一種儲能管理系統的製作方法
2023-07-10 23:46:31
一種儲能管理系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種儲能管理系統，包括儲能變流器、儲能管理子系統和電池管理系統，所述電池管理系統連接儲能管理子系統和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統中，所述儲能管理系統還包括通訊網絡、儲能系統管理模塊和能源管理系統，所述儲能管理子系統通過通訊網絡與儲能系統管理模塊通訊連接，所述儲能系統管理模塊與智能微電網的能源管理系統通訊連接。用以解決現有儲能管理系統結構複雜、可靠性低的問題。
【專利說明】一種儲能管理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及儲能系統，具體涉及一種儲能管理系統。
【背景技術】
[0002]大規模儲能技術有效的解決了用電峰值負荷需求，提高了電力系統的穩定性和可靠性，很大程度上解決了新能源發電的間隙性、不穩定性和不可控性等問題，實現了新能源發電的平滑功率輸出，促進電動汽車產業的發展，在分布式發電系統中存儲一定數量的電能，用以應付突發事件，改善電能質量，維持局部電網穩定運行。
[0003]儲能管理系統是儲能系統研究中的重要【技術領域】，儲能管理系統是指為基於磷酸鐵鋰電池、超級電容等儲能元件經過多串並組合而成的儲能模組提供電源管理、保護等功能的系統。儲能管理系統包括但不限於電池管理系統、超級電容管理系統。
[0004]大規模儲能技術的研製在國內還處於起步階段，針對大規模儲能技術的儲能管理系統與國外還有較大差距，現有的儲能管理系統多為現有技術的簡單綜合，沒有完全依照大規模儲能裝置的特點二單獨設計開發，儲能管理系統結構繁雜、成本較高，且可靠性低。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種儲能管理系統，該儲能管理系統可根據各種能源的使用情況，做出儲能系統最優化使用方案，引導用戶對儲能系統的合理使用，而且能夠優化儲能系統對電能質量的影響，提高儲能系統的可靠性，用以解決現有儲能管理系統結構複雜、可靠性低的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明的方案是:一種儲能管理系統，包括能源管理系統、儲能變流器、儲能管理子系統和電池管理系統，所述電池管理系統連接儲能管理子系統和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統中，所述儲能管理系統還包括通訊網絡、儲能系統管理模塊和能源管理系統，所述儲能管理子系統通過通訊網絡與儲能系統管理模塊通訊連接，所述儲能系統管理模塊與所述能源管理系統通訊連接。
[0007]所述能源管理系統包括主能源管理系統和備用能源管理系統。
[0008]所述儲能系統管理模塊與能源管理系統通過API接口連接，通過實時資料庫進行信息的交互。
[0009]所述儲能系統管理模塊與儲能管理子系統之間採用TPC/IP協議交換數據。
[0010]所述儲能管理子系統包括數據採集單元，用於收集子系統的運行的數據，並做相應的分類處理，根據上級系統請求，發送相應格式的數據；
[0011]數據處理單元，用於對採集到的數據，根據系統對數據的需求，做相應的偏移、計算、移位等數據處理，轉換為系統所需要的數據類型；
[0012]數據顯示單元，用於系統畫面顯示、系統參數及運行狀態顯示、儲能變流器顯示、電池管理系統顯示和實時曲線顯示；
[0013]數據存儲單元，用於以一定的格式，把數據實行分類，分別存儲到不同的資料庫與表中；
[0014]數據查詢單元，用於根據查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數據；
[0015]事件與告警單元，用於顯示與記錄各子系統運行報警與事件，並可以根據條件查詢；
[0016]操作控制單元，用於通過控制儲能變流器來實現每個儲能子系統的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態進行控制；
[0017]用戶管理單元，用於實現權限用戶的添加、刪除、修改等功能；
[0018]用戶報表單元，用於根據需要，對歷史數據進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
[0019]所述通訊網絡為乙太網。
