CN109728625B - 数据中心储能用soc校准方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数据中心储能用SOC校准方法，包括：按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段；分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致。本发明通过对不同静止时段下的SOC的对比，得到是否需要调整整个周期的充电系数，来确保整个周期内SOC的正确性，进而才能保证备电时间的可靠性。

Description

数据中心储能用SOC校准方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种数据中心储能用SOC校准方法、装置及系统。

背景技术

在现有的数据中心储能系统应用中，EMS（Energy Management System）管理系统在峰电、谷电、平电不同的阶段中，一般都是通过UPS/HVDC进行充电和放电，但无论在任何时段，数据中心储能系统均需确保UPS/HVDC的备电时间足够，如15分钟等，即EMS管理系统需要确保数据中心储能系统中电池组的备电容量始终在15分钟以上，在此基础之上再进行储能系统的削峰填谷。现有的数据中心备电系统都没有储能功能，只有备电功能，电池默认处于浮充状态，在此状态下电荷状态SOC计算无法有效保证，也没有EMS控制系统对UPS/HVDC进行充放电控制。

因此，同样就不具备相应的电荷状态SOC算法及控制方式以保障数据中心储能系统在任何时候电荷状态SOC的准确性，因此就不能确保足够的备电时间。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种数据中心储能用SOC校准方法、装置及系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种数据中心储能用SOC校准方法，包括以下步骤：

按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致。

作为一种可实施方式，充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A，在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为A，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为B，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

作为一种可实施方式，所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压。

作为一种可实施方式，所述通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致，具体过程为：

将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压是否相同；

若相同，则将其他充电系统设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压相同，并将置换后的充电系统设置为初始充电系数。

一种数据中心储能用SOC校准装置，包括时间段划分模块、电压获取模块和判断调整模块；

所述时间段划分模块，用于按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

所述电压获取模块，用于分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

所述判断调整模块，用于将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致。

作为一种可实施方式，所述时间段划分模块被设置为：

充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A，在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为A，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为B，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

作为一种可实施方式，所述判断调整模块被设置为：

所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压。

作为一种可实施方式，所述判断调整模块还被设置为：

将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压是否相同；

若相同，则将其他充电系统设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压相同，并将置换后的充电系统设置为初始充电系数。

一种数据中心储能用SOC校准系统，包括以上所述的数据中心储能用SOC校准装置。

一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述方法的步骤。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明通过对不同静止时段下的SOC的对比，得到是否需要调整整个周期的充电系数，来确保整个周期内SOC的正确性，进而才能保证备电时间的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体流程示意图；

图2是本发明的整个用电周期内的SOC衰减示意图；

图3是本发明的整体装置的结构示意图；

图4是本发明的整体系统的示意图。

附图中的标号说明：100、时间段划分模块；200、电压获取模块；300、判断调整模块；51、数据中心储能用SOC校准装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

一种数据中心储能用SOC校准方法，如图1所示，包括以下步骤：

S100、按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

S200、分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

S300、将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致。

在步骤S100中，充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A，在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为A，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为B，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

更加具体的分段可以参见以下分段方式，充电时间段T0（23时~6时）

第一静止时间段T1（7时~9时）

第一放电时间段T2（10时~14时）

第二静止时间段T3（15时~17时）

第二放电时间段T4（18时~20时）

第三静止时间段T5（21时~22时）

而针对以上时间段的时间，用户可以根据用电使用量自行调整。

在充电时间段T0，给电池组充满电，此充电系数为A，这时SOC为100%，经过第一静止时间段T1，电池组静止，在第一放电时间T2进行放电，设定的功率为A，第二静止时间段T3，电池组静止，之后第二放电时间段T4进行放电，设定的功率为B，然后第三静止时间段T5，再重新进入充电时间段T0，以此循环。

在步骤S300中，所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压。也就是说，安装系统完成后，第一天（24个小时）就会完成一个用电周期，在这个周期内采集到的第一静止电压和第二静止电压被作为初始设定值。之后采集其他周期内的第一静止电压和第二静止电压都将和最原始采集到的第一静止电压和第二静止电压分别做对比，来判断SOC是否准确，如果不准确，就对整个周期的充电时间段T0的充电系数进行调整，来确保SOC的正确性。

在步骤S300中，将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，如果电池组一直性好的情况下：按照循环方式，第1天、第2天。。。。第N天的时候，在某个时间点上SOC 是一样的；如第1天第一放电时间段T2(假如10时)SOC为90%，那么第N天后第一放电时间段T2(假如10时)SOC也应为90%，整个周期的初始值为充电系数A、放电功率A和放电功率B；但是，如果电池组因自身因素（比如老化、腐蚀等）出现如图2所示，表示的是剩余电量SOC衰减情况，在这种情况下就需要在充电时间段T0进行调整充电电流系数来保证SOC的正确性。

具体如下：每天在第一静止时间段T1（9时）和第二静止时间段T3（16时）分别做电池组的组电压采集，分别计入数据为第一静止电压和第二静止电压；每隔一个时间周期，判定下计入数据第一静止电压和第二静止电压是否偏大和或者偏小，进行数据分析，如果没有变化，表明SOC正常，如果发生变化，将需要进行充电系数调整，来确保SOC的正确性。

