CN106058899A - 储能系统的监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种储能系统的监控系统，所述储能系统的监控系统包括：电力变换系统，其控制电池的充电和放电；充电控制单元，其从所述电力变换系统中接收数据并且控制所述电力变换系统；以及系统控制单元，其从所述充电控制单元接收数据并且将控制数据传送给所述充电控制单元，其中，如果数据通信等于或高于一定水平，所述系统控制单元和所述充电控制单元根据优先级传送和接收数据，并且，当数据通信等于或大于所述一定水平时，只有当控制数据未从所述系统控制单元传送时，充电控制单元才将数据传送到系统控制单元。

Description

储能系统的监控系统

技术领域

本公开涉及一种监控系统，更具体地，涉及一种储能系统的监控系统。

背景技术

储能系统是指用于存储由发电站产生的剩余电力或不规律地产生的新的可再生能量，然后当存在临时电力短缺时将其进行输送的能量存储装置。

特别是，储能系统是指一种为了在必要时向需要的地方提供能量而在电力系统中存储电力的系统。换句话说，它是包含一个系统的单一产品的存储组件，类似于典型的二次电池。

在当前呈现出快速增长的新的可再生能源的风力发电中，作为存储电能并在必要时稳定地向电力系统供应能量的基本设备，储能系统的重要性突显出来。如果没有储能系统，电气系统可能会有严重的问题，如由于依赖于风或阳光等不稳定的电源而突然停电。因此，在这种环境中，作为重要领域的存储就突显出来，并且甚至扩展到家庭蓄电系统。

这样的储能系统安装在发电站、输配电站以及家庭电气系统，并执行诸如频率调节、在使用新的可再生能源时对发生器的输出进行稳定，峰值调节、负载均衡、应急电源等各种功能。

储能系统根据存储方法大致分为物理储能和化学储能。该物理储能使用泵送式发电、压缩空气存储、飞轮等，而化学储能使用锂离子电池、铅蓄电池、钠硫(Nas)电池等

储能系统中的系统控制单元和充电控制单元互相传送和接收数据，并且当存在大量的数据通信时，由于其难以快速传送和接收所需的数据而存在限制。

发明内容

实施例提供了一种通过储能系统中的系统控制单元和充电控制单元之间的通畅的数据传送和接收而能够进行有效地监控的监控系统。

所提出的实施例中实现的技术问题不限于上面描述的技术问题，并且，从下面的描述中本领域的技术人员将可以清楚地理解实施例所涉及却并未提及的其他技术问题。

在一个实施例中，储能系统的监控系统包括：电力变换系统，其控制电池的充电和放电；充电控制单元，其从电力变换系统接收数据并且控制控制电力变换系统；以及系统控制单元，其从所述充电控制单元接收数据并且将控制数据传送给充电控制单元，其中，其中，如果数据通信等于或高于一定水平，系统控制单元和充电控制单元根据优先级传送和接收数据，并且，当数据通信等于或大于所述一定水平时，只有当控制数据未从系统控制单元传送时，充电控制单元才将数据传送到系统控制单元。

本公开的优点在于提供了一种监控系统，其能够通过储能系统中的系统控制单元以及充电控制单元之间的畅通的数据传送和接收而进行有效的监控。

在以下附图和说明中阐述了一个或更多实施例的详细内容。通过说明书、附图以及权利要求书，其他特征将是显而易见的。

附图说明

图1是根据实施例的产生输出电力供应系统的框图。

图2是用于说明根据实施例的储能系统的监控系统的框图。

图3是用于说明根据实施例的储能系统的监控方法的图。

具体实施例

下面，将参照附图对各实施例进行更详细地描述。在下面的描述中，由于后缀“模块”和“单元”的使用和交换是为了进行本公开的方便，它们并不具有不同的含义或功能。

实施例的效果和特征，及其实施方法将通过参照附图对下面实施例的描述而阐明。然而，实施例可以以不同形式实施，但不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并充分地向本领域的技术人员传达实施例的范围。另外，本发明仅由权利要求的范围而限定。整个公开中相同的附图标记指代相同的组件。

在描述实施例时，为了不会不必要地模糊实施例的主题，将排除关于公知的功能或配置的详细描述。另外，由于这里使用的术语是考虑实施例中的功能而被定义的，它们可以根据操作者的意图或实践而改变。因此，需要基于整个本发明的细节做出定义。

