一種儲能管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種儲能管理系統(tǒng)，包括儲能變流器、儲能管理子系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)連接儲能管理子系統(tǒng)和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統(tǒng)中，所述儲能管理系統(tǒng)還包括通訊網(wǎng)絡(luò)、儲能系統(tǒng)管理模塊和能源管理系統(tǒng)，所述儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與儲能系統(tǒng)管理模塊通訊連接，所述儲能系統(tǒng)管理模塊與智能微電網(wǎng)的能源管理系統(tǒng)通訊連接。用以解決現(xiàn)有儲能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低的問題。
【專利說明】一種儲能管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能系統(tǒng)，具體涉及一種儲能管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大規(guī)模儲能技術(shù)有效的解決了用電峰值負荷需求，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，很大程度上解決了新能源發(fā)電的間隙性、不穩(wěn)定性和不可控性等問題，實現(xiàn)了新能源發(fā)電的平滑功率輸出，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在分布式發(fā)電系統(tǒng)中存儲一定數(shù)量的電能，用以應(yīng)付突發(fā)事件，改善電能質(zhì)量，維持局部電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
[0003]儲能管理系統(tǒng)是儲能系統(tǒng)研究中的重要【技術(shù)領(lǐng)域】，儲能管理系統(tǒng)是指為基于磷酸鐵鋰電池、超級電容等儲能元件經(jīng)過多串并組合而成的儲能模組提供電源管理、保護等功能的系統(tǒng)。儲能管理系統(tǒng)包括但不限于電池管理系統(tǒng)、超級電容管理系統(tǒng)。
[0004]大規(guī)模儲能技術(shù)的研制在國內(nèi)還處于起步階段，針對大規(guī)模儲能技術(shù)的儲能管理系統(tǒng)與國外還有較大差距，現(xiàn)有的儲能管理系統(tǒng)多為現(xiàn)有技術(shù)的簡單綜合，沒有完全依照大規(guī)模儲能裝置的特點二單獨設(shè)計開發(fā)，儲能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁雜、成本較高，且可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種儲能管理系統(tǒng)，該儲能管理系統(tǒng)可根據(jù)各種能源的使用情況，做出儲能系統(tǒng)最優(yōu)化使用方案，引導(dǎo)用戶對儲能系統(tǒng)的合理使用，而且能夠優(yōu)化儲能系統(tǒng)對電能質(zhì)量的影響，提高儲能系統(tǒng)的可靠性，用以解決現(xiàn)有儲能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種儲能管理系統(tǒng)，包括能源管理系統(tǒng)、儲能變流器、儲能管理子系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)連接儲能管理子系統(tǒng)和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統(tǒng)中，所述儲能管理系統(tǒng)還包括通訊網(wǎng)絡(luò)、儲能系統(tǒng)管理模塊和能源管理系統(tǒng)，所述儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與儲能系統(tǒng)管理模塊通訊連接，所述儲能系統(tǒng)管理模塊與所述能源管理系統(tǒng)通訊連接。
[0007]所述能源管理系統(tǒng)包括主能源管理系統(tǒng)和備用能源管理系統(tǒng)。
[0008]所述儲能系統(tǒng)管理模塊與能源管理系統(tǒng)通過API接口連接，通過實時數(shù)據(jù)庫進行信息的交互。
[0009]所述儲能系統(tǒng)管理模塊與儲能管理子系統(tǒng)之間采用TPC/IP協(xié)議交換數(shù)據(jù)。
[0010]所述儲能管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元，用于收集子系統(tǒng)的運行的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的分類處理，根據(jù)上級系統(tǒng)請求，發(fā)送相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)；
[0011]數(shù)據(jù)處理單元，用于對采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的需求，做相應(yīng)的偏移、計算、移位等數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)類型；
[0012]數(shù)據(jù)顯示單元，用于系統(tǒng)畫面顯示、系統(tǒng)參數(shù)及運行狀態(tài)顯示、儲能變流器顯示、電池管理系統(tǒng)顯示和實時曲線顯示；
