一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，属于运行数据记录信息管理系统技术领域，包括黑匣子硬件终端、黑匣子预警录波系统，将黑匣子硬件终端置于单个电池集装箱内部，用于采集电池集装箱内电池管理系统BMS、空调设备、消防设备、视频监控设备、声音采集设备的数据；将黑匣子预警录波系统置于储能电站云平台端或储能电站本地站控平台端，黑匣子预警录波系统为B/S或C/S架构。本发明专利技术研制的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，采用云边协同的系统架构、功能划分和交互机制，具备预警录波一体化的功能，实现了故障录波系统和视频安防写的一体化设计与智能化升级。和视频安防写的一体化设计与智能化升级。和视频安防写的一体化设计与智能化升级。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统


[0001]本专利技术属于运行数据记录信息管理系统
，具体涉及一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着储能技术经济性的不断提升，储能技术在可再生能源发电、智能电网、能源互联网建设中的作用日益凸显，我国也相继出台政策鼓励储能技术的建设与应用。集中式应用的大型锂电池储能电站具有功率大(数兆瓦到百兆瓦级)、持续放电时间长(分钟级至小时级)、功能多样等特点而得到快速发展应用。
[0003]锂电池储能电站作为新型电力装备，内部安装有大量的磷酸铁锂电池，如发生着火事件后会造成成套设备烧毁，在生产运行过程中存在重大风险。
[0004]当前锂电池储能电站缺少强配的黑匣子系统（Event Data Recorder，简称EDR），仅有分离的视频安防系统和故障录波系统，已有视频安防系统和故障录波系统为独立系统，无法实现完整的前期预警、故障录波和事故追忆功能。现有视频安防系统不具备主动预警功能，在事故前期无法进行智能预警防护；视频安防系统仅能记录视频数据，缺少对单个设备箱体内部电气运行数据同步记录，发生事故后无法进行数据关联分析；传统电力录波设备录波长度较短，覆盖颗粒度较疏，不适用故障周期长的锂电池储能电站设备；设备箱体内部的电池管理系统（BMS）具备部分录波功能，但录波长度较短，且发生着火事件后会造成设备烧毁，亦无法实现事故追忆分析功能。
[0005]当前大型锂电池储能电站通常由电池集装箱、升压变流集装箱、站控设备（按照在集装箱内或室内）组成；在前期预警、故障录波和事故追忆方面存在的主要问题如下：1. 没有同步采集电气量数据和视频、声音等数据，无法实现数据关联分析：当前大型锂电池储能电站采用电力系统传统的集中式录波系统设备，与站控等设备单独部署安装，与储能集装箱分开布置，对整站系统电气和部分电池数据进行录波，仅能实现整站电气量的故障录波，无法实现对单个电池集装箱内部图像、声音等外部环境数据录波，无法实现完整的事故追忆联动分析。
[0006]2. 故障录波系统针对传统电气设备，故障前录波周期短，故障时录波数据覆盖颗粒度不足，不能满足锂电池储能电站的故障录波需求；当前大型锂电池储能电站采用电力系统传统的集中式录波系统设备，基于锂电池大量的运行数据，现有录波设备录波长度较短，录波数据覆盖颗粒度较疏，对于事故追忆联动分析提供的数据量无法满足实际应用需求。
[0007]3.当前大型锂电池储能电站最易发生问题的为电池集装箱，但电池集装箱没有安装黑匣子，无法实现集装箱内部电气量、视频、声音等环境数据的综合录波。
[0008]4.当前大型锂电池储能电站电池集装箱内多采用的摄录一体机设备，基于电池集装箱内存在发生电池、线缆等发热着火隐患，如发生着火事件后会造成成套设备烧毁，无法实现电池集装箱的事故追忆；部分采用的网络摄像机NVR，但其仅有数据的存储和转发功
能，无法实现与电气量等数据的采集联动；也不具备AI分析预警功能。
[0009]5.当前部分电池集装箱内安装的锂电池管理系统BMS具备简易录波功能，数据仅存在储能电池管理系统BMS中，其录波长度较短，对于事故追忆联动分析提供的数据量无法满足实际应用需求；且如发生着火事件后会造成BMS设备烧毁，亦无法实现事故追忆分析。
[0010]6.基于电池集装箱内部发生电池故障、连接线路故障等非传统电气保护动作的范围，其发生的时间较长，具备通过物联感知和智能分析进行主动预警的能力，而当前业内录波设备均不具备此功能。
[0011]7.当前业内的故障录波系统和视频安防系统为独立系统，部分视频安防系统设备具备一定物联感知和智能分析功能，但针对电池集装箱工业产品业内尚未有成熟的方案技术。
[0012]8. 现有设备系统没有实现软硬件系统解耦，现有的故障录波系统为封闭系统，产品升级需要完全依赖于供应厂商；没有采用云边架构系统，或采用的云边架构仅为数据监视，没有实现基于云边架构的机器学习功能与本地实时推理功能的合理划分实施；系统结构缺乏适用性，在预警分析方面功能较弱。
[0013]因此，亟需寻求一种新的黑匣子系统，用于解决当前的大型锂电池储能电站受限于传统电力设备故障录波系统方案、视频安防系统方案的缺点。

