CN104333093A - 电柜管理方法、装置和电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电柜管理方法、一种电柜管理装置以及一种电池管理系统，电柜管理方法包括：实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在电池储能系统的电池电柜阵列中，当某个电池电柜发生故障时，可自动退出该故障电池电柜，而不影响整个电池储能系统的正常运行。

Description

电柜管理方法、装置和电池管理系统
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及电柜管理方法、装置和电池管理系统。
背景技术
电池储能系统可以解决新能源发电、电动汽车充电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电和电动汽车充电引起的电网电压、频率及相位的变化。相关技术的电池储能系统包括EMS(Energy Managing System，能量管理系统)、PCS(Power ConversionSystem，功率转换系统)和储能单元，PCS包括通过开关器件相互连接的功率转换部和控制器，储能单元包括通过动力线相互连接的电池组和BMS(Battery Managing System，电池管理系统)。
在相关技术中，为了方便电池的放置、检修和维护，通过电池电柜实现储能单元，在电池电柜中设置标准的安装结构，并布设动力线和电池接口，从而可以实现电池模组的插拔。相关技术将多个电池电柜连接起来，构成阵列，从而实现了电池储能系统中的储能单元。
然而发明人发现，相关技术的电池电柜阵列中当某个电池电柜发生故障时，整个电池储能系统需要停止运行，因此不能满足系统可靠性需求。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供电柜管理方法、装置和电池管理系统。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种电柜管理方法，包括：实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电柜管理装置，包括：第一检测模块，用于实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；退柜模块，用于将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；排除模块，用于在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种BMS，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为：实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在电池储能系统的电池电柜阵列中，当某个电池电柜发生故障时，可自动退出该故障电池电柜，而不影响整个电池储能系统的正常运行。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电柜管理方法的流程图。
图2是根据图1实施例示出的电池储能系统的示意图。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电柜管理方法的流程图。
图4是根据图3实施例示出的电池储能系统所有电柜均可充放电的系统架构图的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电柜管理装置实现此功能的概要框图。
图6是根据另一示例性实施例示出的一种电柜管理装置实现此功能的详细框图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种储能系统组成框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电柜管理方法的流程图，包括以下步骤。
在步骤S10中，实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜运行状态。
优选地，可以采用BMS实时监测各个电池电柜的电压、电流以及通信状况，并对检测到存在故障的电池电柜予以标识。
电压、电流以及通信状况是涉及电池储能系统能否正常运行的主要指标，本优选实施例通过对电柜的这些指标保持实时监测，从而可以确保实时地发现可能影响整个电池储能系统正常运行的电柜。
另外，采用BMS来实现实时监测系统运行状态，从而可以实现自动化的监测，减轻了人工监测的负担。
在步骤S20中，将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列。
本实施例与相关技术的一个重要区别是，本实施例只退出存在故障的电池电柜，而不是将整个电池储能系统停止运行，从而大幅提高了系统运行的可靠性。
优选地，可以由BMS向功率转换系统PCS请求停止充放电，并断开所有分柜高压；BMS向PCS请求对除标识故障的电池电柜以外的电池电柜输出高压；BMS向PCS请求允许充放电。
图2是根据图1实施例示出的电池储能系统的示意图，图中高压母线×表示无充放电流，退柜成功。1#SBMU(Sub Battery Management Unit，子电池管理单元)表示1号电柜，2#SBMU表示2号电柜，N#SBMU表示N号电柜，CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线为通信线路，MBMU(Main Battery Management Unit，主电池管理单元)为用于管理的主电柜，通过CAN总线与PCS通信。
在步骤S30中，在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电柜管理方法的流程图，还包括：
在步骤S40中，检测存在故障的电池电柜是否恢复正常。
优选地，采用BMS检测存在故障的电池电柜的电压、电流以及通信状况是否满足预设入柜条件；当满足预设入柜条件时，确定存在故障的电池电柜恢复正常，并清除对恢复正常的电池电柜的故障标识。
电压、电流以及通信状况是涉及电池储能系统能否正常运行的主要指标，本优选实施例通过对电柜的这些指标保持实时监测，从而可以确保实时地发现电柜是否已经恢复正常。例如，在判断满足入柜条件，电压差在放电过程中、充电过程中、静置状态，应该有不同的电压差。已上电电柜电压为Uon，未上电电柜电压为Uoff。充电过充中Uon>Uoff并且Uon-Uoff<15V，放电过程中Uon<Uoff，并且Uoff-Uon<15V，静置状态时，Uon和Uoff之间的压差小于8V。满足上述情形压差时，才可以尝试上电。
采用BMS来实现实时监测，从而可以实现自动化的监测，减轻了人工监测的负担。
在步骤S50中，将恢复正常的电池电柜加入电池电柜阵列。
优选地，可以采用BMS向PCS请求停止充放电，并断开高压；BMS向PCS请求对所有电池电柜输出高压；BMS向PCS请求允许充放电。
