用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，其包括三层控制，分别通过电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器进行实现；通过监控系统与储能电池组控制系统间通讯实时监控电池的运行状态，同时为高层应用准备数据源；电池能量控制方法，其包括如下步骤：步骤一，实时采集电池信息；步骤二，在线SOC诊断；步骤三，在线故障处理；以及步骤四，电池插箱的运行温度进行监控，如果温度高于或者低于保护值，将输出启动信号，通过风机或保温储热装置调整温度；或者若温度达到设定的危险值，电池能量管理系统自动与系统保护机构联动，及时切断电池回路。

Battery energy control method of battery energy control system for energy storage power station

【技术实现步骤摘要】
用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法
本专利技术涉及电池系统
，具体涉及一种用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法。
技术介绍
近年来，随着各种发电技术的不断成熟，居民的日常生活用电、工厂企业的大规模用电等得到了很好地保证，但由于用电时间及用电需求量的不一致，导致电能供给不平衡，从而造成部分电能的浪费，因此电力系统的电能存储成为广泛关注的热点。目前已经设计出许多类型的电能存储系统，如电池储能、超导储能、超级电容储能及抽水储能等。相比于其他储能方式，电池储能系统，以其安全性、技术成熟、安装便捷和无污染等优点更适合在电力系统中应用，其能够削减发电功率的波动，实现能量迁移，提供电力辅助电源；在风电系统中，其能够实现削峰填谷，稳定风电输出；在居民用电方面，可以减少电费支出并保证供电连续性。因此，对储能系统的控制问题显得十分重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种用于储能电站的电池控制系统的电池能量控制方法，其中包括三层控制，其包括电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器，根据本专利技术的电池管理系统的系统通信包括监控系统与BMS间的通讯以及BMS的内部通讯以及BMS内部通讯。本专利技术的用于储能电站的电池能量控制，其作为储能电站的重要组成部分，对维持储能电站安全稳定，延长电池寿命起到了重要作用，实时采集每一个单体电池电压、每个电池插箱内部的温度、充放电电流；采集单元获取的基本信息通过CAN总线与电池族管理单元通讯上传；在实时数据采集的基础上，通过预设的数学模型进行诊断，在线测量各单体电池的剩余定量SOC，同时，智能化地对电池的放电电流和环境温度SOC预测进行校正，给出变化负荷下的电池剩余容量以及可靠使用时间；对运行过程中可能出现的异常故障情况，例如，电池严重过压、欠压、过流、过温、漏电，通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息，以保证该系统安全可靠运行；对电池插箱的运行温度进行监控，如果温度高于或者低于保护值，将输出热管理启动信号，通过风机或保温储热装置调整温度；若温度达到设定的危险值，电池能量管理系统自动与系统保护机构联动，及时切断电池回路，保证系统安全；电池能量管理系统对模块自身软件和硬件具有自检功能，即使内部故障甚至器件损坏，也不会影响到电池运行安全，避免因电池能量管理系统故障导致储能系统发生故障甚至导致电池损坏或发生恶性事故。本专利技术的技术方案如下：一种用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，所述电池能量控制系统为使用锂电池作为储能单元的储能电池阵列的储能电池组控制系统，其包括三层控制，分别通过电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器进行实现；其中该系统通信包括监控系统与储能电池组控制系统间的通讯以及储能电池组控制系统的内部通讯；通过监控系统与储能电池组控制系统间通讯实时监控电池的运行状态，同时为高层应用准备数据源，所述储能电池组控制系统传递电池组信息至所述监控系统，并接受监控系统下达的电池运行参数保护定值以及报警定值；在储能电池组控制系统的内部通讯中储能电池组控制系统的管理服务器通过CAN通讯接收电池管理子系统的所有信息；所述电池能量控制方法，其包括如下步骤：步骤一，实时采集电池信息，采集每一个单体电池电压、每个电池插箱内部的温度、充放电电流；采集单元获取的基本信息通过CAN总线与电池族管理单元通讯上传，进行电池信息管理；步骤二，在线SOC诊断，在实时数据采集的基础上，通过预设的数学模型进行诊断，在线测量各单体电池的剩余定量SOC，对电池的放电电流和环境温度SOC预测进行校正，给出变化负荷下的电池剩余容量以及可靠使用时间，进行在线SOC诊断；步骤三，在线故障处理，对运行过程中出现的异常故障情况通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息；以及步骤四，电池插箱的运行温度进行监控，如果温度高于或者低于保护值，将输出启动信号，通过风机或保温储热装置调整温度；或者若温度达到设定的危险值，电池能量管理系统自动与系统保护机构联动，及时切断电池回路。进一步优选的是，还包括步骤五，所述步骤五中电池能量管理系统对模块自身软件和硬件具有自检功能，避免因电池能量管理系统故障导致储能系统发生故障。可优选的是，所述电池组信息包括单体电池电压、端电压、充放电电流、SOC、模块箱温度以及蓄电池充放电控制参数。可优选的是，电池簇管理器通过CAN总线接收采集单元上传的相关数据并进行管理分析，并控制电池采集均衡模块单体电池进行均衡维护。可优选的是，所述电池簇管理单元对整簇电池的运行信息进行收集，采集整簇电池的各单体信息、总电压和电流，对电池簇出现的异常进行报警和保护；当电池严重过压、欠压、过流、漏电等异常故障情况出现时，电池簇管理单元控制整组电池的开断，避免电池被过充、过放和过流，同时电池族管理单元根据获得的信息进行判断，挑选出需要进行均衡维护的单体电池。