[0013]數(shù)據(jù)存儲單元，用于以一定的格式，把數(shù)據(jù)實行分類，分別存儲到不同的數(shù)據(jù)庫與表中；
[0014]數(shù)據(jù)查詢單元，用于根據(jù)查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數(shù)據(jù)；
[0015]事件與告警單元，用于顯示與記錄各子系統(tǒng)運行報警與事件，并可以根據(jù)條件查詢；
[0016]操作控制單元，用于通過控制儲能變流器來實現(xiàn)每個儲能子系統(tǒng)的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態(tài)進行控制；
[0017]用戶管理單元，用于實現(xiàn)權(quán)限用戶的添加、刪除、修改等功能；
[0018]用戶報表單元，用于根據(jù)需要，對歷史數(shù)據(jù)進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
[0019]所述通訊網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)。
[0020]本發(fā)明達到的有益效果:本發(fā)明的儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接儲能系統(tǒng)管理模塊，將電池組的數(shù)據(jù)信息、儲能變流器的數(shù)據(jù)信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送給儲能系統(tǒng)管理模塊，通過儲能系統(tǒng)管理模塊了解儲能系統(tǒng)充用電和供放電數(shù)據(jù)，分析儲能系統(tǒng)充放電效率，并可根據(jù)各種能源的使用情況，做出儲能系統(tǒng)最優(yōu)化使用方案，引導(dǎo)用戶對儲能系統(tǒng)的合理使用；儲能系統(tǒng)管理模塊通過實時數(shù)據(jù)庫與能源管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，由能源管理系統(tǒng)給出的電能質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，控制儲能系統(tǒng)的運行，優(yōu)化儲能系統(tǒng)對電能質(zhì)量的影響，提高了儲能系統(tǒng)的可靠性，而且結(jié)構(gòu)簡單，降低了系統(tǒng)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明儲能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0022]圖2是本發(fā)明儲能系統(tǒng)管理系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0024]本發(fā)明的儲能管理系統(tǒng)包括能源管理系統(tǒng)、儲能變流器、儲能管理子系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)連接儲能管理子系統(tǒng)和儲能變流器，所述儲能變流器集成在儲能管理子系統(tǒng)中，所述儲能管理系統(tǒng)還包括通訊網(wǎng)絡(luò)、儲能系統(tǒng)管理模塊和能源管理系統(tǒng)，所述儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與儲能系統(tǒng)管理模塊通訊連接，所述儲能系統(tǒng)管理模塊與所述能源管理系統(tǒng)通訊連接。
[0025]如圖1，本實施例將儲能管理子系統(tǒng)與儲能變流器集成在一起，完成儲能系統(tǒng)的當?shù)乇O(jiān)控。儲能管理子系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制功能、安全監(jiān)視與顯示功能等。儲能管理子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)經(jīng)過初步的處理，通過通訊網(wǎng)絡(luò)與儲能系統(tǒng)管理模塊進行數(shù)據(jù)交互。
[0026]智能社區(qū)能源管理系統(tǒng)提供API接口，儲能系統(tǒng)管理模塊通過實時數(shù)據(jù)庫與能源管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互；儲能系統(tǒng)管理模塊負責將多種通信方式采集終端的通訊接入和通信報文的加密解密，并進行規(guī)約解析和轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)入庫和轉(zhuǎn)發(fā)等功能；同時，儲能系統(tǒng)管理模塊接收能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并將參數(shù)下發(fā)，并接收終端控制執(zhí)行指令對帶控制功能的終端、電能表和儲能設(shè)備執(zhí)行相關(guān)控制操作。[0027]儲能管理子系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)管理模塊主要使用以太網(wǎng)接口、modbUS通訊規(guī)約進行數(shù)據(jù)傳輸。使用的工作站的操作系統(tǒng)是Windows或Redhat Linux操作系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)管理模塊作為智能微電網(wǎng)的一個子模塊，嵌入到整個智能微電網(wǎng)管理系統(tǒng)，與智能微電網(wǎng)管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享。
