一种电化学储能系统的分级报警方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及电化学储能技术领域，具体涉及一种电化学储能系统的分级报警方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.电化学储能系统的报警系统是了解电化学储能运行状态和实时运行情况最直观的渠道，对电化学储能系统的报警信息进行科学合理的分级是提升电化学储能系统安全管控水平的有效手段。
3.当前对于电化学储能系统的报警分级还没有相关的标准规范要求，大部分电化学储能系统的报警大都依赖于电池管理系统和能量管理系统内部的报警分级设定，没有针对电化学储能整个系统进行报警分级的统筹规划。少部分电化学储能电站的运维管理系统有对报警的分级，但是只是停留在粗略的总体级别设定层面，报告总体的报警严重程度。
4.这些方法都没有充分考虑电化学储能系统本身包含的各项设备、电池分组结构、设备连接方式等特征，也没有对各个设备本身反馈的报警信息在电化学储能系统整体宏观层面进行影响程度的分析，使得操作人员在面对众多设备的单点报警时，无法对其严重性进行准确判断从而采取针对性措施。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的在没有充分考虑电化学储能系统实际运行过程和自身特点的情况下，对报警信息不进行分析就直接采取针对性措施的缺陷，从而提供一种电化学储能系统的分级报警方法、装置、设备及介质。
6.本发明提供的一种电化学储能系统的分级报警方法，包括：获取报警发生节点信息；根据报警发生节点信息得到关联因子，关联因子是从多维度描述报警发生节点安全程度的参数；通过关联因子确定此次报警的报警因子，报警因子用来判断此次报警的严重程度；根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号。
7.可选地，获取报警发生节点信息，包括：获取故障信号，故障信号包括电化学储能系统后台监测到的异常引起的故障信号；根据故障信号定位报警发生节点；从报警发生节点获取报警发生节点信息。
8.可选地，报警发生节点信息包括报警发生节点的实际监测数据、报警发生节点的累计报警次数及报警发生节点的影响因子，根据报警发生节点信息得到关联因子，包括：根据报警发生节点的实际监测数据确定报警级别因子；根据报警发生节点的累计报警次数确定频率因子；报警级别因子、频率因子和影响因子，构成关联因子。
9.可选地，根据报警发生节点的实际监测数据确定报警级别因子，包括：将报警发生节点的实际监测数据与报警发生节点的预设监测数据分级范围进行比对，以确定与报警发生节点的实际监测数据相对应的监测数据分级级别；根据监测数据分级级别，确定报警发生节点此次报警的报警级别因子。
10.可选地，根据报警发生节点的累计报警次数确定频率因子，包括：将报警发生节点的累计报警次数与报警发生节点的预设报警次数范围进行比对，以确定与报警发生节点的累计报警次数相对应的报警次数级别；根据报警次数级别，确定报警发生节点此次报警的频率因子。
11.可选地，根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号，包括：将报警因子与预设报警分级范围进行比对，以得到报警分级因子所在的报警级别；根据比对后得到的此次报警的报警级别，发出对应级别的报警信号。
12.本发明提供的一种电化学储能系统的分级报警装置，包括：获取模块，用于获取报警发生节点信息；比对模块，用于根据报警发生节点信息得到关联因子，关联因子是从多维度描述报警发生节点安全程度的参数；计算模块，用于通过关联因子确定此次报警的报警因子，报警因子用来判断此次报警的严重程度；报警模块，用于根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号。
13.可选地，根据获取模块，包括：第一获取子模块，用于获取故障信号，所述故障信号包括电化学储能系统后台监测到的异常引起的故障信号；定位子模块，用于根据所述故障信号定位报警发生节点；第二获取子模块，用于从所述报警发生节点获取所述报警发生节点信息。
14.本发明提供的一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使处理器执行如发明内容的报警方法。
15.本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，实现如发明内容的报警方法。
