一种电池储能电站通信装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池储能电站通信装置及方法，包括站控层设备、间隔层设备和储能单元层设备，本发明专利技术的技术效果在于，通过结合目前变电站的三层两网架构，提出适用于电池储能电站的组网方式、通信协议、数据传输策略、断网响应策略，可有效保障电池储能电站的通信可靠性、实时性、运行安全性。

A communication device and method for battery storage power station

【技术实现步骤摘要】
一种电池储能电站通信装置及方法
本专利技术涉及电力控制领域，具体涉及一种电池储能电站通信装置及方法。
技术介绍
随着新能源技术的高速发展，为了解决新能源高渗透率电网接入的稳定性和友好性，储能技术应用的必要性已经得到行业的广泛共识。未来能源互联及能源互补的发展趋势，更是给储能技术提供了广阔的应用空间，储能在发展可再生清洁能源的过程中已成为关键所在。电池储能电站由于建设周期短、响应迅速，已成为解决电力系统新能源消纳、调峰调频等问题的重要措施。作为指令传输的关键环节，储能站通信架构对整站性能具有决定性作用。为保证电池储能电站的安全稳定运行，制定一种科学的系统通信方案，使得站内数据传输实时、可靠，是亟待研究的问题。
技术实现思路
为了解决目前电池储能电站目前没有一套科学的系统通信方案，导致站内数据传输存在延迟及不稳定的技术问题，本专利技术提供一种可靠的电池储能电站通信装置及方法。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是，一种电池储能电站通信装置，包括站控层设备、间隔层设备和储能单元层设备，所述的站控层设备通过间隔层设备通讯连接至储能单元层设备，所述的站控层设备包括站控层交换机，以及互相并联连接至站控层交换机的监控主机、数据通信网关机和网络安全监测装置；所述的间隔层设备包括间隔层交换机，以及互相并联连接至间隔层交换机的公用测控装置、10kV光差保护测控装置、站用变保护测控装置、防孤岛保护装置和频率电压紧急控制装置；所述储能单元层设备包括储能单元层交换机，以及互相并联连接至储能单元层交换机的变流器二次系统、电池管理系统、就地监控系统。所述的一种电池储能电站通信装置，所述的站控层设备还包括互相并联连接至站控层交换机的打印机和历史数据服务器。所述的一种电池储能电站通信装置，所述的站控层设备还包括同步时间系统，所述的同步时间系统连接至站控层交换机，并通过GPS系统和北斗卫星系统获得时间信息。所述的一种电池储能电站通信装置，所述的间隔层设备还与监控主机之间直接以网线连接，采用IEC61850通信协议；所述的变流器二次系统和电池管理系统还分别与监控主机之间直接以网线连接，采用IEC61850通信协议；所述的变流器二次系统还与电池管理系统之间直接以屏蔽双绞线连接，采用Modbus通信协议，且同时接有一副硬接点；所述的变流器二次系统还与就地监控系统之间直接以双网线连接，采用IEC61850通信协议；电池管理系统还与就地监控之间直接以网线连接，采用Modbus通信协议。所述的一种电池储能电站通信装置，所述的站控层交换机、间隔层交换机和储能单元层交换机均包括至少两个互相独立的交换机网络。一种电池储能电站通信方法，采用所述的一种电池储能电站通信装置，包括以下步骤：间隔层设备的数据直接接入站控层交换机，储能单元层设备的数据经间隔层交换机汇集再接入站控层交换机，变流器二次系统数据采用并发模式分别发至监控主机和就地监控系统，电池管理系统将全部数据送至就地监控系统，并将数据中预先设定的重要数据同时送至监控主机，电池管理系统利用屏蔽双绞线向变流器二次系统传输保护控制参数，利用硬接点向变流器二次系统发停机命令。所述的一种电池储能电站通信方法，当发生断网故障时，响应步骤包括：当变流器二次系统检测到与监控主机网络中断，则立即采取停机措施；当监控主机检测到与电池管理系统网络中断，则一定延时后向该电池管理系统对应的储能变流器发停机命令；当电池管理系统检测到与变流器二次系统通信中断，立即通过硬接点向变流器二次系统发停机命令。本专利技术的技术效果在于，通过结合目前变电站的三层两网架构，提出适用于电池储能电站的组网方式、通信协议、数据传输策略、断网响应策略，可有效保障电池储能电站的通信可靠性、实时性、运行安全性。附图说明图1为电池储能电站通信方案架构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，根据目前电池储能电站的常用设备配置，说明本专利技术提供方法的实施方式。电池储能电站的设备在逻辑功能上分为站控层设备、间隔层设备和储能单元层设备。站控层设备包括监控主机、历史数据服务器、Ⅰ区数据通信网关机、打印机、网络安全监测装置等。