储能系统协调控制器及控制方法与流程

本发明涉及电网运行评估，特别是指一种储能系统协调控制器及储能系统协调控制方法及电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、如附图1所示，一般储能电站电网中的储能系统，包含若干台储能设备，而上位机需要对储能设备进行运行管理与控制，通过电网控制中心（工控机等）实现对储能电站电网中的各个储能设备进行控制管理。

2、而一般上位机对储能设备的控制步骤主要包括：

3、‌建立通信连接‌：选择合适的通信接口和协议，如串口、以太网等，确保设备支持并配置正确的通信参数；

4、‌设备数据采集与监视‌：实时采集储能设备的数据，包括电压、电流、功率等，并监视其运行状态，通过直观界面展示；

5、‌报警与通知设置‌：设定报警阈值，一旦设备状态异常，上位机发出警报并通知相关人员；

6、‌远程控制与参数调整‌：通过上位机远程控制储能设备，如调整设备参数、启停设备等，提高生产效率和灵活性；

7、‌数据分析与优化‌：对采集的数据进行分析处理，发现潜在问题，优化生产参数，提出改进建议。

8、但是，传统由上位机对各个储能设备的控制方案，还存在如下技术问题：

9、一是，上位机需要采集储能电站电网的储能设备数据，进行数据分析并给出对应的控制管理措施。而上位机面对储能电站电网中数量庞大的储能设备，需要消耗巨大的计算资源来进行数据分析，造成后台运行压力，给后台带来沉重的运行负荷，且容易引起后台故障、线路火灾等风险；

10、二是，现有传统上位机对储能设备的控制方案，主要是按照预设的运行工况与动态控制措施相绑定的方式进行管理。当分析发现当前储能设备的运行工况数据中满足相应的动态控制措施之后，则匹配对应的动态控制措施并下发至储能设备执行，这种方式虽然能够实现设备的动态运行管理（比如动态调节储能设备的充放电模式、充放电电流或电压等调整），但是仅仅能够根据储能设备的运行情况进行运行协调控制，而无法跟随管理系统对储能设备的电能运行要求指标来进行智能管理，例如企业需要让储能设备综合企业对电能的控制指标和储能设备的运行数据来进行运行，此时传统的控制方案就无法实现上述协调控制；

11、三是，传统通过协调控制措施绑定的方式进行匹配性策略识别并推荐，这种方式需要管理员在前期配置海量的管理策略，便于后续系统对比检索相应的策略并下发。对策略（措施）的人工配置，效率低且难以维护，应用性不高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了如下技术方案：

2、一方面，提供了一种储能系统协调控制器，用于储能设备管理，所述控制器包括通信端口、若干传感接口和主板，所述主板上配置有任务管理cpu、协调控制cpu和安全通信cpu，其中：

3、所述通信端口，用于实现所述控制器与上位机之间的通信；

4、所述传感接口，用于传感采集储能设备的电网运行数据；

5、所述任务管理cpu，用于执行预设的采样任务，通过所述传感接口采集储能设备的电网运行数据并发送至所述协调控制cpu；

6、所述安全通信cpu，用于对上位机下发的电能指标数据进行加解密处理后，将处理后的所述电能指标数据转发至所述协调控制cpu；

7、所述协调控制cpu，用于通过预设的电能控制策略预测模型，识别并输出与所述电网运行数据和所述电能指标数据相匹配的电能控制指令，交给所述安全通信cpu加解密处理后上报至上位机，由上位机执行对所述储能设备的所述电能控制指令；

8、所述通信端口与所述安全通信cpu电连接；

9、所述传感接口与所述任务管理cpu电连接；

10、所述安全通信cpu与所述任务管理cpu，分别与所述协调控制cpu电连接。

11、进一步地，所述控制器还包括：

12、存储器a，用于缓存所述电能指标数据或所述电能控制指令，以及保存经所述安全通信cpu加解密处理得到的加解密日志，其中，所述加解密日志包括每次加解密处理生成的加解密信息以及对应的加解密处理时间；

13、所述存储器a与所述安全通信cpu电连接。

14、进一步地，所述控制器还包括：

15、存储器b，用于预存所述采样任务以及所述电网运行数据；

16、所述存储器b与所述任务管理cpu电连接。

17、进一步地，所述电网运行数据，至少包括如下一种数据：

18、‌电压、‌电流、‌功率‌、‌soc（荷电状态）、‌dod（放电深度）、‌电池组温度、‌充放电效率或‌充放次数。

19、进一步地，所述电能指标数据，至少包括如下一种数据：

20、储能设备的‌额定功率、‌储能容量、‌蓄能效率、损耗系数、‌状态量输入/输出、‌调频与调压或无功调压参数。

21、进一步地，所述任务管理cpu还用于：

22、在上位机更新所述采样任务之时，根据上位机下发的任务更新数据，对所述采样任务进行任务更新；以及，将采集的所述电网运行数据依次经所述协调控制cpu、所述安全通信cpu上报至上位机；

