1.本发明涉及储能逆变器技术领域，尤其是一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法及系统。
背景技术：2.随着社会的发展，用电需求越来越大；然而由于电力系统时常需要对电网进行维护、或是恶劣天气等缘由，电网异常的情况时有发生，通常表现为中断电力供应。为了在断电时能保持正常的生产活动，储能系统的使用越来越广泛。
3.现有技术中，在安装储能系统的前提下，在断电前，用户要手动设置逆变器参数控制电池充电及充电功率，而在电网回复正常后又要重新设置，操作繁琐。同时，充电状态切换过早或者过快，会导致部分电量浪费，造成额外的电费开销。
技术实现要素：4.有鉴于此，本发明实施例提供一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法及系统。
5.本发明的第一方面提供了一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，包括以下步骤：
6.获取电网异常时间和设备信息；
7.计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；
8.到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；
9.当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；
10.根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
11.进一步地，所述获取电网异常时间，具体获取渠道包括：
12.通过电网运营商接口获取电网异常时间；
13.通过气象接口获取天气信息，根据预设天气信息与电网异常的对应关系，获取电网异常时间；
14.通过接收用户输入信息获取电网异常时间。
15.进一步地，所述设备信息包括逆变器的工作模式，电池最大充电功率和电池额定容量。
16.进一步地，在所述获取电网异常时间和设备信息之后，还包括以下步骤：
17.根据逆变器的电网异常时间，对逆变器进行分组。
18.进一步地，所述计算逆变器充电时间方案，具体包括以下步骤：
19.计算充电时长：
20.h(max)＝b(额)
÷
w(max)
21.式中，h(max)是充电时长，b(额)是电池额定容量，w(max)是电池最大充电功率；
22.将电网异常时间减去充电时长，得到开始充电时间。
23.进一步地，所述判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行，具体通过以下步骤判断：
24.计算开始充电时间到电网异常时间中，逆变器理论可充电量：
25.e(充)＝w(max)
×
h(max)
26.式中，e(充)是理论可充电量，w(max)是电池最大充电功率，h(max)是充电时长；
27.获取逆变器当前可用容量b(可用)，判断e(充)≤b(额)-b(可用)是否成立，当e(充)≤b(额)-b(可用)成立时，判断逆变器充电时间方案为可执行。
28.进一步地，当e(充)≤b(额)-b(可用)不成立时，经过预设时长后重新获取逆变器当前可用容量b(可用)，并再次进行判断。
29.进一步地，所述计算最优充电费用方案，包括以下步骤：
30.将实时电价在充电时长内以小时划分，划分为p(1)、p(2)、p(3)
……
p(n)；
31.将充电时长内各个小时的充电量以a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)表示，计算充电费用f(n)：
32.f(n)＝a(1)p(1)+a(2)p(2)+a(3)p(3)+
……
+a(n)p(n)
33.通过调节a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)，使充电费用f(n)最小；将调节得到的a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)作为最优充电费用方案输出。
34.进一步地，所述充电策略的下发步骤，具体包括：
35.将充电策略与逆变器标识进行鉴权，当鉴权通过时将充电策略下发至逆变器；
36.当不通过时，在预设时间内重复尝试下发充电策略。
37.本发明的第二方面提供了一种储能逆变器在市电异常前自动充电的系统，其特征在于，包括以下模块：
38.数据获取模块，用于获取电网异常时间和设备信息，
39.时间计算模块，用于计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；
40.电费计算模块，用于在到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；
41.策略生成模块，用于根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
42.本发明具有的有益效果包括：本发明一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法及系统通过自动生成执行策略，批量执行策略指令，从而大大简化用户操作，提高了工作效率。本发明中具体计算了充电时间方案和充电费用方案，一方面将计算过程分散执行，提高执行效率，另一方面相比其它同类型方案，能够更好地安排充电时间并节省电费支出。
43.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
45.图1是本发明一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法的基本流程图。
具体实施方式
46.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.本实施例介绍一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，包括以下步骤：
48.s1.获取电网异常时间和设备信息；
49.s2.计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；
50.s3.到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；
51.s4.当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；
52.s5.根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
53.方法的具体实施流程参考图1，下面具体介绍各个步骤的具体内容。
54.s1.获取电网异常时间和设备信息。