附图中的每个方框和流程图的每个步骤的组合也可以由计算机程序指令执行。由于计算机程序指令可以在通用计算机的处理器、专用计算机或其他可编程数据处理设备上加载，由计算机的处理器或其它可编程数据处理设备执行的指令创建了执行附图中的每个方框或流程图的每个步骤所描述的功能的手段。由于为了以特定的方式执行功能，计算机程序指令还可以存储在可以针对计算机或其它可编程数据处理设备的计算机可用或计算机可读存储器中，存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令也可以产生这样的项目，该项目包括执行附图中的每个块和流程图的每个步骤中描述的功能的指令手段。该计算机程序指令还可以在计算机或其他可编程数据处理设备上加载。因此，由于一系列操作步骤在计算机或其它可编程数据处理设备上执行以创建由计算机执行的进程，操作计算机或其它可编程数据处理设备的指令还可以提供用于执行附图中的每个方框和流程图的每个步骤中描述的功能的步骤。

另外，各方框或各步骤可表示包括用于执行(多个)特定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码的一部分。此外，应该指出的是，一些替代的实施例可以以这样的方式来执行，即该方框或步骤中提到的功能以不同的顺序执行。例如，依次示出的两个方框或步骤，也可以基本上同时执行，或者有时这些方框或步骤也可以根据相应的功能以相反的顺序执行。

图1是根据实施例的产生输出(generated-output)电力供应系统的框图。

根据实施例的电力供应系统100包括发电机101、直流/交流(DC/AC)变换器103、AC滤波器105、AC/AC变换器107、系统109、充电控制单元111、电池储能系统113、系统控制单元115、负载117及DC/DC变换器121。

发电机产生电能。在发电机是太阳能发电机的情况下，发电机101可以是太阳能电池阵列。太阳能电池阵列是通过将多个太阳能电池模块联接而获得的。太阳能电池模块是其中串联或并联连接多个太阳能电池而将太阳能变换成电能以产生一定的电压和电流的装置。因此，太阳能电池阵列吸收太阳能并将其变换成电能。此外，当电力供应系统是风力供电系统时，发电机101可以是用于将风能转化为电能的风扇。然而，电力供应系统100可以在没有发电机101的情况下，只通过下文所述的电池储能系统113供应电力。在这种情况下，电力供应系统100可以不包括发电机101。

DC/AC变换器103将DC电力转化成AC电力。由发电机101供应的DC电力或电池储能系统113释放的DC电力被转化成AC电力。

AC滤波器105滤除已转化成AC电力的电力中的噪声。根据本发明的具体实施例，AC滤波器105可以省略。

为了将AC电力供应给系统109或负载117，AC/AC变换器107对已滤除噪声的AC电力的电压大小进行变换，并且将电力供应给系统109或独立的负载。在具体实施例中，AC/AC变换器107可以省略。

系统109是将许多发电站、变电站、输配电线路以及负载集成于一体以生成和使用电力的系统。

负载117通过从电力供应系统接收电能而消耗电力。电池储能系统113从发电机101接收电能并进行充电，或者根据系统109或负载117的电力供应和需求状态释放所充的电能。更具体地，当系统109或负载117为轻负载时，电池储能系统113从发电机101接收闲置电力而进行充电。当系统109或负载117过载时，电池储能系统113释放所充电力以将其供应给系统109或负载117。根据时区，系统109或负载117的电力供应和需求状态可能有很大的差别。因此，电力供应系统100不考虑系统109或负载117的电力供应和需求状态而统一地供应由发电机101供应的电力是低效率的。因此，根据系统109或负载117的电力供应和需求状态，电力供应系统100使用电池储能系统调整待供应的电力量。相应地，电力供应系统100可高效率地将电力供应给系统109或负载117。

DC/DC变换器121变换由电池储能系统113供应或接收的DC电力的大小。根据本发明的具体实施方式，DC/DC变换器121可以省略。

系统控制单元115控制DC/AC变换器103以及AC/AC变换器107的操作。此外，系统控制单元115可以包括用于控制电池储能系统113的充电和放电的充电控制单元111。充电控制单元111控制电池储能系统113的充电和放电。当系统109或负载117过载时，充电控制单元111使得电池储能系统113供应电力，并将其输送到系统109或负载117。当系统109或负载117为轻负载时，充电控制单元111使得外部电力供应源或发电机101供应电力，并将其输送给电池储能系统113。

电池储能系统113可包括电池管理系统(BMS)，其进行控制电池和电池的充放电，以及通过外部接口通知和管理充电状态、电池信息等的功能，以及对电池进行过度充电/过度放电保护。电池储能系统113可以在多个位置被布置多个。