23、所述协调控制cpu，还用于：

24、将每次识别并输出的与所述电网运行数据和所述电能指标数据相匹配的所述电能控制指令，交给所述安全通信cpu加解密处理后上报至上位机，由上位机执行对所述储能设备的所述电能控制指令。

25、进一步地，所述电能控制策略预测模型的生成方法：

26、收集若干次历史上对所述储能设备发出的与所述电网运行数据和所述电能指标数据相匹配的所述电能控制指令，得到训练数据集；

27、对所述训练数据集进行特征工程，提取对应所述电能控制指令的所述电网运行数据和所述电能指标数据中的各指标以及对应指标的成效评估值的数据特征，并对所述数据特征进行指令信息标注，得到由若干所述数据特征构成的特征集；

28、按照预设比例，将所述特征集划分为训练集和验证集；

29、将训练集输入默认的机器学习模型中，并按照预设的优化迭代训练条件进行训练，构建得到所述电能控制策略预测模型；

30、利用验证集对所述电能控制策略预测模型进行性能验证：

31、若验证通过，则将所述电能控制策略预测模型部署至所述协调控制cpu；

32、若验证未通过，则重新采集所述训练数据集，并重新训练模型。

33、进一步地，将所述电能控制策略预测模型部署至所述协调控制cpu，包括：

34、通过上位机生成所述电能控制策略预测模型的模型文件，并进行加密处理后，下发至所述控制器；

35、所述控制器：

36、通过所述通信端口接收所述电能控制策略预测模型的模型文件并转发至所述安全通信cpu；

37、通过所述安全通信cpu对所述电能控制策略预测模型的模型文件进行解密处理后，将处理后的所述电能控制策略预测模型的模型文件转发至所述协调控制cpu，同时存储至存储器a；

38、所述协调控制cpu加载所述电能控制策略预测模型的模型文件，部署所述电能控制策略预测模型并反馈。

39、另一方面，提供了一种储能系统协调控制方法，所述储能系统协调控制方法基于上述所述的储能系统协调控制器实现，所述方法包括：

40、上位机下达电能指标数据至所述储能系统协调控制器；

41、所述储能系统协调控制器执行所述采样任务并反馈结果，包括：

42、安全通信cpu，由通信端口接收上位机下发的电能指标数据并进行加解密处理，将处理后的所述电能指标数据转发至协调控制cpu；

43、任务管理cpu，执行预设的采样任务，通过传感接口采集储能设备的电网运行数据并发送至协调控制cpu；

44、协调控制cpu，通过预设的电能控制策略预测模型，识别并输出与所述电网运行数据和所述电能指标数据相匹配的电能控制指令，将所述电能控制指令交给所述安全通信cpu加密处理后、经通信端口上报至上位机；

45、上位机执行对所述储能设备的所述电能控制指令。

46、另一方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如上述储能系统协调控制方法。

47、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述储能系统协调控制方法。

48、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

49、本发明提出一种用于储能设备管理的储能系统协调控制器，在储能系统协调控制器中：任务管理cpu执行预设的采样任务，通过所述传感接口采集储能设备的电网运行数据并发送至协调控制cpu；安全通信cpu对上位机下发的电能指标数据进行加解密处理后，将处理后的所述电能指标数据转发至所述协调控制cpu；协调控制cpu通过预设的电能控制策略预测模型，识别并输出与所述电网运行数据和所述电能指标数据相匹配的电能控制指令，交给所述安全通信cpu加解密处理后上报至上位机，由上位机执行对所述储能设备的所述电能控制指令。

50、因此，将上位机的控制分析转移在了设备控制器上，降低后台的运行压力和负荷、风险。且本发明在控制器上部署ai模型，以此识别并输出与储能设备运行工况和系统指标相匹配的电能控制指令，并交上位机执行对储能设备的控制，因此能够利用模型来实现控制策略的智能推荐和管理，降低控制策略的维护难度，后续只需要一键更新模型训练数据，维度简单。

51、上位机只需要根据反馈的电能控制指令进行设备协调控制管理，大大降低后台运行压力、提高对海量储能设备的控制管理效率，应用性增强。