一种高压直流供电的电能管控方法及装置、电能管控系统与流程

本发明涉及电数据管控，尤其涉及一种高压直流供电的电能管控方法及装置。

背景技术：

1、目前，各大互联网行业的大部分数据中心均采用了240v高压直流供电系统。究其原因，高压直流供电系统可靠性高、成本低，进而被广泛应用。

2、此外，伴随着储能技术的发展，很多数据中心有增加储能功能的要求。针对当前的用户使用需求，如果额外新增一套储能系统，一方面成本高，收益低；另一方面两套系统同时运作，不仅会增加综合损耗，还会系统调用效率。如果利用原有的电源系统，虽然可以明显降低建设成本，但原有系统没有考虑储能的要求，直接进行系统改造则会影响原有系统的可靠性，提高系统供电时安全风险的发生概率。可见，提供一种保留供电系统储能功能，同时不影响供电系统的供电可靠性、安全性的方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高压直流供电的电能管控方法及装置、电能管控系统，能够实现供电系统储能、备电功能的独立运作，同时提高供电系统的供电可靠性和安全性。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种高压直流供电的电能管控方法，所述方法应用于目标供电网络中，所述目标供电网络包括双向储能模块、储能电池以及备电电池，所述方法包括：

3、确定所述目标供电网络对应的供电响应状态，所述供电响应状态包括表示所述目标供电网络处于电费波谷对应的第一响应状态或处于电费波峰对应的第二响应状态；

4、当确定出所述目标供电网络处于所述第一响应状态时，生成针对所述双向储能模块的充电指令以及针对所述备电电池的一级备电指令，根据所述充电指令切换所述双向储能模块至充电运行态、经由所述双向储能模块对所述储能电池执行充电操作以及根据所述一级备电指令控制所述备电电池处于备电休眠状态，处于所述备电休眠状态下的所述备电电池不进行电池充电或电池放电操作；

5、当确定出所述目标供电网络处于所述第二响应状态时，生成针对所述双向储能模块的放电指令，根据所述放电指令切换所述双向储能模块至放电运行态并经由所述双向储能模块调用所述储能电池的存储电量对所述目标供电网络进行供电。

6、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述目标供电网络还包括备电电池；当确定出所述目标供电网络处于所述第一响应状态时，所述生成针对所述备电电池的一级备电指令之前，所述方法还包括：

7、判断所述备电电池的备电量是否高于预设备电要求对应的基准电量，当判断出所述备电量高于所述基准电量时，触发执行所述的生成针对所述备电电池的一级备电指令的操作；

8、当判断出所述备电量低于或等于所述基准电量时，生成针对所述备电电池的二级备电指令，并根据所述二级备电指令切换所述备电电池至备电充能状态，所述备电电池处于备电充能状态时，对所述备电电池执行电池充电操作直至确定所述备电量高于所述基准电量时，将所述备电电池切换至所述备电休眠状态。

9、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，当确定出所述目标供电网络处于所述第二响应状态时，所述方法还包括：

10、判断所述双向储能模块是否处于所述放电运行态，当判断出所述双向储能模块处于所述放电运行态时，检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态，所述供电状态包括表示所述供电线路存在供电故障对应的故障状态或与所述故障状态相反的基准运行状态；

11、当确定出所述供电线路的供电状态为所述故障状态时，生成针对所述备电电池的应急控制指令，并根据所述应急控制指令切换所述备电电池至放电响应状态，处于所述放电响应状态下的所述备电电池用于为所述供电线路提供备用运行电量；

12、其中，处于非放电响应状态下的所述备电电池不进行所述电池充电或所述电池放电操作。

13、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，当判断出所述双向储能模块未处于所述放电运行态时，所述方法还包括：

14、判断所述双向储能模块以及所述储能电池是否满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件，当判断出所述双向储能模块以及所述储能电池满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件时，根据所述放电指令重新切换所述双向储能模块至所述放电运行态以及触发执行所述检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态对应的操作；