16.在本发明实施例中，通过获取报警发生节点信息；根据报警发生节点信息得到关联因子，关联因子是从多维度描述报警发生节点安全程度的参数；通过关联因子确定此次报警的报警因子，报警因子用来判断此次报警的严重程度；根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号；能够在充分考虑电化学储能系统本身结构特点和运行特点的情况下，对报警信息进行统筹把控，划定不同级别，实现分级报警。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
18.图1为本发明实施例提供的电化学储能系统的分级报警方法流程图。
19.图2为本发明实施例提供的电化学储能系统分级报警实例图。
20.图3为本发明实施例提供的电化学储能集装箱系统报警分级指标结构树示意图。
21.图4为本发明实施例提供的报警装置连接图。
22.图5为本发明实施例提供的计算机设备示意图。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
24.本实施例提供了一种电化学储能系统中分级报警的方法，如图1，该方法包括如下步骤：
25.步骤s1：获取报警发生节点信息；其中，获取报警发生节点信息过程包括：当电化学储能系统后台检测到异常，并发出故障信号时，首先获取故障信号；其次根据此故障信号定位报警发生节点；最后从报警发生节点获取报警发生节点信息，此报警发生节点信息包括报警发生节点的实际监测数据、报警发生节点的累计报警次数及报警发生节点的影响因子。
26.步骤s2：根据报警发生节点信息得到关联因子，此关联因子是从多维度描述报警发生节点安全程度的参数；报警级别因子、频率因子和影响因子构成关联因子；其中，根据报警发生节点的实际监测数据确定报警级别因子，根据报警发生节点的累计报警次数确定频率因子，获取报警发生节点的影响因子。
27.步骤s3：通过关联因子确定此次报警的报警因子，报警因子用来判断此次报警的严重程度；其中，当报警发生节点所有关联因子都存在时，报警发生节点的报警因子计算公式为：a＝m*n*p*p1*p2*
…
*pn，其中a表示报警发生节点的报警因子，m表示报警发生节点的报警级别因子，n表示报警发生节点的频率因子，p表示报警发生节点的影响因子，p1，p2，
…
pn表示与报警发生节点相关联的逐层所有节点的影响因子，若有部分关联因子不存在可以由剩下的关联因子进行计算即可，通过此计算能够将某一设备对应指标的各种异常情况通过最终的报警因子显示出来，达到对设备异常情况的及时处理，从而避免由于该设备异常而对整个电化学储能系统造成的影响，间接保障了电化学储能系统的安全。
28.步骤s4：根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号；其中，将报警因子与预设报警分级范围进行比对，以得到报警分级因子所在的报警级别；根据比对后得到的此次报警的报警级别，发出对应级别的报警信号，实现了对故障严重程度的有效区分，具体电化学储能系统分级报警实例图如图2所示。
29.上述电化学储能系统的分级报警方法，通过计算报警发生节点的报警因子得到此次报警的级别并发出相应级别的报警信号，解决了现有技术中在没有充分考虑电化学储能系统实际运行过程和自身特点的情况下，对报警信息不进行分析就直接解除警报的问题，合理分析每次报警的严重程度，达到了分级报警的有益效果，实现了电化学储能系统报警的实际意义。
30.优选地，步骤s1中，报警发生节点信息为电化学储能系统中客观存在的实体要素的故障指标信息，如某电池的过压指标，过流指标等，是报警分级指标结构树上的节点，而此报警分级指标结构树是依据电化学储能系统拓扑结构树构建的。
31.具体的，电化学储能系统拓扑结构树是根据电化学储能系统的拓扑结构，电化学储能系统包含的各个电池组、设施、设备、系统等关键性实体要素构成的，依照电化学储能系统的实际连接关联方式，将各设施、设备的从属关系以树的形式层层绘制出来，形成电化学储能系统拓扑结构树。
32.报警分级指标结构树是基于初步构建的较为完整的电化学储能系统拓扑结构树，从各个节点对应的设备设施进行fmea(failure mode and effects analysis，失效模式与效果分析)分析，分析其可能发生的故障、报警类型，并分析其故障对于上层节点、同级节点以及整个电化学储能系统的影响程度，对各节点即报警指标可产生的报警或故障类型进行细化，形成节点下级的子节点，逐步绘制为完整的报警分级指标结构树；本发明可采用专家评分或专家评价等方式对报警分级指标结构树进行补充完善和调整，形成初始的报警分级指标结构树，当有此报警分级指标结构树之外的报警发生时，要对此报警分级指标结构树进行动态调优，并利用机器学习模型对类似报警进行及时学习与调整，电化学储能集装箱系统报警分级指标结构树示意图如图3所示。