此外，电力变换系统可以包括DC/DC变换器121、DC/AC变换器103和AC/AC变换器107，其也可以为电力调节系统(PCS，power conditioningsystem)，其转换电能的电压和频率特性。

充电控制单元111可以包括用于控制电池储能系统113的充电和放电的电力管理系统(PMS)。

系统控制单元115可以包括在能量管理系统(EMS)中。

充电控制单元110监控电池的状态以及监控电力变换系统的状态。

电池的充电/放电是通过电力变换系统执行的。此外，基于从BMS接收的关于电池的数据，充电控制单元111可以控制电力变换系统。此外，充电控制单元111还可以根据它的效率控制设置在多个位置的电力变换系统。

该BMS被连接到电池并将电池的保护操作和电池的状态传送到系统控制单元115。为了保护该电池，BMS可以执行过充电保护功能、过放电保护功能、过电流保护功能、过电压保护功能、过热保护功能、电池平衡功能等。为此，BMS监控电池的电压、电流、温度、剩余电量、寿命、充电状态等，并将相关的信息传送给系统控制单元115。

充电控制单元111通过BMS监控电池的状态，以将数据传送到系统控制单元115。

系统控制单元115通过充电控制单元111控制设置在每个位置的BMS的电池，并且充电控制单元111将设置在每个位置上的电池的故障信息、总监控信息、累计数据历史信息提供给系统控制单元115。

图2是用于说明根据实施例的储能系统的监控系统的框图。

参照图2，充电控制单元111和系统控制单元115相互连接以传送和接收数据。作为典型的例子，控制数据从系统控制单元115传送到充电控制单元111使得电力变换系统可以被控制。

此外，充电控制单元111可以将如故障信息、总监控信息、累计数据历史等数据传送到系统控制单元115，使得系统控制单元115可以识别储能系统的状态并且对其进行相应的控制。

在系统控制单元115和充电控制单元111之间传送和接收数据中，存在的限制在于，当存在大量的数据通信(data traffic)时，数据可能无法在适当的时间传送。

因此，在实施例中的系统控制单元115和充电控制单元111之间传送和接收数据中，系统控制单元115和充电控制单元111检测数据通信，以当数据通信等于或高于一定水平时根据优先级来执行数据的传送和接收。

例如，当系统控制单元115和充电控制单元111之间的数据通信等于或高于一定水平时，控制数据被优先传送和接收，并且当没有控制数据时，故障信息数据、总监控信息数据、累计数据历史等被依次传送和接收。

即，当数据通信等于或高于一定水平时，充电控制单元111根据优先级从系统控制单元115接收控制数据，并且，当没有控制数据时，其将数据传送到系统控制单元115。

图3是用于说明根据实施例的储能系统的监控方法的图。

参照图3，在步骤S100中，当没有数据通信时，则系统控制单元115与充电控制单元111之间的数据传送和接收被正常地执行，在这种情况下，数据可以依产生的次序进行传送，而没有优先级。

在步骤S110中，系统控制单元115和充电控制单元111检查数据通信，并检测数据通信是否等于或高于某一水平。

在步骤S120中，当数据通信等于或高于一定水平时，系统控制单元115和充电控制单元111根据优先级开始数据的传送和接收。

因此，当数据通信等于或高于一定水平时，系统控制单元115和充电控制单元111控制数据根据优先级首先传送和接收控制数据，并且，当没有控制数据时，传送和接收故障信息数据、总监控信息数据、累计数据历史数据等。

如上所述，根据实施例的储能系统的监控系统和方法根据系统控制单元115和充电控制单元111之间的数据通信，通过基于优先级的数据传送和接收可以有效地进行监控。

Claims (2)

1.一种储能系统的监控系统，所述监控系统包括：

电力变换系统，其控制电池的充电和放电；

充电控制单元，其从所述电力变换系统接收数据并且控制所述控制电力变换系统；以及

系统控制单元，其从所述充电控制单元接收数据并且将控制数据传送给所述充电控制单元，

其中，如果数据通信等于或高于一定水平，所述系统控制单元和所述充电控制单元根据优先级传送和接收数据，并且，

当数据通信等于或大于所述一定水平时，只有当控制数据未从系统控制单元传送时，所述充电控制单元才将数据传送到所述系统控制单元。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其中，当所述控制数据未从所述系统控制单元传送时，所述充电控制单元向所述系统控制单元传送故障信息数据、总监控信息数据以及累计数据历史。