15、其中，所述双向储能模块以及所述储能电池满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件，包括：

16、预先设置的针对所述双向储能模块的模块运行标识表示所述双向储能模块当前处于模块正常运行状态、所述储能电池对应的储备电量高于为在当前供电周期所述目标供电网络供电所需的目标供电量、所述储能电池对应的质检合标率高于基准合标率。

17、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，当判断出所述双向储能模块以及所述储能电池不满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件时，所述方法还包括：

18、生成针对所述双向储能模块以及所述储能电池的待修正反馈信息以及修正处理方案，所述待修正反馈信息以及所述修正处理方案用于反馈给处理所述目标供电网络的负责人；

19、在检测到由所述负责人反馈的针对所述修正处理方案的反馈信息时，根据所述反馈信息以及所述修正处理方案对所述双向储能模块以及所述储能电池执行修正处理操作，以及触发执行根据所述放电指令重新切换所述双向储能模块至所述放电运行态、触发执行所述检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态对应的操作。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述双向储能模块管控若干个所述储能电池；所述生成针对所述双向储能模块的充电指令之前，所述方法还包括：

21、确定所述双向储能模块在所述第一响应状态下的模块切换参数，所述模块切换参数用于切换所述双向储能模块的模块运行状态，所述模块运行状态包括允许接入所述目标供电网络的供电电流对应的充电储能状态或基于至少一个所述储能电池为所述目标供电网络进行供电的放电状态；

22、检测每个所述储能电池在所述第一响应状态下的储能需求，每个所述储能电池对应的储能需求包括该储能电池的当前剩余电池储量、待存储电量、适配接入电参数，每个所述储能电池对应的所述适配接入电参数为该储能电池执行充电操作适配的接入电流或接入电压；

23、所述生成针对所述双向储能模块的充电指令，包括：

24、根据每个所述储能电池对应的所述储能需求、所述模块切换参数，生成针对所述双向储能模块的充电指令，所述充电指令包括与每个所述储能电池对应的子充电指令。

25、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述双向储能模块至少包括降压子模块、升压子模块以及控制芯片；

26、所述降压子模块至少包括第一mos管、目标电感线圈、目标电容以及第一二极管，所述降压子模块用于对输入电压执行降压处理操作；

27、所述升压子模块至少包括第二mos管、所述目标电感线圈、感应电阻、所述目标电容以及第二二极管，所述升压子模块用于对输入电压执行升压处理操作；

28、所述控制芯片用于检测电参数的控制需求，并根据所述控制需求结合所述升压子模块和/或所述降压子模块对所述电参数执行参数调整，以将所述电参数调整至与所述控制需求相匹配；

29、其中，所述电参数包括输入电压、输出电压、输出电流中的至少一种，所述控制需求包括输入电压的转换需求、输出电压的转换需求以及输出电流的转换需求中的至少一种。

30、本发明第二方面公开了一种高压直流供电的电能管控装置，所述装置应用于目标供电网络中，所述目标供电网络包括双向储能模块、储能电池以及备电电池，所述装置包括：

31、确定模块，用于确定所述目标供电网络对应的供电响应状态，所述供电响应状态包括表示所述目标供电网络处于电费波谷对应的第一响应状态或处于电费波峰对应的第二响应状态；

32、生成模块，用于当确定出所述目标供电网络处于所述第一响应状态时，生成针对所述双向储能模块的充电指令以及针对所述备电电池的一级备电指令；

33、第一响应控制模块，用于根据所述充电指令切换所述双向储能模块至充电运行态、经由所述双向储能模块对所述储能电池执行充电操作以及根据所述一级备电指令控制所述备电电池处于备电休眠状态，处于所述备电休眠状态下的所述备电电池不进行电池充电或电池放电操作；