33.具体的，报警分级指标结构树进行动态调优，包括报警分级指标结构树节点扩充，通常情况下此类额外的报警信息一般是人为导致或其他因素造成的，没有系统性信息传达的报警，对此类报警首先应建立监控此类报警的方式，使得报警发生时有渠道传达信息到电化学储能系统的报警模块；基于先前的报警分级指标结构树，对该报警进行fmea分析，综合考虑该报警信息所处的节点，以及其对应细化的故障和报警类别子节点，将其补充到原报警分级指标结构树中；考虑该报警信息对于其他节点的关联关系，关联到在其影响范围内的节点下，并在后台报警分级计算脚本中同步进行补充。
34.还包括报警分级指标结构树关联因子设定与调整，对各新增节点的影响因子、各分支节点报警级别因子、频率因子进行设定；考虑其关联的各指标节点的影响程度，对关联节点的相关因子进行调整修改；邀请相关专家对各因子的设定进行评判，依照评定结果进行修改，最终落实到后台计算脚本中，完成新报警分级指标结构树的构建。
35.还包括机器学习模型调整建立该报警信息上报系统的关联数值与电化学储能系统报警级别的机器学习模型；从接入数据和该报警后续历史发生情况对应的报警级别训练机器学习模型，不断调整与之其报警分级关联因子数值，动态调优；将调整后的模型与脚本嵌入运行的系统内，可实现后续对该报警信息的分级报警，此方法以电化学储能系统实际运行数据和状态信息为基础，结合机器学习方法对各层级节点的报警级别影响因子进行动态调整，切实做到报警级别与实际电站运行状态动态耦联，使得报警信息更符合实际情况，并且步骤简单、可操作性强，在一定程度上提升了电化学储能系统安全管控水平，从本质上强化了电化学储能系统分级报警的实际价值和用途，更好地为电化学储能系统安全提供了保障。
36.具体的，将报警分级指标结构树接入电化学储能系统中，其具体过程为，将初步确定的报警分级指标结构树用python脚本编写好对应算法，嵌入到电化学储能系统的管理平台内，并与报警模块进行对接。将报警分级指标结构树所需的实际监测数据，包括遥测遥信量，接入计算脚本，监测电化学储能系统运行数据，同时将电化学储能系统内关联的bms、ems系统的报警信息对接到结构树对应的指标接口处，进行实时对接监控。
37.优选地，步骤s2中，根据报警发生节点的实际监测数据确定报警级别因子，其确定过程为，将报警发生节点的实际监测数据与报警发生节点的预设监测数据分级范围进行比对，以确定与报警发生节点的实际监测数据相对应的监测数据分级级别；根据监测数据分级级别，确定报警发生节点此次报警的报警级别因子。
38.具体的，报警级别因子的设定是参照bms(battery management system电池管理
系统)、ems(energy management system能量管理系统)等系统内设定的报警级别判定标准，对报警分级指标结构树中可实际监测数值的指标设定不同范围内的监测值对应的不同报警级别因子数值，在0至1之间设定。
39.优选地，步骤s2中，根据报警发生节点的累计报警次数确定频率因子，其确定过程为，将报警发生节点的累计报警次数与报警发生节点的预设报警次数范围进行比对，以确定与报警发生节点的累计报警次数相对应的报警次数级别；根据报警次数级别，确定报警发生节点此次报警的频率因子，根据此频率因子能够将某一设备故障次数通过报警因子显现出来，通过报警次数实时了解该设备的故障严重程度，避免更大安全隐患的发生，提高电化学储能系统的安全性。
40.具体的，频率因子的设定考虑某些报警信息发生频率较高时，可能会对整体系统产生更为严重的影响，应适当调整其报警级别。对某些指标的报警累计发生次数对应的频率因子在1至1.5之间进行设定，如电池电芯发生过压报警100次以内，频次因子为1.0，在100至150次设为1.2，在150次以上设为1.5，频次越高数值越大，表示影响越严重风险越高。
41.优选地，步骤s2中，获取报警发生节点的影响因子，其中，影响因子的设定是根据报警分级指标结构树中各节点所在层级和对于电化学储能系统整体的重要性程度，和失效、故障等问题对系统造成影响的严重程度设定的，邀请专家对各节点的影响因子进行评定，取各专家对各节点评价的平均值作为初始影响因子，评定范围为0至1，数值越大越重要。
42.优选地，步骤s4中，根据报警因子确定报警级别，其中报警级别的设定是根据电化学储能系统运维需要，和系统的复杂程度及层次结构特点，将电化学储能系统的整体报警级别进行设定，报警级别可以划分为，例如红色报警、橙色报警、黄色报警、蓝色报警、灰色报警，报警严重程度依次递减；报警因子阈值设定是将电化学储能系统整体的各报警级别对应报警因子所属区间设定在0至1之间，例如0.9至1为红色报警、0.8至0.9为橙色报警、0.7至0.8为黄色报警、0.5至0.7为蓝色报警、0至0.5为灰色报警。
