CN103633738A - 一种储能系统的电池监控信息传输方法 - Google Patents

一种储能系统的电池监控信息传输方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103633738A
CN103633738A CN201310599108.2A CN201310599108A CN103633738A CN 103633738 A CN103633738 A CN 103633738A CN 201310599108 A CN201310599108 A CN 201310599108A CN 103633738 A CN103633738 A CN 103633738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
information
data
battery cell
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310599108.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王科
陈华军
董旭柱
陈浩敏
万庆祝
习伟
陈波
张明明
蒋屹新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSG Electric Power Research Institute
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd filed Critical Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority to CN201310599108.2A priority Critical patent/CN103633738A/zh
Publication of CN103633738A publication Critical patent/CN103633738A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14—Energy storage units

Abstract

本发明公开了一种储能系统的电池监控信息传输方法，对电池监控信息进行分类、分级和分层的处理：将电池监控信息分两类，即遥测信息和告警信息；相对于遥测信息而言，给告警信息配置较高的优先等级，在传输和处理的工程中，告警信息都较遥测信息得到优待；将电池监控信息划分为电池单体、电池模块和电池堆级信息；将电池监控信息的传输路径由下往上划分为电池单体管理单元、电池模块管理单元、电池管理系统、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统这五层；本发明既能满足容量需求又能有效提高电池监控信息实时性。