55.步骤s1中，本实施例需要获取电网异常时间和设备信息，以便针对各个逆变器设备的不同断电时间制定不同的充电策略。由于断电状态通常会影响一整个供电片区，因此本方法需要处理的是一个片区中所有的逆变器设备，而非一、两个逆变器。
56.获取电网异常时间的具体获取渠道包括以下渠道：
57.s1-1.通过电网运营商接口获取电网异常时间。运营商接口可以是物理接口也可以是数字接口，具体来说，可以通过建立模型等方式实时周期性获取电网运营商所发出的停电信息，得到电网异常时间，此渠道应为获取电网异常时间的主要渠道。
58.s1-2.通过气象接口获取天气信息，根据预设天气信息与电网异常的对应关系，获取电网异常时间。实际操作中，部分恶劣天气可能会影响电网的正常运转，导致电网异常；由于恶劣天气对电网的影响是不可预料的，因此电网运营商不一定会发布停电信息，此时需要估计恶劣天气可能造成的影响，预先设置天气信息与电网异常的对应关系。在获取到包含恶劣天气的天气信息时，生成并执行充电策略，将恶劣天气的影响降到最低。具体来说，对应关系可以进行如下设置：
59.天气信息天气持续时间电网异常判定持续降雨，空气湿度大于80％长触发雷暴天气不限触发龙卷风天气不限触发持续强降雪或冰雹中触发大雾天气长触发大风天气，风力大于14级不限触发沙尘中触发
60.s1-3.通过接收用户输入信息获取电网异常时间。在一部分实施例中用户可能希望对逆变器进行主动断电操作，此时可以通过手动输入电网异常时间生成充电策略。
61.设备信息包括逆变器的工作模式，电池最大充电功率和电池额定容量。本实施例
中，逆变器的工作模式包括自用模式、分时模式和备电模式，各个工作模式的具体内容如下：
62.自用模式：逆变器光伏产生的电，优先向负载供电，如有余电先给电池充电，其余的并网卖电。
63.分时电价模式：根据当地电网峰谷时间段的电价差异，设置电池的充放电。
64.备用模式：优先自动充电的状态，仅在市电异常的情况下电池放电。
65.在步骤s1获取电网异常时间和设备信息之后，还包括以下步骤：
66.s1.5.根据逆变器的电网异常时间，对逆变器进行分组。
67.示例性的，可以以断电时间为单位进行分组，如同一小时内断电的逆变器归为一组。类似的，也可以以逆变器方位、电池容量等为指标进行分组，本实施例对分组的具体指标不做限定。
68.s2.计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间。
69.在步骤s1.5中对逆变器进行分组后，获取同一组别内逆变器最近的断电时间t(断)min和最远的断电时间t(断)max。
70.计算逆变器的充电时长：
71.h(max)＝b(额)
÷
w(max)
72.式中，h(max)是充电时长，b(额)是电池额定容量，w(max)是电池最大充电功率；
73.将电网异常时间减去充电时长，得到开始充电时间。
74.基于前述获得的最近的断电时间，在此之上减去充电时长h(max)和误差时间，得到开始充电时间t(预)。误差时间的设置是因为实际情况中断电时间会存在一定的前后波动，并不一定是预先获取断电时间的时刻，本实施例误差时间设为1小时。即
75.t(预)＝t(断)min-h(max)-1。
76.s3.到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；
77.步骤s3判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行，具体通过以下步骤判断：
78.计算开始充电时间到电网异常时间中，逆变器理论可充电量：
79.e(充)＝w(max)
×
h(max)
80.式中，e(充)是理论可充电量，w(max)是电池最大充电功率，h(max)是充电时长；
81.获取逆变器当前可用容量b(可用)，判断e(充)≤b(额)-b(可用)是否成立：
82.当e(充)≤b(额)-b(可用)成立时，判断逆变器充电时间方案为可执行。
83.当e(充)≤b(额)-b(可用)不成立时，经过预设时长后重新获取逆变器当前可用容量b(可用)，并再次进行判断。本实施例中预设时长设为10min；经过10次判断后如仍未判断为可执行，则强制判断为可执行状态，以确保逆变器的正常运作。
84.s4.当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；
85.步骤s4中，计算最优充电费用方案，包括以下步骤：
86.将实时电价在充电时长内以小时划分，划分为p(1)、p(2)、p(3)
……
p(n)；
87.将充电时长内各个小时的充电量以a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)表示，计算充电费用f(n)：
88.f(n)＝a(1)p(1)+a(2)p(2)+a(3)p(3)+
……
+a(n)p(n)
89.通过调节a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)，使充电费用f(n)最小；将调节得到的a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)作为最优充电费用方案输出。
90.本实施例中，每小时的充电量a(n)是通过充电功率表示的。由于充电功率可调节，因此每小时的充电量同样是可调节内容。
91.实际操作中，实时电价可能在整个充电时长内是相同的，此时调节每小时充电量为平衡水平；如果实时电价在整个充电时长内有波动情况(如夜晚的用电便宜峰段)，则将充电功率集中分配至电价最低的时段，如果电价最低时段的充电量无法覆盖理论可充电量，则进一步分配至电价次低时段；通过对充电功率的合理调配实现充电费用的节约。
92.s5.根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
93.步骤s5充电策略中，包含切换的工作模式(备电模式)、各个小时的充电量(充电功率)、开始充电时间t(预)和复原工作模式时间，其中，复原工作模式时间指最远的断电时间t(断)max。
94.步骤s5中，充电策略的下发步骤，具体包括：
95.将充电策略与逆变器标识进行鉴权，当鉴权通过时将充电策略下发至逆变器；
96.当不通过时，在预设时间内重复尝试下发充电策略。本实施例中预设时间设为30min，在30min内无法下发充电策略，则不再下发。
97.本实施例的有益效果是：
98.1、用户只需要设置电网异常时间，或者自动通过电网运营商接口和天气信息接口自动获得，后面流程就可以自动化执行，操作简单。
99.2、通过执行时间优化算法，获取最佳的执行时间，提交效率；同时通过电池充电功率优化算法，使得支出电费最小，节省费用。
100.3、在片区断电的情况下，同一个断电时间对应海量的设备，将设备执行的时间差异个性化，减少同一时间并发执行的情况，大大提升指令处理效率。