技术实现思路

[0014]本专利技术提出一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，解决了EDR目前无法实现完整的前期预警、故障录波和事故追忆功能。本专利技术研制的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，采用云边协同的系统架构、功能划分和交互机制，具备预警录波一体化的功能，实现了故障录波系统和视频安防写的一体化设计与智能化升级。
[0015]本专利技术提供如下技术方案：一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，包括黑匣子硬件终端、黑匣子预警录波系统，将黑匣子硬件终端置于单个电池集装箱内部，用于采集电池集装箱内电池管理系统BMS、空调设备、消防设备、视频监控设备、声音采集设备的数据；将黑匣子预警录波系统置于储能电站云平台端或储能电站本地站控平台端，黑匣子预警录波系统为B/S或C/S架构。
[0016]进一步的，所述黑匣子预警录波系统置于储能电站云平台端时，黑匣子硬件终端通过4G连接黑匣子预警录波系统；黑匣子预警录波系统置于储能电站本地站控平台端时，黑匣子硬件终端通过LAN连接黑匣子预警录波系统。
[0017]进一步的，所述黑匣子硬件终端通过LAN网线连接电池管理系统BMS；所述黑匣子硬件终端通过RS485通讯线连接空调设备、消防设备；所述黑匣子硬件终端通过LAN网线连接视频监控设备及声音采集设备。
[0018]进一步的，所述黑匣子硬件终端的功能模块包括电气量采集处理模块、消防空调采集处理模块、视频声音采集处理模块、数据滤波清洗模块、数据存储模块、数据转发模块、AI分析预警模块、故障录波模块。
[0019]进一步的，所述黑匣子硬件终端在软件架构上采用开放式架构，包括底层硬件、系统内核、边缘计算SDK、容器；所述容器由多个APP组成，包括采集APP、转发APP、预警APP。
[0020]进一步的，所述黑匣子硬件终端在录波机制上，针对电池管理系统BMS、空调设备、消防设备数据采用高频数据采集、长周期低频存储、短周期高频存储结合的方式；无故障时，长周期低频存储为时间大于60分钟时，每5分钟存储1次数据，短周期高频存储为时间不大于60分钟时，每5秒存储1次数据；有故障时，将启动短周期高频采集存储方式，实时（每1秒1次）的高频数据采集。
[0021]进一步的，所述黑匣子硬件终端在录波机制上，针对电池管理系统BMS、空调设备、消防设备的数据：无故障时，黑匣子硬件终每5分钟向黑匣子预警录波系统上传1次长周期低频存储数据或短周期高频存储数据，黑匣子预警录波系统存储长周期低频存储数据，短周期高频存储数据仅保留最近一次短周期时间内数据；有故障时，黑匣子硬件终端实时向黑匣子预警录波系统上传短周期高频采集数据，黑匣子预警录波系统同步存储短周期高频采集数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：包括黑匣子硬件终端、黑匣子预警录波系统，将黑匣子硬件终端置于单个电池集装箱内部，用于采集电池集装箱内电池管理系统BMS、空调设备、消防设备、视频监控设备、声音采集设备的数据；将黑匣子预警录波系统置于储能电站云平台端或储能电站本地站控平台端，黑匣子预警录波系统为B/S或C/S架构。2.根据权利要求1所述的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：所述黑匣子预警录波系统置于储能电站云平台端时，黑匣子硬件终端通过4G连接黑匣子预警录波系统；黑匣子预警录波系统置于储能电站本地站控平台端时，黑匣子硬件终端通过LAN连接黑匣子预警录波系统。3.根据权利要求1所述的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：所述黑匣子硬件终端通过LAN网线连接电池管理系统BMS；所述黑匣子硬件终端通过RS485通讯线连接空调设备、消防设备；所述黑匣子硬件终端通过LAN网线连接视频监控设备及声音采集设备。4.根据权利要求3所述的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：所述黑匣子硬件终端的功能模块包括电气量采集处理模块、消防空调采集处理模块、视频声音采集处理模块、数据滤波清洗模块、数据存储模块、数据转发模块、AI分析预警模块、故障录波模块。5.根据权利要求4所述的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：所述黑匣子硬件终端在软件架构上采用开放式架构，包括底层硬件、系统内核、边缘计算SDK、容器；所述容器由多个APP组成，包括采集APP、转发APP、预警APP。6.根据权利要求5所述的基于云边协同的大型储能电站黑匣子系统，其特征在于：所述黑匣子硬件终端在录波机制上，针对电池管理系统BMS、空调设备、消防设备数据采用高频数据采集、长周期低频存储、短周期高频存储结合的方式；无故障时，长周期低频存储为时间大于60分钟时，每5分钟存储1次数据，短周期高频存储为时间不大于60分钟时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建兴，陈世锋，马帅，丁辉，
申请(专利权)人：苏州云能魔方能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：