[0020]本發明達到的有益效果:本發明的儲能管理子系統通過通訊網絡連接儲能系統管理模塊，將電池組的數據信息、儲能變流器的數據信息通過通訊網絡傳送給儲能系統管理模塊，通過儲能系統管理模塊了解儲能系統充用電和供放電數據，分析儲能系統充放電效率，並可根據各種能源的使用情況，做出儲能系統最優化使用方案，引導用戶對儲能系統的合理使用；儲能系統管理模塊通過實時資料庫與能源管理系統交換數據，由能源管理系統給出的電能質量相關數據，控制儲能系統的運行，優化儲能系統對電能質量的影響，提高了儲能系統的可靠性，而且結構簡單，降低了系統成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明儲能管理系統的結構原理圖；
[0022]圖2是本發明儲能系統管理系統的內部結構圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
[0024]本發明的儲能管理系統包括能源管理系統、儲能變流器、儲能管理子系統和電池管理系統，所述電池管理系統連接儲能管理子系統和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統中，所述儲能管理系統還包括通訊網絡、儲能系統管理模塊和能源管理系統，所述儲能管理子系統通過通訊網絡與儲能系統管理模塊通訊連接，所述儲能系統管理模塊與所述能源管理系統通訊連接。
[0025]如圖1，本實施例將儲能管理子系統與儲能變流器集成在一起，完成儲能系統的當地監控。儲能管理子系統主要功能包括數據採集、數據處理、控制功能、安全監視與顯示功能等。儲能管理子系統將數據經過初步的處理，通過通訊網絡與儲能系統管理模塊進行數據交互。
[0026]智能社區能源管理系統提供API接口，儲能系統管理模塊通過實時資料庫與能源管理系統進行數據交互；儲能系統管理模塊負責將多種通信方式採集終端的通訊接入和通信報文的加密解密，並進行規約解析和轉換，完成數據入庫和轉發等功能；同時，儲能系統管理模塊接收能源管理系統的數據並將參數下發，並接收終端控制執行指令對帶控制功能的終端、電能表和儲能設備執行相關控制操作。[0027]儲能管理子系統及儲能系統管理模塊主要使用乙太網接口、modbUS通訊規約進行數據傳輸。使用的工作站的作業系統是Windows或Redhat Linux作業系統。儲能系統管理模塊作為智能微電網的一個子模塊，嵌入到整個智能微電網管理系統，與智能微電網管理系統進行數據共享。
[0028]如圖2，本實施例的儲能管理系統採用主、備控制模式，包括主能源管理系統和備用能源管理系統，儲能系統管理模塊包括系統模塊，系統模塊連接主能源管理系統和備用能源管理系統，與主能源管理系統進行數據交換；系統模塊連接有鋰電池儲能管理子系統，與鋰電池儲能管理子系統交換數據，且儲能管理子系統可進行擴展，接入其他的儲能系統；儲能管理子系統包括功能模塊，與系統模塊通信連接，功能模塊上設有通訊接口，該通訊接口通過TCP/IP協議與系統模塊交換數據。功能模塊包括以下功能單元:
[0029](I)數據採集單元
[0030]收集儲能管理子系統的運行的數據，並做相應的分類處理，根據上級系統請求，發送相應格式的數據。數據採集單元主要採集的數據來源有:配電網的電壓、電流值；儲能變流器傳送的交流側和直流側電壓、電流、功率等信號；電池管理系統傳送的電池信息；電能表傳送的有功、無功，電流，功率因數。
[0031](2)數據處理單元
[0032]對採集到的數據，根據系統對數據的需求，做相應的偏移、計算、移位等數據處理，轉換為系統所需要的數據類型。
[0033]處理分析的模擬量有:380V配電網電壓、電流；儲能變流器、電池管理系統和電能表信息。處理分析的狀態量主要包括380V母線過流、斷路器狀態，以及儲能變流器狀態、電池組狀態等。
[0034](3)數據顯示單元
[0035]系統畫面顯示:主要顯示儲能系統有功總電量、無功總電量、總功率、有功功率、無功功率、充放電電流、效率等遙測量，以及充放電狀態等遙信量。
[0036]系統參數及運行狀態顯示:主要顯示內容有調度指令、系統運行狀態、充放電及效率、儲能變流器設置、電池管理系統設置。
[0037]儲能變流器顯示:儲能變流器交流側輸出電壓、電流、功率和頻率，以及發電量、效率等；儲能變流器直流側輸出電壓、電流，以及發電電量、充電電量；充電浮充電裝置運行狀態；充電裝置運行方式切換、裝置故障等。
[0038]電池管理系統顯示:電池總剩餘容量，以及各個電池支路的剩餘容量；所有電池組電壓檢測、所有單體電池電壓檢測；所有電池組溫度檢測；
[0039]實時曲線顯示:各電池組電壓/電流隨時間變化曲線；各電池組可用容量隨循環次數的變化曲線；各電池組可用能量隨循環次數的變化曲線；儲能系統總功率曲線(4)數據存儲單兀
[0040]以一定的格式，把數據實行分類，分別存儲到不同的資料庫與表中。並且與整個智能微電網子系統進行資料庫集成，放在能源管理系統統一的Oracle資料庫平臺。(5)數據查詢單元