34、所述生成模块，还用于当确定出所述目标供电网络处于所述第二响应状态时，生成针对所述双向储能模块的放电指令；

35、第二响应控制模块，用于根据所述放电指令切换所述双向储能模块至放电运行态并经由所述双向储能模块调用所述储能电池的存储电量对所述目标供电网络进行供电。

36、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述目标供电网络还包括备电电池；所述装置还包括：

37、第一判断模块，用于当确定出所述目标供电网络处于所述第一响应状态时，以及在所述生成模块生成针对所述备电电池的一级备电指令之前，判断所述备电电池的备电量是否高于预设备电要求对应的基准电量，当判断出所述备电量高于所述基准电量时，触发所述生成模块执行所述的生成针对所述备电电池的一级备电指令的操作；

38、所述生成模块，还用于当所述第一判断模块判断出所述备电量低于或等于所述基准电量时，生成针对所述备电电池的二级备电指令；

39、所述第一响应控制模块，还用于根据所述二级备电指令切换所述备电电池至备电充能状态，所述备电电池处于备电充能状态时，对所述备电电池执行电池充电操作直至确定所述备电量高于所述基准电量时，将所述备电电池切换至所述备电休眠状态。

40、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述装置还包括：

41、第二判断模块，用于当确定出所述目标供电网络处于所述第二响应状态时，判断所述双向储能模块是否处于所述放电运行态；

42、第一检测模块，用于当所述第二判断模块判断出所述双向储能模块处于所述放电运行态时，检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态，所述供电状态包括表示所述供电线路存在供电故障对应的故障状态或与所述故障状态相反的基准运行状态；

43、所述生成模块，还用于当确定出所述供电线路的供电状态为所述故障状态时，生成针对所述备电电池的应急控制指令；

44、所述第一响应控制模块，还用于根据所述应急控制指令切换所述备电电池至放电响应状态，处于所述放电响应状态下的所述备电电池用于为所述供电线路提供备用运行电量；

45、其中，处于非放电响应状态下的所述备电电池不进行所述电池充电或所述电池放电操作。

46、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述第二判断模块，还用于当判断出所述双向储能模块未处于所述放电运行态时，判断所述双向储能模块以及所述储能电池是否满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件；

47、所述第一响应控制模块，还用于当所述第二判断模块判断出所述双向储能模块以及所述储能电池满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件时，根据所述放电指令重新切换所述双向储能模块至所述放电运行态以及触发执行所述检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态对应的操作；

48、其中，所述双向储能模块以及所述储能电池满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件，包括：

49、预先设置的针对所述双向储能模块的模块运行标识表示所述双向储能模块当前处于模块正常运行状态、所述储能电池对应的储备电量高于为在当前供电周期所述目标供电网络供电所需的目标供电量、所述储能电池对应的质检合标率高于基准合标率。

50、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述生成模块，还用于当所述第二判断模块判断出所述双向储能模块以及所述储能电池不满足为所述目标供电网络进行供电的供电条件时，生成针对所述双向储能模块以及所述储能电池的待修正反馈信息以及修正处理方案，所述待修正反馈信息以及所述修正处理方案用于反馈给处理所述目标供电网络的负责人；

51、所述装置还包括：

52、修正模块，用于在检测到由所述负责人反馈的针对所述修正处理方案的反馈信息时，根据所述反馈信息以及所述修正处理方案对所述双向储能模块以及所述储能电池执行修正处理操作，以及触发执行根据所述放电指令重新切换所述双向储能模块至所述放电运行态、触发执行所述检测所述目标供电网络所管控供电线路的供电状态对应的操作。

53、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述双向储能模块管控若干个所述储能电池；

54、所述确定模块，还用在所述生成模块生成针对所述双向储能模块的充电指令之前，确定所述双向储能模块在所述第一响应状态下的模块切换参数，所述模块切换参数用于切换所述双向储能模块的模块运行状态，所述模块运行状态包括允许接入所述目标供电网络的供电电流对应的充电储能状态或基于至少一个所述储能电池为所述目标供电网络进行供电的放电状态；