图4是根据图3实施例示出的电池储能系统的示意图，图中标识表示高压系统回路可充放电，显示出曾经故障的2#SBMU自动入柜成功，可以正常充放电流，系统工作正常。
上述优选实施例在停止充放电的情况下再退柜或入柜，从而不允许带电流断开或闭合继电器。
在步骤S60中，将恢复正常的电池电柜加入到电池电柜阵列的参数计算中。
是否可以实现降功率运行，应该由系统参数决定，系统参数可标定/读写，本申请实施例在退柜和入柜的操作中及时地将发生故障的电柜排除参数计算或者恢复正常的电柜加入参数计算，从而能够实现电池储能系统以合适的功率正常运行。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电柜管理装置的框图，包括：第一检测模块10，用于实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；退柜模块20，用于将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；排除模块30，用于在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
本实施例的电池管理装置实现了当某个电池电柜发生故障时，可自动退出该故障电池电柜，而不影响整个电池储能系统的正常运行。
图6是根据另一示例性实施例示出的一种电柜管理装置的框图，还包括：第二检测模块40，用于检测存在故障的电池电柜是否恢复正常；入柜模块50，用于将恢复正常的电池电柜加入电池电柜阵列；加入模块60，用于将恢复正常的电池电柜加入到电池电柜阵列的参数计算中。
本实施例的电池管理装置实现了当某个发生故障的电池电柜恢复正常时，可自动加入该电池电柜，而不影响整个电池储能系统的正常运行。
图7是根据一示例性实施例示出的一种BMS的框图，BMS1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理部件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行：实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。
在上述的BMS中，处理组件1922还被配置执行：检测存在故障的电池电柜是否恢复正常；将恢复正常的电池电柜加入电池电柜阵列；将恢复正常的电池电柜加入到电池电柜阵列的参数计算中。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD或类似。
在示例性实施例中，提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由BMS的处理器执行时，使得BMS能够执行一种电柜管理方法，所述方法包括：实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；将检测到存在故障的电池电柜退出电池电柜阵列；在电池电柜阵列的参数计算中排除存在故障的电池电柜。所述方法还可以包括：检测存在故障的电池电柜是否恢复正常；将恢复正常的电池电柜加入电池电柜阵列；将恢复正常的电池电柜加入到电池电柜阵列的参数计算中。
通过阅读以上文字，本领域人员可以看出，本申请的上述实施例实现了以下技术效果：
1.在电池电柜阵列中，其中某个电柜出现故障可自动退出此故障电柜，而不影响整个储能系统的正常运行；
2.某个电柜故障解除后，系统自动判断满足运行要求的电柜自动并入整个系统中，无需人为干预。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电柜管理方法，其特征在于，包括：
实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜运行状态；
将检测到存在故障的电池电柜退出所述电池电柜阵列；
在所述电池电柜阵列的参数计算中排除所述存在故障的电池电柜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述存在故障的电池电柜是否恢复正常；
将所述恢复正常的电池电柜加入所述电池电柜阵列；
将所述恢复正常的电池电柜加入到所述电池电柜阵列的参数计算中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用电池管理系统BMS实时监测所述各个电池电柜的电压、电流以及通信状况，并对检测到存在故障的电池电柜予以标识。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将检测到存在故障的电池电柜退出所述电池电柜阵列包括：
所述BMS向功率转换系统PCS请求停止充放电，并断开所有分柜高压；
所述BMS向所述PCS请求对除所述标识故障的电池电柜以外的电池电柜输出高压；
所述BMS向PCS发送请求除所述标识故障的电池电柜以外的电池电柜恢复充放电。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，检测所述存在故障的电池电柜是否恢复正常包括：
所述BMS检测所述存在故障的电池电柜的电压、电流以及通信状况是否满足预设入柜条件；
当满足所述预设入柜条件时，确定所述存在故障的电池电柜恢复正常，并清除对所述恢复正常的电池电柜的所述标识。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述恢复正常的电池电柜加入所述电池电柜阵列包括：
所述BMS向所述PCS请求停止充放电，并断开高压；
所述BMS向所述PCS请求对所有所述电池电柜输出高压；
所述BMS向所述PCS请求允许充放电。
7.一种电柜管理装置，其特征在于，包括：
第一检测模块，用于实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜运行状态；
退柜模块，用于将检测到存在故障的电池电柜退出所述电池电柜阵列；
排除模块，用于在所述电池电柜阵列的参数计算中排除所述存在故障的电池电柜。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
第二检测模块，用于检测所述存在故障的电池电柜是否恢复正常；
入柜模块，用于将所述恢复正常的电池电柜加入所述电池电柜阵列；
加入模块，用于将所述恢复正常的电池电柜加入到所述电池电柜阵列的参数计算中。
9.一种电池管理系统，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
实时检测电池电柜阵列中的各个电池电柜；
将检测到存在故障的电池电柜退出所述电池电柜阵列系统；
在所述电池电柜阵列的参数计算中排除所述存在故障的电池电柜。
10.根据权利要求9所述的电池管理系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
检测所述存在故障的电池电柜是否恢复正常；
将所述恢复正常的电池电柜加入所述电池电柜阵列；
将所述恢复正常的电池电柜加入到所述电池电柜阵列的参数计算。
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