间隔层设备包括间隔层交换机、公用测控装置、10kV光差保护测控装置、站用变保护测控装置、防孤岛保护装置、频率电压紧急控制装置。储能单元层设备包括储能单元层交换机、变流器二次系统、电池管理系统、就地监控系统。站控层设备通过间隔层设备通讯连接至储能单元层设备，站控层设备包括站控层交换机，以及互相并联连接至站控层交换机的监控主机、数据通信网关机和网络安全监测装置；间隔层设备包括间隔层交换机，以及互相并联连接至间隔层交换机的公用测控装置、10kV光差保护测控装置、站用变保护测控装置、防孤岛保护装置和频率电压紧急控制装置；所述储能单元层设备包括储能单元层交换机，以及互相并联连接至储能单元层交换机的变流器二次系统、电池管理系统、就地监控系统。为了保证通信网络的安全，站控层交换机、间隔层交换机和储能单元层交换机均包括至少两个互相独立的交换机网络，形成互为冗余设置的交换机网络，且各设备之间均分别连接至每个独立的交换机网络。间隔层设备与监控主机之间以双网线连接，采用IEC61850通信协议；所述变流器二次系统与监控主机、电池管理系统与监控主机之间以双网线连接，采用IEC61850通信协议；所述变流器二次系统与电池管理系统之间以屏蔽双绞线连接，采用Modbus通信协议，同时接有一副硬接点；所述变流器二次系统与就地监控系统之间以双网线连接，采用IEC61850通信协议，电池管理系统与就地监控之间以网线连接，采用Modbus通信协议。交换机之间都以双光缆连接，保证足够的传输容量。结合设备间的数据传输需求，综合考虑通信实时性、可靠性及系统安全，制定数据传输策略为：间隔层的测控保护装置数据直接接入站控层交换机，储能单元层设备的数据经间隔层交换机汇集再接入站控层交换机，变流器二次系统数据采用并发模式分别发至监控主机和就地监控系统，电池管理系统将全部数据送至就地监控系统，将部分重要数据送至监控主机，电池管理系统利用屏蔽双绞线向变流器二次系统传输保护控制参数，利用硬接点向变流器二次系统发停机命令。由于通信设备的故障可能导致设备间通信中断，为了保证储能电站的设备安全，制定系统的断网响应策略为：变流器二次系统检测到与监控主机网络中断，立即采取停机措施，监控主机检测到与电池管理系统网络中断，一定延时后向该电池管理系统对应的PCS发停机命令，电池管理系统检测到与变流器二次系统通信中断，立即通过硬接点向变流器二次系统发停机命令。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池储能电站通信装置，其特征在于，包括站控层设备、间隔层设备和储能单元层设备，所述的站控层设备通过间隔层设备通讯连接至储能单元层设备，所述的站控层设备包括站控层交换机，以及互相并联连接至站控层交换机的监控主机、数据通信网关机和网络安全监测装置；所述的间隔层设备包括间隔层交换机，以及互相并联连接至间隔层交换机的公用测控装置、10kV光差保护测控装置、站用变保护测控装置、防孤岛保护装置和频率电压紧急控制装置；所述储能单元层设备包括储能单元层交换机，以及互相并联连接至储能单元层交换机的变流器二次系统、电池管理系统、就地监控系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池储能电站通信装置，其特征在于，包括站控层设备、间隔层设备和储能单元层设备，所述的站控层设备通过间隔层设备通讯连接至储能单元层设备，所述的站控层设备包括站控层交换机，以及互相并联连接至站控层交换机的监控主机、数据通信网关机和网络安全监测装置；所述的间隔层设备包括间隔层交换机，以及互相并联连接至间隔层交换机的公用测控装置、10kV光差保护测控装置、站用变保护测控装置、防孤岛保护装置和频率电压紧急控制装置；所述储能单元层设备包括储能单元层交换机，以及互相并联连接至储能单元层交换机的变流器二次系统、电池管理系统、就地监控系统。


2.根据权利要求1所述的一种电池储能电站通信装置，其特征在于，所述的站控层设备还包括互相并联连接至站控层交换机的打印机和历史数据服务器。


3.根据权利要求1所述的一种电池储能电站通信装置，其特征在于，所述的站控层设备还包括同步时间系统，所述的同步时间系统连接至站控层交换机，并通过GPS系统和北斗卫星系统获得时间信息。


4.根据权利要求1所述的一种电池储能电站通信装置，其特征在于，所述的间隔层设备还与监控主机之间直接以网线连接，采用IEC61850通信协议；所述的变流器二次系统和电池管理系统还分别与监控主机之间直接以网线连接，采用IEC61850通信协议；所述的变流器二次系统还与电池管理系统之间直接以屏蔽双绞线连接，采用Modb...

【专利技术属性】
技术研发人员：余斌，郭思源，严亚兵，徐浩，李刚，朱维钧，李辉，梁文武，洪权，吴晋波，潘伟，刘海峰，汪霄飞，臧欣，刘宇，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43