Description

一种储能系统的电池监控信息传输方法
 
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种储能系统的电池监控信息传输方法。
背景技术
电池储能站是电力系统一种全新的调节手段，与传统抽水蓄能相比，具有响应速度快、调节性能好、选址灵活、效率高等优点。能作用于电网发输配变用各个环节，可用于削峰填谷、调频、调压、配合新能源接入等，能有效提高能源和电网设备综合利用效率，从而达到节能减排的目的。
在大容量电池储能站的建设中，与常规变电站监控系统不同，储能站监控系统需实现实时闭环控制，面临的技术瓶颈包括：（1）监控规模大，储能站监测电池单体电压、温度、告警信号，信息点规模是常规变电站的数十倍；（2）实时要求高，电网对储能电站的高级应用有多种需求，其实时响应时间从十几毫秒到数分钟不等，既要满足容量的要求，又要满足实时性的要求，站内通信系统的分层分区设计也是一个技术难点；（3）通信规约各异，储能站包括多种电池管理系统（BMS）、能量转换系统（PCS）、保护测控设备等，其通信规约各异，需要参照国际通行的标准，设计储能站的信息模型和通信体系。
由于电池单体数量大，电池模块、电池堆的数量相比单体存在数量级差异，因而电池单体信息量多少决定了监控的技术策略。实际交互的信息以BMS系统最终提供的信息模型为准，由于各电池厂家单芯的容量及组堆策略的不同，电池组成方式在单体、模块，组三个层次上存在着数量的差异。电池的监视信息中，遥测数据占比重很小，告警信息占绝大部分，在庞大的BMS监视信息量，遥测数据约占20%，而告警信息占80%。因此，有必要对电池监控信息进行分类，将一些不必要的状态信息进行就地处理和存储，而只上传必要的告警信息。而目前大容量电池储能站监控系统并没有将监控信息按照这一原则进行处理。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既能满足容量需求又能有效提高电池监控信息实时性的储能系统的电池监控信息分层分级分类的传输方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
为了全面监视电池的运行状态，同时为高级应用准备数据源，BMS传递给监控系统的数据应包括电池单体级信息、电池模块级信息、电池堆级信息。电池单体级信息由电池单体管理模块(BMMU)提供。电池模块级信息由蓄电池模块管理单元(BCMU)提供。电池堆级信息由电池管理系统(BMS)提供。在考虑监控系统时，有必要将电池信息按照这些层级进行排列，逐层筛选。
由于整个监控系统的信息量庞大，为避免大容量的BMS信息通讯对监控系统造成冲击，BMS系统宜单独组网。由于BMS系统的信息也要通过远动上送双调/地调，为避免对双调/地调的冲击和改动过大，BMS系统大容量信息需要经过就地计算处理和存储，按照分类、分级和分层的方式进行上传。
本发明的技术方案为：
一种储能系统的电池监控信息传输方法，对电池监控信息进行分类、分级和分层的处理：
a.分类，将电池监控信息分两类，即遥测信息和告警信息；相对于遥测信息而言，给告警信息配置较高的优先等级，在传输和处理的工程中，告警信息都较遥测信息得到优待；
b．分级，将电池监控信息划分为电池单体级信息、电池模块级信息和电池堆级信息；
c．分层，将电池监控信息的传输路径由下往上划分为电池单体管理单元、电池模块管理单元、电池管理系统、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统这五层；
其中，电池单体管理单元实现电池单体级信息的采集和上传；
电池模块管理单元实现电池模块级信息的采集和上传；
电池管理系统实现电池堆级信息的采集和上传；
储能系统的后台监控主机实现整个储能系统的数据采集和上传；
上级主站监控系统实现所管辖范围内储能系统的数据采集；
上一层实现对下一层数据的采集并作数据处理。
在分类过程中，采用QoS相关技术在网络带宽和计算处理能力等条件约束下，优化和改善数据传输的实时性。通过对储能系统的电池监控信息的传输途径进行分层，明确数据传输的层次性，便于数据通信的管理。
在一种优选方案中，电池单体级信息是蓄电池单体的监测数据，只在蓄电池模块中有效，上传到上一级的蓄电池组的电池模块管理单元之后成为蓄电池模块级信息，在蓄电池组中有效，其它级别数据的有效范畴和生命周期，以此类推。
在一种优选方案中，数据处理包括数据过滤、数据压缩和数据整合。
在一种优选方案中，所述数据过滤的具体处理方法是将从下一层中采集到而且在该层以上不会使用到的数据进行过滤处理，即丢弃无效数据。通过丢弃无效数据实现整体数据的精简化，间接提高网络带宽等有限资源的可利用率。
在一种优选方案中，所述数据压缩的具体处理方法是采用数据压缩方式，在数据传输各层的管理单元处对数据进行压缩，减少数据传输的总量。
在一种优选方案中，所述数据整合是指将短而小的数据通信包整合为一个大包，以减少数据通信包的数量，回避数据通信信道的竞争，以提高数据传输的实时性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明是将大量电池信息按遥测量和告警量进行分类，按实时性要求优先上次告警信息和必要的遥测信息，对一些不必要的状态信息（如电压、温度）进行就地处理和存储，同时电池监控信息按BMMU、BCMU、BMS、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统进行逐级传输，采用这种方式后，能有效解决储能系统传输数据量与实时性的矛盾。
附图说明
图1为大容量电池储能站电池和电池管理系统分级。
图2为储能系统的监视数据分层分级上传结构。
图3为储能监控系统的整体架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
图1是本发明中提出的电池和相对应的电池管理系统分级和分层架构图，整个电池系统共划分为三个层级，分别是：电池模块——电池簇——电池分系统，对应的电池管理系统则分别是电池模块管理单元(BMMU)、电池簇管理单元(BCMU)、电池管理系统(BMS)。