[0028]如圖2，本實施例的儲能管理系統(tǒng)采用主、備控制模式，包括主能源管理系統(tǒng)和備用能源管理系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)管理模塊包括系統(tǒng)模塊，系統(tǒng)模塊連接主能源管理系統(tǒng)和備用能源管理系統(tǒng)，與主能源管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)模塊連接有鋰電池儲能管理子系統(tǒng)，與鋰電池儲能管理子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，且儲能管理子系統(tǒng)可進行擴展，接入其他的儲能系統(tǒng)；儲能管理子系統(tǒng)包括功能模塊，與系統(tǒng)模塊通信連接，功能模塊上設(shè)有通訊接口，該通訊接口通過TCP/IP協(xié)議與系統(tǒng)模塊交換數(shù)據(jù)。功能模塊包括以下功能單元:
[0029](I)數(shù)據(jù)采集單元
[0030]收集儲能管理子系統(tǒng)的運行的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的分類處理，根據(jù)上級系統(tǒng)請求，發(fā)送相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集單元主要采集的數(shù)據(jù)來源有:配電網(wǎng)的電壓、電流值；儲能變流器傳送的交流側(cè)和直流側(cè)電壓、電流、功率等信號；電池管理系統(tǒng)傳送的電池信息；電能表傳送的有功、無功，電流，功率因數(shù)。
[0031](2)數(shù)據(jù)處理單元
[0032]對采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的需求，做相應(yīng)的偏移、計算、移位等數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)類型。
[0033]處理分析的模擬量有:380V配電網(wǎng)電壓、電流；儲能變流器、電池管理系統(tǒng)和電能表信息。處理分析的狀態(tài)量主要包括380V母線過流、斷路器狀態(tài)，以及儲能變流器狀態(tài)、電池組狀態(tài)等。
[0034](3)數(shù)據(jù)顯示單元
[0035]系統(tǒng)畫面顯示:主要顯示儲能系統(tǒng)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(tài)等遙信量。
[0036]系統(tǒng)參數(shù)及運行狀態(tài)顯示:主要顯示內(nèi)容有調(diào)度指令、系統(tǒng)運行狀態(tài)、充放電及效率、儲能變流器設(shè)置、電池管理系統(tǒng)設(shè)置。
[0037]儲能變流器顯示:儲能變流器交流側(cè)輸出電壓、電流、功率和頻率，以及發(fā)電量、效率等；儲能變流器直流側(cè)輸出電壓、電流，以及發(fā)電電量、充電電量；充電浮充電裝置運行狀態(tài)；充電裝置運行方式切換、裝置故障等。
[0038]電池管理系統(tǒng)顯示:電池總剩余容量，以及各個電池支路的剩余容量；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(huán)次數(shù)的變化曲線；各電池組可用能量隨循環(huán)次數(shù)的變化曲線；儲能系統(tǒng)總功率曲線(4)數(shù)據(jù)存儲單兀
[0040]以一定的格式，把數(shù)據(jù)實行分類，分別存儲到不同的數(shù)據(jù)庫與表中。并且與整個智能微電網(wǎng)子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)庫集成，放在能源管理系統(tǒng)統(tǒng)一的Oracle數(shù)據(jù)庫平臺。(5)數(shù)據(jù)查詢單元
[0041]根據(jù)查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數(shù)據(jù)。通過歷史數(shù)據(jù)整合，分析儲能系統(tǒng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟性，包括以下分析內(nèi)容:建立儲能系統(tǒng)運行和充放電數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫，建立儲能系統(tǒng)電壓、電流、溫度等狀態(tài)的充放電數(shù)據(jù)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(xiàn)每個儲能子系統(tǒng)的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態(tài)進行控制，調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)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(quán)限賬戶進行登入。操作過程要經(jīng)過相關(guān)操作閉鎖條件檢測，確定相關(guān)操作儲能系統(tǒng)是否能執(zhí)行。控制操作執(zhí)行后，系統(tǒng)會記錄操作時間、操作能容、操作結(jié)果和操作登錄賬戶。在系統(tǒng)記錄中會區(qū)分本地控制、遠程控制和自動運行。一個系統(tǒng)同時只有一個操作能被執(zhí)行。具體有功能有:啟動、停機、復(fù)位。
