[發明專利]一種電池儲能站的監控方法及監控系統

有效

• 申請號: 201410724747.1
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104377786B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 周鈺;魯麗娟;谷新梅
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J13/00
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 張文雄

本發明一種電池儲能站的監控方法及監控系統涉及于電池儲能站的監測和控制的方法和系統。其公開的方法是：1)在電池儲能站的監控系統中配置專用嵌入式控制主機，通過嵌入式控制主機連接電池儲能站的電池管理系統和功率變換系統形成過程層網絡，使電池儲能站的監控系統網絡分成相互獨立的控制網和監視網；2)所述的電池儲能站的監控中，電池管理系統和功率變換系統的監視信息通過監視網絡發送至監控中心；電池管理系統和功率變換系統的控制信息通過控制網接入控制主機，由控制主機發送至監控中心；使電池儲能站的狀態信息監視和控制分別通過兩個獨立的網絡快速傳遞到電池管理系統和功率變換系統。本發明還公開其方法的監控系統，應用時大大提高電池儲能站監控系統的可靠性及響應速度性能，同時提高電池儲能站的運用性能。

技術領域

本發明涉及一種電池儲能站的監控方法及監控系統。屬于電力系統中電池儲能站的監測及控制設備技術領域。

背景技術

儲能技術是指將電能通過某種裝置轉換成其他便于存儲的能量并高效存儲起來，在需要時，將所存儲能量方便地轉換成所需能量的一種技術。電池儲能技術作為一種新型的電化學儲能技術，由于其環境適應性好、能量密度高、占地少、效率高、工期短等優點越來越受到業界的廣泛關注。

電池儲能站監控系統作為電池儲能站的中樞神經，是電池儲能站的重要組成部分，若干電池單體并聯組成一個電池模塊，多個電池模塊串聯組成一個電池簇，而多個電池簇并聯組成一個儲能分系統，大型電池儲能站一個儲能分系統一般由幾十個電池簇，每簇200-300個電池模塊構成，電池管理系統(BMS)分層分級，采集電池電流、電壓、SOC等信息，如此大量的信息如何高效、安全、可靠的處理與上送，成為在設計時需要考慮的問題。

如圖1所示，現有技術的一種儲能電站監控系統，采用雙網冗余配置，大量電池監視信息、功率變換系統少量監視信息及所有控制信息通過站控層網絡對儲能電站進行就地、控制和維護操作，監控系統主要包括服務器、交換機、工作站、GPS、防火墻、規約轉換器等。站內采用雙網冗余配置，電池管理系統通過交換機組成間隔層網絡一與站控層網絡相連，功率變換系統通過交換機組成間隔層網絡二與站控層網絡相連，兩個間隔層網絡通過光纜與監控主機相連。該技術方案電池管理系統信息與功率變換系統信息均直接接入站控層網絡，通過監控主機實現全站信息接收、顯示故障告警等監視功能以及功率變化系統控制指令下發、開關控制等站內儲能設備的控制功能。

對于整個儲能系統而言，功率變化系統的監視與控制指令相對電池管理系統信息量較少，主要是電池管理系統數據消耗主機系統資源較多。做一個粗略的計算，以鋰電池為例，每個電池管理系統需上送4-5個信息(包括電流、電壓、溫度、SOC等)，按每個電池簇256個電池模塊計，每500kW需接受并處理2萬多個信息。對于兆瓦級電池儲能站電池組相關監視的信息量是巨大的，系統運行過程中容易造成網絡過負荷或運行數據丟失，若所有監視與控制信息(電池管理系統和功率變化系統的監控信息)的接收與處理由監控主機完成，大量電池信息的上送可能影響到功率變換系統控制信息的接收與控制指令的下達，從而影響電池儲能站快速控制策略的實施。

另一方面，現有技術間隔層網絡二多采用Modus規約，Modus規約的輪詢周期一般設定為100ms，因此電池儲能站規模越大，PCS越多，對于整個儲能電站而言，儲能系統整體響應速度越慢，將無法滿足緊急無功支撐、電能質量調節等百毫秒以內的控制策略實施的需求。

如圖2所示，現有技術的另一種儲能電站監控系統，其特點是，一方面負責就地電池管理系統大量信息的采集，另一方面執行系統級控制指令，并實現子系統多機協調控制。但存在如下缺點：

1)雖然間隔層控制指令網絡與電池管理系統大量信息分開不同網絡，但就地控制主機與監視數據上送主機為同一設備，就地監控主機的數據處理能力高低決定了就地控制系統的穩定性，對主機的要求較高。