电池系统采用图1中的三级划分之后，整个储能站电池监控信息按照图2所示BMMU、BCMU、BMS、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统进行逐级传输。
图2中各符号定义如下：
101：后台监控主机
102：电池管理系统(BMS) 
103：电池簇管理单元(BCMU)
104：电池模块管理模块(BMMU)
105：蓄电池模块管理模块(BMMU)和蓄电池簇管理单元(BCMU)间的电气连接线
106：蓄电池簇管理单元(503:BCMU)和电池管理系统(502:BMS)间的电气连接线
107：电池管理系统(502:BMS)和后台监控主机(501)、智能远动机(508)间的通信网络
108：智能远动机
109：智能远动机(508)和上级主站监控系统(510)间的通信网络
110：上级主站监控系统
图3为储能监控系统的整体架构图
201：后台监控主机
202：监视控制网络
203：储能分系统
204：电池管理系统(BMS)
205：能量转换系统(PCS)
采用以上的分层、分级后，本发明采用以下方式对数据分门别类进行处理和传输，具体实现方式为： 
（1）将电池监控信息分两类，即遥测信息和告警信息；相对于遥测信息而言，给告警信息配置较高的优先等级，在传输和处理的工程中，告警信息都较遥测信息得到优待
（2）通过对储能系统的电池监控信息进行分级，实现信息数据的有效范畴和生命周期的管理；将电池监控信息划分为电池单体级信息、电池模块级信息和电池堆级信息；。
（3）通过对储能系统的电池监控信息的传输途径进行分层，明确数据传输的层次性，便于数据通信的管理；将电池监控信息的传输路径由下往上划分为电池单体管理单元、电池模块管理单元、电池管理系统、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统这五层。
（4）根据储能系统的电池监控信息传输的分层结构，上一层实现对下一层数据的采集并作适当处理，数据处理包括数据过滤、数据压缩、数据整合等。
（5）分层结构的数据过滤是指将从下一层中采集到而且在该层以上不会使用到的数据进行过滤处理，通过丢弃无效数据实现整体数据的精简化，间接提高网络带宽等有限资源的可利用率。
（6）分层结构的数据压缩是指采用数据压缩技术，在数据传输各层的管理单元处对数据进行压缩，减少数据传输的总量。
（7）分层结构的数据整合是指将短而小的数据通信包整合一个大包，通过减少数据通信包的数量，回避数据通信信道的竞争，以提高数据传输的实时性。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，对电池监控信息进行分类、分级和分层的处理：
a.分类，将电池监控信息分两类，即遥测信息和告警信息；相对于遥测信息而言，给告警信息配置较高的优先等级，在传输和处理的工程中，告警信息都较遥测信息得到优待；
b．分级，将电池监控信息划分为电池单体级信息、电池模块级信息和电池堆级信息；
c．分层，将电池监控信息的传输路径由下往上划分为电池单体管理单元、电池模块管理单元、电池管理系统、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统这五层；
其中，电池单体管理单元实现电池单体级信息的采集和上传；
电池模块管理单元实现电池模块级信息的采集和上传；
电池管理系统实现电池堆级信息的采集和上传；
储能系统的后台监控主机实现整个储能系统的数据采集和上传；
上级主站监控系统实现所管辖范围内储能系统的数据采集；
上一层实现对下一层数据的采集并作数据处理。
2.根据权利要求1所述的储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，电池单体级信息是蓄电池单体的监测数据，只在蓄电池模块中有效，上传到上一级的蓄电池组的电池模块管理单元之后成为蓄电池模块级信息，在蓄电池组中有效，其它级别数据的有效范畴和生命周期，以此类推。
3.根据权利要求1所述的储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，数据处理包括数据过滤、数据压缩和数据整合。
4.根据权利要求3所述的储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，所述数据过滤的具体处理方法是将从下一层中采集到而且在该层以上不会使用到的数据进行过滤处理，即丢弃无效数据。
5.根据权利要求3所述的储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，所述数据压缩的具体处理方法是采用数据压缩方式，在数据传输各层的管理单元处对数据进行压缩，减少数据传输的总量。
6.根据权利要求3所述的储能系统的电池监控信息传输方法，其特征在于，所述数据整合是指将短而小的数据通信包整合为一个大包，以减少数据通信包的数量，回避数据通信信道的竞争。
CN201310599108.2A 2013-11-25 2013-11-25 一种储能系统的电池监控信息传输方法 Pending CN103633738A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310599108.2A CN103633738A (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种储能系统的电池监控信息传输方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310599108.2A CN103633738A (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种储能系统的电池监控信息传输方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103633738A true CN103633738A (zh) 2014-03-12

