所述储能电池组的所述任一组蓄电池进行充电,其中,所述任一组蓄电池为在当前循环中所述储能电池组中未执行过所述步骤sa3的蓄电池组;
21、步骤sa4,充满之后,将处于所述储能pcs单元电池输入端的所述任一蓄电池重新切回至备用电源电池输入端;
22、步骤sa5,循环执行步骤sa3以及步骤sa4,依次对所述储能电池组中的其他蓄电池组以及所述备用电池组中的蓄电池组进行切换,直至所述储能电池组中的全部蓄电池组以及所述备用电池组的全部蓄电池组重新切回备用电源电池输入端。
23、在另一种可能的实现方式中,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第二切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第二切换逻辑,包括:
24、步骤sb1,获取当前时间以及上一次核容运维时间,基于所述当前时间、所述上一次核容运维时间以及所述核容运维周期,判断当前所述备用电池组中的蓄电池是否需进行核容运维,若需要,则执行步骤sb2至步骤sb6,若不需要,则在所述峰时间段时,通过储能pcs单元的电池输入端对所述储能电池组中的全部蓄电池组进行核容放电,在所述谷时间段时,通过储能pcs单元对所述储能电池组中的全部蓄电池组进行充电;
25、步骤sb2,判断所述储能电池组以及所述备用电池组是否处于满电状态,若处于,则执行步骤sb3,若不处于,则将所述储能电池组以及所述备用电池组充满电;
26、步骤sb3,若处于,则将所述储能电池组中的全部蓄电池组切换至备用电源电池输入端;
27、步骤sb4,将所述备用电池组中的任一组蓄电池切换至所述储能pcs单元的电池输入端,并在所述峰时间段进行核容放电,等待所述当前时间处于谷时间段时,通过所述储能pcs单元对所述备用电池组中的所述任一组蓄电池进行充电,其中,所述任一组蓄电池组为在当前循环中所述备用电池组中未执行过步骤sb4的蓄电池组;
28、步骤sb5,充满之后,将处于所述储能pcs单元的所述任一组蓄电池重新切回所述备用电源电池输入端;
29、步骤sb6,循环执行步骤sb4以及步骤sb5,依次对所述备用电池组中的其他蓄电池组进行切换,直至所述备用电池组中的全部蓄电池组重新切回所述备用电源电池输入端;
30、步骤sb7,将所述储能电池组中的全部蓄电池组重新切回储能pcs单元电池输入端。
31、在另一种可能的实现方式中,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第三切换逻辑时,基于所述峰谷时间,执行所述第三切换逻辑,包括:
32、步骤sc1,获取当前时间,判断所述储能电池组以及所述备用电池组是否处于满电状态,若处于,则执行步骤sc2,若不处于,则将所述储能电池组以及所述备用电池组充满电;
33、步骤sc2,将所述储能电池组中的全部蓄电池组切换至所述备用电源电池输入端;
34、步骤sc3,将所述备用电池组中的任一组蓄电池切换至所述储能pcs单元的电池输入端,并在所述峰时间段进行核容放电,等待所述当前时间处于谷时间段时,通过所述储能pcs单元对所述任一组蓄电池进行充电;
35、步骤sc4,充满之后,将处于所述储能pcs单元的所述任一组蓄电池重新切回备用电源电池输入端;
36、步骤sc5,循环执行步骤sc3以及步骤sc4,依次对所述备用电池组中的全部蓄电池组进行切换,直至所述备用电池组的全部蓄电池组重新切回备用电源电池输入端;
37、步骤sc6,将所述储能电池组中的全部蓄电池组重新切回储能pcs单元电池输入端。
38、在另一种可能的实现方式中,所述当所述当前电池切换逻辑为第四切换逻辑时,直接执行所述第四切换逻辑,包括:
39、步骤sd1,断开市电回路,所述备用电池组作为负载的电源;
40、步骤sd2,实时监测所述储能电池组的电压以及备用电池组的电压;
41、步骤sd3,当检测到所述储能电池组电压等于所述备用电池组的电压时,将所述储能电池组切换到备用电源电池输入端。
42、在另一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
43、获取蓄电池组的电压和电流,以及所述蓄电池组中每组蓄电池的电压和温度,所述蓄电池组包括所述储能电池组以及所述备用电池组;
44、基于所述每组蓄电池的电压、温度以及电流,确定所述蓄电池组的实际放电容量;
45、获取备用电源主机的实际功率;
46、基于所述实际功率、所述蓄电池组的电压以及所述蓄电池组的实际放电容量,计算实际后备时间。
47、一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控系统,包括:ems能量管理单元、电池直流切换单元、储能pcs单元、bms电池管理单元、备用电池组、储能电池组、备用电源主机以及负载,其中,
48、ems能量管理单元,用于设置峰谷时间以及核容运维周期,确定当前电池直流切换逻辑以及后备时间,并下发电池直流切换逻辑至电池直流切换单元;
49、电池直流切换单元,用于接收ems能量管理单元发出的电池直流切换逻辑,执行所述电池直流切换逻辑,并将执行结果反馈给ems能量管理单元;
50、储能pcs单元,用于基于ems能量管理单元发送的电池直流切换逻辑,对储能电池组以及备用电池组执行充放电操作,并将执行结果反馈给ems能量管理单元;
51、bms电池管理单元,用于检测蓄电池组的电压和电流、储能电池组以及备用电池组中每节蓄电池的电压以及温度,得到蓄电池状态,并将蓄电池状态反馈给ems能量管理单元,便于后续ems能量管理单元基于蓄电池状态确定实际后备时间。
52、综上所述,本技术包括以下有益技术效果:
53、1、在保障备用电源后备时间的前提下,解决了蓄电池定期核对性放电试验核容的难题。
54、2、利用电池切换技术进行峰谷套利,盘活了原来备用电源系统蓄电池的睡资产。
55、3、峰谷套利用蓄电池的循环次数增加,使得安全低成本的铅碳蓄电池可在备用电源领域得到广泛应用。
56、4、辅助储能峰谷套利,可使得备用电源蓄电池运维从成本方转化为获利方。
57、5、相对于锂电池储能而言,本方案使用铅碳电池无安全风险,可在数据中心、工业、医院、轨道、交通等大量使用备用电源的行业做低成本储能应用。
1.一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,电池类型包括铅酸电池以及铅碳电池,所述基于所述判断结果、所述备用电池类型以及所述储能电池类型,确定当前电池直流切换逻辑,包括:
3.根据权利要求2所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述当前电池直流切换逻辑,包括:
4.根据权利要求3所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第一切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第一切换逻辑,包括:
5.根据权利要求3所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第二切换逻辑时,基于所述峰谷时间以及所述核容运维周期,执行所述第二切换逻辑,包括:
6.根据权利要求3所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,所述峰谷时间包括峰时间段以及谷时间段,所述储能电池组以及所述备用电池组中均包括多组蓄电池,所述当所述当前电池切换逻辑为第三切换逻辑时,基于所述峰谷时间,执行所述第三切换逻辑,包括:
7.根据权利要求3所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,所述当所述当前电池切换逻辑为第四切换逻辑时,直接执行所述第四切换逻辑,包括:
8.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控方法,其特征在于,所述方法还包括:
9.一种用于蓄电池智慧运维的综合能源管控系统,其特征在于,包括:ems能量管理单元、电池直流切换单元、储能pcs单元、bms电池管理单元、备用电池组、储能电池组、备用电源主机以及负载,其中,
