[發(fā)明專利]一種儲能系統(tǒng)的電池監(jiān)控信息傳輸方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310599108.2
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103633738A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王科;陳華軍;董旭柱;陳浩敏;萬慶祝;習(xí)偉;陳波;張明明;蔣屹新
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J15/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種儲能系統(tǒng)的電池監(jiān)控信息傳輸方法。

背景技術(shù)

電池儲能站是電力系統(tǒng)一種全新的調(diào)節(jié)手段，與傳統(tǒng)抽水蓄能相比，具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)性能好、選址靈活、效率高等優(yōu)點(diǎn)。能作用于電網(wǎng)發(fā)輸配變用各個(gè)環(huán)節(jié)，可用于削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓、配合新能源接入等，能有效提高能源和電網(wǎng)設(shè)備綜合利用效率，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

在大容量電池儲能站的建設(shè)中，與常規(guī)變電站監(jiān)控系統(tǒng)不同，儲能站監(jiān)控系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，面臨的技術(shù)瓶頸包括：（1）監(jiān)控規(guī)模大，儲能站監(jiān)測電池單體電壓、溫度、告警信號，信息點(diǎn)規(guī)模是常規(guī)變電站的數(shù)十倍；（2）實(shí)時(shí)要求高，電網(wǎng)對儲能電站的高級應(yīng)用有多種需求，其實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間從十幾毫秒到數(shù)分鐘不等，既要滿足容量的要求，又要滿足實(shí)時(shí)性的要求，站內(nèi)通信系統(tǒng)的分層分區(qū)設(shè)計(jì)也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)；（3）通信規(guī)約各異，儲能站包括多種電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS）、保護(hù)測控設(shè)備等，其通信規(guī)約各異，需要參照國際通行的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)儲能站的信息模型和通信體系。

由于電池單體數(shù)量大，電池模塊、電池堆的數(shù)量相比單體存在數(shù)量級差異，因而電池單體信息量多少決定了監(jiān)控的技術(shù)策略。實(shí)際交互的信息以BMS系統(tǒng)最終提供的信息模型為準(zhǔn)，由于各電池廠家單芯的容量及組堆策略的不同，電池組成方式在單體、模塊，組三個(gè)層次上存在著數(shù)量的差異。電池的監(jiān)視信息中，遙測數(shù)據(jù)占比重很小，告警信息占絕大部分，在龐大的BMS監(jiān)視信息量，遙測數(shù)據(jù)約占20%，而告警信息占80%。因此，有必要對電池監(jiān)控信息進(jìn)行分類，將一些不必要的狀態(tài)信息進(jìn)行就地處理和存儲，而只上傳必要的告警信息。而目前大容量電池儲能站監(jiān)控系統(tǒng)并沒有將監(jiān)控信息按照這一原則進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能滿足容量需求又能有效提高電池監(jiān)控信息實(shí)時(shí)性的儲能系統(tǒng)的電池監(jiān)控信息分層分級分類的傳輸方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

為了全面監(jiān)視電池的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)為高級應(yīng)用準(zhǔn)備數(shù)據(jù)源，BMS傳遞給監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)包括電池單體級信息、電池模塊級信息、電池堆級信息。電池單體級信息由電池單體管理模塊(BMMU)提供。電池模塊級信息由蓄電池模塊管理單元(BCMU)提供。電池堆級信息由電池管理系統(tǒng)(BMS)提供。在考慮監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，有必要將電池信息按照這些層級進(jìn)行排列，逐層篩選。

由于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息量龐大，為避免大容量的BMS信息通訊對監(jiān)控系統(tǒng)造成沖擊，BMS系統(tǒng)宜單獨(dú)組網(wǎng)。由于BMS系統(tǒng)的信息也要通過遠(yuǎn)動上送雙調(diào)/地調(diào)，為避免對雙調(diào)/地調(diào)的沖擊和改動過大，BMS系統(tǒng)大容量信息需要經(jīng)過就地計(jì)算處理和存儲，按照分類、分級和分層的方式進(jìn)行上傳。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種儲能系統(tǒng)的電池監(jiān)控信息傳輸方法，對電池監(jiān)控信息進(jìn)行分類、分級和分層的處理：

a.分類，將電池監(jiān)控信息分兩類，即遙測信息和告警信息；相對于遙測信息而言，給告警信息配置較高的優(yōu)先等級，在傳輸和處理的工程中，告警信息都較遙測信息得到優(yōu)待；

b．分級，將電池監(jiān)控信息劃分為電池單體級信息、電池模塊級信息和電池堆級信息；

c．分層，將電池監(jiān)控信息的傳輸路徑由下往上劃分為電池單體管理單元、電池模塊管理單元、電池管理系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)的后臺監(jiān)控主機(jī)和上級主站監(jiān)控系統(tǒng)這五層；

其中，電池單體管理單元實(shí)現(xiàn)電池單體級信息的采集和上傳；

電池模塊管理單元實(shí)現(xiàn)電池模塊級信息的采集和上傳；

電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電池堆級信息的采集和上傳；

儲能系統(tǒng)的后臺監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和上傳；

上級主站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所管轄范圍內(nèi)儲能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集；

上一層實(shí)現(xiàn)對下一層數(shù)據(jù)的采集并作數(shù)據(jù)處理。

在分類過程中，采用QoS相關(guān)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)帶寬和計(jì)算處理能力等條件約束下，優(yōu)化和改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。通過對儲能系統(tǒng)的電池監(jiān)控信息的傳輸途徑進(jìn)行分層，明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶哟涡?，便于?shù)據(jù)通信的管理。

在一種優(yōu)選方案中，電池單體級信息是蓄電池單體的監(jiān)測數(shù)據(jù)，只在蓄電池模塊中有效，上傳到上一級的蓄電池組的電池模塊管理單元之后成為蓄電池模塊級信息，在蓄電池組中有效，其它級別數(shù)據(jù)的有效范疇和生命周期，以此類推。

在一種優(yōu)選方案中，數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)整合。