Family

ID=50214474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310599108.2A Pending CN103633738A (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种储能系统的电池监控信息传输方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103633738A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410090A (zh) * 2014-12-26 2015-03-11 国家电网公司 一种分层调节电网储能的方法和装置
CN104578416A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 储能监控系统
CN108871544A (zh) * 2018-04-20 2018-11-23 南京曦光信息科技有限公司 一种分布式光纤综合传感数据汇聚优先调度方法及系统
CN109473739A (zh) * 2018-10-12 2019-03-15 湖北航天技术研究院总体设计所 一种大容量储能电池管理系统及方法
CN110535156A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 国家电网有限公司 一种新能源储能电池分布式控制系统
CN112234639A (zh) * 2020-10-22 2021-01-15 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种基于储能系统充放电的控制装置
CN112265470A (zh) * 2020-09-22 2021-01-26 南京创源动力科技有限公司 一种电池管理系统及其管理方法
CN115494404A (zh) * 2022-07-19 2022-12-20 广州杉和信息科技有限公司 一种蓄电池组在线监测方法
CN115566777A (zh) * 2022-11-17 2023-01-03 广东采日能源科技有限公司 电池系统及储能系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120013290A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Sinoelectric Powertrain Corporation Battery pack enumeration method
CN103001240A (zh) * 2012-11-19 2013-03-27 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 用于全钒液流电池储能的就地监控系统
CN103227494A (zh) * 2013-05-17 2013-07-31 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种储能电池管理系统
EP2634889A1 (en) * 2010-10-27 2013-09-04 State Grid Corporation of China Battery charge/swap monitoring system and method based on internet of things
CN103337869A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 国家电网公司 一种新型电池储能系统及其功能一体化设计的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120013290A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Sinoelectric Powertrain Corporation Battery pack enumeration method
EP2634889A1 (en) * 2010-10-27 2013-09-04 State Grid Corporation of China Battery charge/swap monitoring system and method based on internet of things
CN103001240A (zh) * 2012-11-19 2013-03-27 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 用于全钒液流电池储能的就地监控系统
CN103227494A (zh) * 2013-05-17 2013-07-31 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种储能电池管理系统
CN103337869A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 国家电网公司 一种新型电池储能系统及其功能一体化设计的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410090A (zh) * 2014-12-26 2015-03-11 国家电网公司 一种分层调节电网储能的方法和装置
CN104578416A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 储能监控系统
CN108871544A (zh) * 2018-04-20 2018-11-23 南京曦光信息科技有限公司 一种分布式光纤综合传感数据汇聚优先调度方法及系统
CN110535156A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 国家电网有限公司 一种新能源储能电池分布式控制系统
CN109473739A (zh) * 2018-10-12 2019-03-15 湖北航天技术研究院总体设计所 一种大容量储能电池管理系统及方法
CN109473739B (zh) * 2018-10-12 2021-05-28 湖北航天技术研究院总体设计所 一种大容量储能电池管理系统及方法
CN112265470A (zh) * 2020-09-22 2021-01-26 南京创源动力科技有限公司 一种电池管理系统及其管理方法
CN112234639A (zh) * 2020-10-22 2021-01-15 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种基于储能系统充放电的控制装置
CN115494404A (zh) * 2022-07-19 2022-12-20 广州杉和信息科技有限公司 一种蓄电池组在线监测方法
CN115494404B (zh) * 2022-07-19 2023-09-22 广州杉和信息科技有限公司 一种蓄电池组在线监测方法
CN115566777A (zh) * 2022-11-17 2023-01-03 广东采日能源科技有限公司 电池系统及储能系统
CN115566777B (zh) * 2022-11-17 2023-08-18 广东采日能源科技有限公司 电池系统及储能系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103633738A (zh) 一种储能系统的电池监控信息传输方法
CN106130137B (zh) 一种电动汽车协调充电系统及其自决策方法
CN107453380A (zh) 一种基于分布式控制模式的储能能量管理系统及方法
CN204720998U (zh) 一种1MWh集装箱型储能系统
CN102157985A (zh) 多类型大容量兆瓦级电池储能电站的电池功率控制方法
CN102842936A (zh) 分布式电池供电装置及方法
CN104377786B (zh) 一种电池储能站的监控方法及监控系统
CN109494877A (zh) 海上风电场一体化监控方法、装置、计算机设备和介质
CN108376990A (zh) 一种基于多智能体粒子群的储能电站控制方法及系统
CN104750076B (zh) 基于ZigBee/TD‑LTE网关的光伏电站智能监控系统
CN108099640A (zh) 电动汽车充电站的控制方法、装置及系统
Zhao et al. Application of 5G communication technology in ubiquitous power internet of things
CN104767259B (zh) 电力系统自适应超级电容‑蓄电池混合储能系统
CN112510730A (zh) 电站调控系统
CN202565037U (zh) 一种电池储能系统的管理系统
WO2013029562A1 (zh) 用于多风电场并网的信息采集方法、调度方法和系统
CN110061515A (zh) 一种应用于光伏发电场的锌铁液流电池的储能监控装置
CN105977992B (zh) 一种基于负载变化智能调节无功输出的配电系统
CN202888913U (zh) 一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置
CN204068290U (zh) 一种电池储能站的监控系统
CN116388334A (zh) 一种可重构电池储能系统
CN110854954A (zh) 一种储能系统电池簇智能调度系统及调度方法
CN203135492U (zh) 电池模块均衡装置和电池包
CN103023053A (zh) 一种电池堆控制系统及其控制方法
CN203278254U (zh) 大规模储能系统及其监控平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140312

RJ01 Rejection of invention patent application after publication