[0041]根據查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數據。通過歷史數據整合，分析儲能系統的可靠性、安全性和經濟性，包括以下分析內容:建立儲能系統運行和充放電數據的歷史資料庫，建立儲能系統電壓、電流、溫度等狀態的充放電資料庫。
[0042](6)操作控制單元
[0043]在用戶工作站，通過控制儲能變流器來實現每個儲能子系統的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態進行控制，調節儲能系統的充放電功率、充放電電流和累計充放電電量。
[0044]進行控制操作時，必須使用有控制權限帳戶進行登入。操作過程要經過相關操作閉鎖條件檢測，確定相關操作儲能系統是否能執行。控制操作執行後，系統會記錄操作時間、操作能容、操作結果和操作登錄帳戶。在系統記錄中會區分本地控制、遠程控制和自動運行。一個系統同時只有一個操作能被執行。具體有功能有:啟動、停機、復位。
[0045](7)事件與告警單元
[0046]顯示與記錄各子系統運行報警與事件，並可以根據條件查詢。
[0047](8)用戶管理單元
[0048]權限用戶的添加、刪除、修改等功能。
[0049](9)用戶報表單元
[0050]根據需要，對歷史數據進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
[0051]本發明的儲能管理系統中，儲能管理子系統通過通訊網絡連接儲能系統管理模塊，將電池組的數據信息、儲能變流器的數據信息通過通訊網絡傳送給儲能系統管理模塊，通過儲能系統管理模塊可根據各種能源的使用情況，做出儲能系統最優化使用方案，引導用戶對儲能系統的合理使用；儲能系統管理模塊通過實時資料庫與能源管理系統交換數據，由能源管理系統給出的電能質量相關數據，優化儲能系統對電能質量的影響，提高儲能系統的可靠性。
【權利要求】
1.一種儲能管理系統，包括能源管理系統、儲能變流器、儲能管理子系統和電池管理系統，所述電池管理系統連接儲能管理子系統和儲能變流器，其特徵在於:所述儲能變流器集成在儲能管理子系統中，所述儲能管理系統還包括通訊網絡、儲能系統管理模塊和能源管理系統，所述儲能管理子系統通過通訊網絡與儲能系統管理模塊通訊連接，所述儲能系統管理模塊與智能微電網的能源管理系統通訊連接。
2.根據權利要求1所述的儲能管理系統，其特徵在於所述能源管理系統包括主能源管理系統和備用能源管理系統，主能源管理系統和備用能源管理系統分別與所述的儲能系統管理模塊對應連接。
3.根據權利要求1所述的儲能管理系統，其特徵在於所述儲能系統管理模塊與能源管理系統通過API接口連接，通過實時資料庫進行信息的交互。
4.根據權利要求1所述的儲能管理系統，其特徵在於所述儲能系統管理模塊與儲能管理子系統之間採用TPC/IP協議交換數據。
5.根據權利要求1所述的儲能管理系統，其特徵在於所述儲能管理子系統包括數據採集單元，用於收集子系統的運行的數據，並做相應的分類處理，根據上級系統請求，發送相應格式的數據； 數據處理單元，用於對採集到的數據，根據系統對數據的需求，做相應的偏移、計算、移位等數據處理，轉換為系統所需要的數據類型； 數據顯示單元，用於系統畫面顯示、系統參數及運行狀態顯示、儲能變流器顯示、電池管理系統顯示和實時曲線顯示； 數據存儲單元，用於以一定的格式，把數據實行分類，分別存儲到不同的資料庫與表中； 數據查詢單元，用於根據查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數據； 事件與告警單元，用於顯示與記錄各子系統運行報警與事件，並可以根據條件查詢； 操作控制單元，用於通過控制儲能變流器來實現每個儲能子系統的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態進行控制； 用戶管理單元，用於實現權限用戶的添加、刪除、修改等功能； 用戶報表單元，用於根據需要，對歷史數據進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
6.根據權利要求1所述的儲能管理系統，其特徵在於所述通訊網絡為乙太網。
【文檔編號】G06Q50/06GK103593715SQ201310594030
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】劉雋, 時珊珊, 張宇, 柳勁松, 包海龍, 劉舒, 方陳 申請人:國網上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司