55、所述装置还包括：

56、第二检测模块，用于检测每个所述储能电池在所述第一响应状态下的储能需求，每个所述储能电池对应的储能需求包括该储能电池的当前剩余电池储量、待存储电量、适配接入电参数，每个所述储能电池对应的所述适配接入电参数为该储能电池执行充电操作适配的接入电流或接入电压；

57、所述生成模块生成针对所述双向储能模块的充电指令的方式具体包括：

58、根据每个所述储能电池对应的所述储能需求、所述模块切换参数，生成针对所述双向储能模块的充电指令，所述充电指令包括与每个所述储能电池对应的子充电指令。

59、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述双向储能模块至少包括降压子模块、升压子模块以及控制芯片；

60、所述降压子模块至少包括第一mos管、目标电感线圈、目标电容以及第一二极管，所述降压子模块用于对输入电压执行降压处理操作；

61、所述升压子模块至少包括第二mos管、所述目标电感线圈、感应电阻、所述目标电容以及第二二极管，所述升压子模块用于对输入电压执行升压处理操作；

62、所述控制芯片用于检测电参数的控制需求，并根据所述控制需求结合所述升压子模块和/或所述降压子模块对所述电参数执行参数调整，以将所述电参数调整至与所述控制需求相匹配；

63、其中，所述电参数包括输入电压、输出电压、输出电流中的至少一种，所述控制需求包括输入电压的转换需求、输出电压的转换需求以及输出电流的转换需求中的至少一种。

64、本发明第三方面公开了另一种高压直流供电的电能管控装置，所述装置包括：

65、存储有可执行程序代码的存储器；

66、与所述存储器耦合的处理器；

67、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的高压直流供电的电能管控方法。

68、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的高压直流供电的电能管控方法。

69、本发明第五方面公开了一种高压直流供电的电能管控系统，所述电能管控系统包括双向储能模块、储能电池以及备电电池；所述电能管控系统用于执行本发明第一方面公开的高压直流供电的电能管控方法。

70、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

71、本发明实施例中，提供了一种高压直流供电的电能管控方法，该方法包括：确定目标供电网络对应的供电响应状态，供电响应状态包括表示目标供电网络处于电费波谷对应的第一响应状态或处于电费波峰对应的第二响应状态；

72、当确定出目标供电网络处于第一响应状态时，生成针对双向储能模块的充电指令以及针对备电电池的一级备电指令，根据充电指令切换双向储能模块至充电运行态、经由双向储能模块对储能电池执行充电操作以及根据一级备电指令控制备电电池处于备电休眠状态，处于备电休眠状态下的备电电池不进行电池充电或电池放电操作；当确定出目标供电网络处于第二响应状态时，生成针对双向储能模块的放电指令，根据放电指令切换双向储能模块至放电运行态并经由双向储能模块调用储能电池的存储电量对目标供电网络进行供电。可见，实施本发明能够自动确定目标供电网络当前的供电响应状态，从而针对相应的状态执行匹配的处理操作：一方面处于电费波谷的第一响应状态下自动生成双向储能模块的充电指令和备电电池的以及备电指令，使得电费波谷下智能化进行储能电池的充电、合理高效的进行储能，实现智能化储能；同时基于双向储能模块将储能与备电的两个功能进行划分，两个功能互不影响，储能电池进行储能时，备电电池不直接参与充电/放电，使得目标供电网络正常供电时不会调用到备电电池的电量；另一方面处于电费波峰的第二响应状态下自动生成针对储能模块的放电指令以调用储能电池进行供电，此时经由电费波谷期存储的电量进行供电释放，在不影响、不直接调用备电电池电量的情况下经由储能电池维持目标供电网络的供电。该储能与备电智能化划分管理的方式，保证了备电电池的电量始终维持在能够应对目标供电网络出现故障时进行供电的充足电量，提高了该目标供电网络的供电可靠性；同时保留了目标供电网络在不同电费费值下的储能、放电功能，区别与直接新增一个电网系统，缩减了新增电网系统的损耗、提高了电网的电能管控效率、管控准确性与可靠性。