可优选的是，所述储能集中控制器对采集单元和电池簇管理单元所上传的电池实时数据的数值进行计算、对电池的性能以及电池簇的性能进行分析，并进行报警处理以及记录存储；所述储能集中控制器与双向变流器的主机、储能调度监控系统进行联动控制，根据输出功率要求以及各组电池的SOC优化负荷控制策略，保证所有电池组的总运行时间趋于一致。可优选的是，所述双向变流器为：单台PCS的额定容量为500Kw，最大转换效率不低于97％，其在110％的标称电流容量下，持续时间不小于10min，在120％的标称电流容量下，持续时间不小于1min；并网运行模式下，不参与系统无功调节时，PCS输出大于其额定功率的50％功率时，超前或滞后功率因数不小于0.95，其具有通讯接口为标准RS232/RS485、以太网或GPRS。可优选的是，所述储能电站的储能系统包括第一预制舱和第二预制舱，所述第一预制舱和第二预制舱设置有独立的温度控制系统、隔热系统、阻燃系统以及火灾报警系统。可优选的是，所述第一预制舱和第二预制舱的顶部设置有可伸缩的安全挡板，安全挡板成对设置，在预制舱内形成直通安全逃生门的通道。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的使用锂电池作为储能单元的储能电池阵列的储能电池组控制系统，其包括三层控制，分别通过电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器进行实现；其中该系统通信包括监控系统与储能电池组控制系统间的通讯以及储能电池组控制系统的内部通讯；通过监控系统与储能电池组控制系统间通讯实时监控电池的运行状态，同时为高层应用准备数据源，所述储能电池组控制系统传递电池组信息以及其他必要信息至所述监控系统，并接受监控系统下达的电池运行参数保护定值以及报警定值；在储能电池组控制系统的内部通讯中储能电池组控制系统的管理服务器通过CAN通讯接收电池管理子系统的所有信息。本专利技术的用于储能电站的电池能量控制，其作为储能电站的重要组成部分，对维持储能电站安全稳定，延长电池寿命起到了重要作用，其功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，其特征在于，所述电池能量控制系统为使用锂电池作为储能单元的储能电池阵列的储能电池组控制系统，其包括三层控制，分别通过电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器进行实现；其中该系统通信包括监控系统与储能电池组控制系统间的通讯以及储能电池组控制系统的内部通讯；通过监控系统与储能电池组控制系统间通讯实时监控电池的运行状态，同时为高层应用准备数据源，所述储能电池组控制系统传递电池组信息至所述监控系统，并接受监控系统下达的电池运行参数保护定值以及报警定值；在储能电池组控制系统的内部通讯中储能电池组控制系统的管理服务器通过CAN通讯接收电池管理子系统的所有信息；/n所述电池能量控制方法，其包括如下步骤：/n步骤一，实时采集电池信息，采集每一个单体电池电压、每个电池插箱内部的温度、充放电电流；采集单元获取的基本信息通过CAN总线与电池族管理单元通讯上传，进行电池信息管理；/n步骤二，在线SOC诊断，在实时数据采集的基础上，通过预设的数学模型进行诊断，在线测量各单体电池的剩余定量SOC，对电池的放电电流和环境温度SOC预测进行校正，给出变化负荷下的电池剩余容量以及可靠使用时间，进行在线SOC诊断；/n步骤三，在线故障处理，对运行过程中出现的异常故障情况通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息；以及/n步骤四，电池插箱的运行温度进行监控，如果温度高于或者低于保护值，将输出启动信号，通过风机或保温储热装置调整温度；或者若温度达到设定的危险值，电池能量管理系统自动与系统保护机构联动，及时切断电池回路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，其特征在于，所述电池能量控制系统为使用锂电池作为储能单元的储能电池阵列的储能电池组控制系统，其包括三层控制，分别通过电池模块控制器、电池族控制器以及储能集中控制器进行实现；其中该系统通信包括监控系统与储能电池组控制系统间的通讯以及储能电池组控制系统的内部通讯；通过监控系统与储能电池组控制系统间通讯实时监控电池的运行状态，同时为高层应用准备数据源，所述储能电池组控制系统传递电池组信息至所述监控系统，并接受监控系统下达的电池运行参数保护定值以及报警定值；在储能电池组控制系统的内部通讯中储能电池组控制系统的管理服务器通过CAN通讯接收电池管理子系统的所有信息；
所述电池能量控制方法，其包括如下步骤：
步骤一，实时采集电池信息，采集每一个单体电池电压、每个电池插箱内部的温度、充放电电流；采集单元获取的基本信息通过CAN总线与电池族管理单元通讯上传，进行电池信息管理；
步骤二，在线SOC诊断，在实时数据采集的基础上，通过预设的数学模型进行诊断，在线测量各单体电池的剩余定量SOC，对电池的放电电流和环境温度SOC预测进行校正，给出变化负荷下的电池剩余容量以及可靠使用时间，进行在线SOC诊断；
步骤三，在线故障处理，对运行过程中出现的异常故障情况通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息；以及
步骤四，电池插箱的运行温度进行监控，如果温度高于或者低于保护值，将输出启动信号，通过风机或保温储热装置调整温度；或者若温度达到设定的危险值，电池能量管理系统自动与系统保护机构联动，及时切断电池回路。


2.如权利要求1所述的用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，其特征在于，还包括步骤五，所述步骤五中电池能量管理系统对模块自身软件和硬件具有自检功能，避免因电池能量管理系统故障导致储能系统发生故障。


3.如权利要求2所述的用于储能电站的电池能量控制系统的电池能量控制方法，其特征在于，所述电池组信息包括单体电池电压、端电压、充放电电流、SOC、模块箱温度以及蓄电池充放电控制参数。


4.如权利要求3所述的用于储能电站的电池能量控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓毅，杨正，何守龙，
申请(专利权)人：国网冀北综合能源服务有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11