43.本实施例提供了一种电化学储能系统的分级报警装置，如图4所示，包括获取模块1，比对模块2，计算模块3，报警模块4，其中：
44.获取模块1：用于获取报警发生节点信息，获取故障信号，故障信号包括电化学储能系统后台监测到的异常引起的故障信号；根据故障信号定位报警发生节点；获取报警发生节点信息，报警发生节点信息包括报警发生节点的实际监测数据、报警发生节点的累计报警次数及报警发生节点的影响因子。
45.比对模块2：用于根据报警发生节点信息得到关联因子，关联因子是从多维度描述报警发生节点安全程度的参数；根据报警发生节点的实际监测数据确定报警级别因子；根据报警发生节点的累计报警次数确定频率因子；获取报警发生节点的影响因子。
46.计算模块3：用于通过关联因子确定此次报警的报警因子，报警因子用来判断此次报警的严重程度；在报警发生节点所有关联因子都存在的情况下，报警发生节点的报警因子计算公式为：a＝m*n*p*p1*p2*
…
*pn，其中a表示报警发生节点的报警因子，m表示报警发生节点的报警级别因子，n表示报警发生节点的频率因子，p表示报警发生节点的影响因子，p1，p2，
…
pn表示与报警发生节点相关联的逐层所有节点的影响因子。
47.报警模块4：用于根据报警因子确定报警级别，发出对应级别的报警信号；具体的
将报警因子与预设报警分级范围进行比对，以得到报警分级因子所在的报警级别；根据比对后得到的此次报警的报警级别，发出对应级别的报警信号。
48.本实施例提供一种计算机设备，如图5所示，该计算机设备可以包括至少一个处理器41、至少一个通信接口42、至少一个通信总线43和至少一个存储器44，其中，通信接口42可以包括显示屏(display)、键盘(keyboard)，可选通信接口42还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器44可以是高速ram存储器(random access memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器44可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器41的存储装置。其中处理器41可以结合图5所描述的装置，存储器44中存储应用程序，且处理器41调用存储器44中存储的程序代码，以用于执行上述任意方法实施例的电化学储能系统中分级报警步骤。
49.其中，通信总线43可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。通信总线43可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
50.其中，存储器44可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：ssd)；存储器44还可以包括上述种类的存储器的组合。
51.其中，处理器41可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：cpu)，网络处理器(英文：network processor，缩写：np)或者cpu和np的组合。
52.其中，处理器41还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：asic)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：cpld)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：fpga)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic,缩写：gal)或其任意组合。可选地，存储器44还用于存储程序指令。处理器41可以调用程序指令，实现本发明任一实施例中的电化学储能系统中分级报警方法。
53.本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的电化学储能系统中分级报警方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
54.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。