101.本发明的另一实施例公开了一种储能逆变器在市电异常前自动充电的系统，包括以下模块：
102.数据获取模块，用于获取电网异常时间和设备信息，
103.时间计算模块，用于计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；
104.电费计算模块，用于在到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；
105.策略生成模块，用于根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
106.本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。
107.在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和
描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
108.此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
109.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
110.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
111.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
技术特征：1.一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取电网异常时间和设备信息；计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。2.根据权利要求1所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述获取电网异常时间，具体获取渠道包括：通过电网运营商接口获取电网异常时间；通过气象接口获取天气信息，根据预设天气信息与电网异常的对应关系，获取电网异常时间；通过接收用户输入信息获取电网异常时间。3.根据权利要求1所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述设备信息包括逆变器的工作模式，电池最大充电功率和电池额定容量。4.根据权利要求1所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，在所述获取电网异常时间和设备信息之后，还包括以下步骤：根据逆变器的电网异常时间，对逆变器进行分组。5.根据权利要求1所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述计算逆变器充电时间方案，具体包括以下步骤：计算充电时长：h(max)＝b(额)
÷
w(max)式中，h(max)是充电时长，b(额)是电池额定容量，w(max)是电池最大充电功率；将电网异常时间减去充电时长，得到开始充电时间。6.根据权利要求5所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行，具体通过以下步骤判断：计算开始充电时间到电网异常时间中，逆变器理论可充电量：e(充)＝w(max)
×
h(max)式中，e(充)是理论可充电量，w(max)是电池最大充电功率，h(max)是充电时长；获取逆变器当前可用容量b(可用)，判断e(充)≤b(额)-b(可用)是否成立，当e(充)≤b(额)-b(可用)成立时，判断逆变器充电时间方案为可执行。7.根据权利要求6所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，当e(充)≤b(额)-b(可用)不成立时，经过预设时长后重新获取逆变器当前可用容量b(可用)，并再次进行判断。8.根据权利要求7所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述计算最优充电费用方案，包括以下步骤：将实时电价在充电时长内以小时划分，划分为p(1)、p(2)、p(3)
……
p(n)；将充电时长内各个小时的充电量以a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)表示，计算充电费用f(n)：f(n)＝a(1)p(1)+a(2)p(2)+a(3)p(3)+
……
+a(n)p(n)
通过调节a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)，使充电费用f(n)最小；将调节得到的a(1)、a(2)、a(3)
……
a(n)作为最优充电费用方案输出。9.根据权利要求1-8任一项所述的一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法，其特征在于，所述充电策略的下发步骤，具体包括：将充电策略与逆变器标识进行鉴权，当鉴权通过时将充电策略下发至逆变器；当不通过时，在预设时间内重复尝试下发充电策略。10.一种储能逆变器在市电异常前自动充电的系统，其特征在于，包括以下模块：数据获取模块，用于获取电网异常时间和设备信息，时间计算模块，用于计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；电费计算模块，用于在到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；策略生成模块，用于根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。
技术总结本发明公开了一种储能逆变器在市电异常前自动充电的方法及系统，方法包括以下步骤：获取电网异常时间和设备信息；计算逆变器充电时间方案，得到开始充电时间；到达开始充电时间时，判断计算得到的逆变器充电时间方案是否可执行；当逆变器充电时间方案为可执行时，获取实时电价，计算最优充电费用方案；根据逆变器充电时间方案和最优充电费用方案，生成充电策略。本发明通过自动生成执行策略，批量执行策略指令，从而大大简化用户操作，提高了工作效率。本发明中具体计算了充电时间方案和充电费用方案，一方面将计算过程分散执行，提高执行效率，另一方面相比其它同类型方案，能够更好地安排充电时间并节省电费支出。好地安排充电时间并节省电费支出。好地安排充电时间并节省电费支出。
技术研发人员：张家杰 卢雪明 欧阳家淦 罗剑洪 杨旭杰 成思谋 廖文华
受保护的技术使用者：广州三晶电气股份有限公司
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/11/1