以下详细的步骤就是如何来校准SOC的。在步骤S300中，所述通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致，具体过程为：

S310、将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

S320、在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压是否相同；

S330、若相同，则将其他充电系统设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压相同，并将置换后的充电系统设置为初始充电系数。

直白的说，分析后通过改变原充电系数A设置为充电系数C，也就是说，上个周期进行数据采集，看是否需要SOC校准，如果不需要，在下个周期就按照原先设定好的充电系数A进行充电；如果需要，在下个周期中就按照充电系数C进行充电，如果在下下周期中还没有完成对应关系的SOC，将在后面继续调整充电系数为D\E，直到满足对应的SOC，再调回到原充电系数A。

通过具体的电压值来举例说明，假如，第一静止时间段T1（9时）和第二静止时间段T3（16时）分别做电池组的组电压采集，分别计入数据为第一静止电压和第二静止电压；分析通过改变充电系数是否将电池组充到一致，如果一致，将充电系数设为初始充电系数，如果还没有一致，将继续调整充电系数，循环调整，直到电池组充到一致，之后将充电系数设为初始充电系数。

本发明通过对不同静止时段下的SOC的对比，得到是否需要调整整个周期的充电系数，来确保整个周期内SOC的正确性，进而才能保证备电时间的可靠性。

实施例2：

一种数据中心储能用SOC校准装置，如图3所示，包括时间段划分模块100、电压获取模块200和判断调整模块300；

所述时间段划分模块100，用于按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

所述电压获取模块200，用于分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

所述判断调整模块300，用于将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压发生变化，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系统，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致。

所述时间段划分模块100被设置为：

充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A，在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为A，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为B，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

所述判断调整模块200被设置为：所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压。

所述判断调整模块300还被设置为：

将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压是否相同；

若相同，则将其他充电系统设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电的第一静止电压和第二静止电压相同，并将置换后的充电系统设置为初始充电系数。

本发明的装置通过对不同静止时段下的SOC的对比，得到是否需要调整整个周期的充电系数，来确保整个周期内SOC的正确性，进而才能保证备电时间的可靠性。

实施例3：

一种数据中心储能用SOC校准系统，如图4所示，包括以上所述的数据中心储能用SOC校准装置51。

实施例4：

一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述方法的步骤。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质( 包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等) 上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明的方法、终端设备( 系统)、和计算机程序产品的流程图和/ 或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/ 或方框图中的每一流程和/ 或方框、以及流程图和/ 或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是：

说明书中提到的“ 一个实施例”或“ 实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语 “ 一个实施例”或“ 实施例”并不一定均指同一个实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种数据中心储能用SOC校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值不同，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系数，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致；

所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压；

所述通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系数，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致，具体过程为：

充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A；

将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电周期的第一静止电压和第二静止电压相同；

若相同，则将其他充电系数设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压分别和上一个用电周期的第一静止电压和第二静止电压相同，随后将置换后的其他充电系数设置为初始充电系数。

2.根据权利要求1所述的数据中心储能用SOC校准方法，其特征在于，在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为P1，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为P2，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

3.一种数据中心储能用SOC校准装置，其特征在于，包括时间段划分模块、电压获取模块和判断调整模块；

所述时间段划分模块，用于按照每个用电周期的用电使用情况，将每个周期划分为多个不同状态时间段，包括充电时间段、第一静止时间段、第一放电时间段、第二静止时间段、第二放电时间段和第三静止时间段；

所述电压获取模块，用于分别获取第一静止时间段和第二静止时间段内某个时刻的电池组的组电压，记作第一静止电压和第二静止电压；

所述判断调整模块，用于将连续两个用电周期采集的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值进行对比，若采集到的对应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别和初始设定值不同，则对此相应周期的SOC进行校准，通过调整相应周期内的充电时间段内的充电系数，使得相应周期内的第一静止电压和第二静止电压分别与上一个周期的第一静止电压和第二静止电压一致；

所述初始设定值为第一个用电周期内采集的第一静止电压和第二静止电压；

所述判断调整模块还被设置为：

充电时间段内将电池组的电量充满，充电系数记作A；

将充电时间内的初始充电系数A进行置换，置换成其他充电系数；

在下一个用电周期内再次对第一静止电压和第二静止电压进行采集，判断第一静止电压和第二静止电压是否分别和上一个用电周期的第一静止电压和第二静止电压相同；

若相同，则将其他充电系数设置为初始充电系数；若不相同，则继续进行置换，直到第一静止电压和第二静止电压分别和上一个用电周期的第一静止电压和第二静止电压相同，并将置换后的充电系数设置为初始充电系数。

4.根据权利要求3所述的数据中心储能用SOC校准装置，其特征在于，所述时间段划分模块被设置为：

在第一静止时间段内电池组处于静止状态，第一放电时间段内电池组进行放电，放电功率为P1，第二静止时间段电池组处于静止状态，第二放电时间段内电池组进行放电，放电功率为P2，第三静止时间段内电池组处于静止状态。

5.一种数据中心储能用SOC校准系统，其特征在于，包括权利要求3-4任一项权利要求所述的数据中心储能用SOC校准装置。

6.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-2任意一项所述方法的步骤。

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