[0045](7)事件與告警單元
[0046]顯示與記錄各子系統(tǒng)運行報警與事件，并可以根據(jù)條件查詢。
[0047](8)用戶管理單元
[0048]權(quán)限用戶的添加、刪除、修改等功能。
[0049](9)用戶報表單元
[0050]根據(jù)需要，對歷史數(shù)據(jù)進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
[0051]本發(fā)明的儲能管理系統(tǒng)中，儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接儲能系統(tǒng)管理模塊，將電池組的數(shù)據(jù)信息、儲能變流器的數(shù)據(jù)信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳送給儲能系統(tǒng)管理模塊，通過儲能系統(tǒng)管理模塊可根據(jù)各種能源的使用情況，做出儲能系統(tǒng)最優(yōu)化使用方案，引導(dǎo)用戶對儲能系統(tǒng)的合理使用；儲能系統(tǒng)管理模塊通過實時數(shù)據(jù)庫與能源管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，由能源管理系統(tǒng)給出的電能質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化儲能系統(tǒng)對電能質(zhì)量的影響，提高儲能系統(tǒng)的可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種儲能管理系統(tǒng)，包括能源管理系統(tǒng)、儲能變流器、儲能管理子系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)連接儲能管理子系統(tǒng)和儲能變流器，其特征在于:所述儲能變流器集成在儲能管理子系統(tǒng)中，所述儲能管理系統(tǒng)還包括通訊網(wǎng)絡(luò)、儲能系統(tǒng)管理模塊和能源管理系統(tǒng)，所述儲能管理子系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與儲能系統(tǒng)管理模塊通訊連接，所述儲能系統(tǒng)管理模塊與智能微電網(wǎng)的能源管理系統(tǒng)通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能管理系統(tǒng)，其特征在于所述能源管理系統(tǒng)包括主能源管理系統(tǒng)和備用能源管理系統(tǒng)，主能源管理系統(tǒng)和備用能源管理系統(tǒng)分別與所述的儲能系統(tǒng)管理模塊對應(yīng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能管理系統(tǒng)，其特征在于所述儲能系統(tǒng)管理模塊與能源管理系統(tǒng)通過API接口連接，通過實時數(shù)據(jù)庫進行信息的交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能管理系統(tǒng)，其特征在于所述儲能系統(tǒng)管理模塊與儲能管理子系統(tǒng)之間采用TPC/IP協(xié)議交換數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能管理系統(tǒng)，其特征在于所述儲能管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元，用于收集子系統(tǒng)的運行的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的分類處理，根據(jù)上級系統(tǒng)請求，發(fā)送相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)處理單元，用于對采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的需求，做相應(yīng)的偏移、計算、移位等數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)類型； 數(shù)據(jù)顯示單元，用于系統(tǒng)畫面顯示、系統(tǒng)參數(shù)及運行狀態(tài)顯示、儲能變流器顯示、電池管理系統(tǒng)顯示和實時曲線顯示； 數(shù)據(jù)存儲單元，用于以一定的格式，把數(shù)據(jù)實行分類，分別存儲到不同的數(shù)據(jù)庫與表中； 數(shù)據(jù)查詢單元，用于根據(jù)查詢的條件，以列表或是以曲線的方式，返回查詢的數(shù)據(jù)； 事件與告警單元，用于顯示與記錄各子系統(tǒng)運行報警與事件，并可以根據(jù)條件查詢； 操作控制單元，用于通過控制儲能變流器來實現(xiàn)每個儲能子系統(tǒng)的投入和退出，以及對儲能裝置的充放電狀態(tài)進行控制； 用戶管理單元，用于實現(xiàn)權(quán)限用戶的添加、刪除、修改等功能； 用戶報表單元，用于根據(jù)需要，對歷史數(shù)據(jù)進行分類處理，以報表的形式顯示和存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能管理系統(tǒng)，其特征在于所述通訊網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉雋, 時珊珊, 張宇, 柳勁松, 包海龍, 劉舒, 方陳 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司