CN107425227A - 适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，用于管理若干蓄电池组，每一蓄电池组包括多个单体电池，蓄电池在线管理平台包括信息采集装置、分级管理系统、数据库服务器和后台监控系统，其中，信息采集装置的输出端与分级管理系统的输入端连接，分级管理系统的输出端与数据库服务器通信连接；后台监控系统与数据库服务器通信连接，用以从数据服务器间接获得单体电池的运行参数；同时后台监控系统与蓄电池组连接，以直接获得单体电池的运行参数，后台监控系统比对直接和间接获得的单体电池的运行参数，在比对不一致时直接管理蓄电池组。该蓄电池在线管理平台可靠性和安全性高，可以减少大型变电站和通信基站因断电造成的损失。

Description

适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台
技术领域
本发明涉及电力能源技术领域，具体涉及一种适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台。
背景技术
在大型变电站和通信基站，必须保障电力持续稳定地供应，如果突然断电，则会造成大量的财产损失，而且，断电时间和财产损失将呈几何级数增长。为了保证供电安全，在大型变电站和通信基站均设置有兆瓦级的大规模储能系统。
大规模储能系统包括上万组储能单元，而蓄电池作为储能系统中最重要的储能单元，历来都是大规模储能系统维护工作的重难点。对蓄电池的管理是保障电力稳定供应的最后一道屏障。但蓄电池的管理方式必然耗费大量人力物力，而且很难实现高效、快速以及大范围的集中维护。
目前相关技术人员开发了一些电池管理系统，试图通过分级管理方式来提高大规模储能系统的安全性。虽然这些电池管理系统在一定程度上提高了大规模储能系统的安全性，但由于分级管理仍然是单线管理，当通信出现问题，或者某级管理系统出现故障时，仍然会造成断电故障，换言之，这些电池管理系统的可靠性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，用以解决现有电池管理系统可靠性低的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，用于管理若干蓄电池组，每一所述蓄电池组包括多个单体电池，所述蓄电池在线管理平台包括信息采集装置、分级管理系统和数据库服务器，其中，所述信息采集装置的输出端与所述分级管理系统的输入端连接，所述分级管理系统的输出端与所述数据库服务器通信连接；
每一所述单体电池对应一所述信息采集装置，所述信息采集装置将其采集的所述单体电池的运行参数发送至所述分级管理系统；
所述分级管理系统依据所述单体电池的运行参数对所述蓄电池组进行分级管理，同时将所述单体电池的运行参数发送至所述数据库服务器存储；
所述蓄电池在线管理平台还包括后台监控系统，所述后台监控系统与所述数据库服务器通信连接，用以从所述数据服务器间接获得所述单体电池的运行参数；同时所述后台监控系统与所述蓄电池组连接，以直接获得所述单体电池的运行参数，所述后台监控系统比对直接和间接获得的所述单体电池的运行参数，在比对不一致时直接管理所述蓄电池组。
优选地，所述分级管理系统包括若干分管理系统、主管理系统和远程控制系统，所述分管理系统、所述主管理系统和所述远程控制系统依次通信连接；
每一所述分管理系统对应连接同一所述蓄电池组内各所述信息采集装置以获得所述单体电池的运行参数，并将所述单体电池的运行参数发送所述主管理系统和所述后台监控系统；
所述主管理系统接收所述分管理系统发送的所述单体电池的运行参数，并将所述单体电池的运行参数分类，同时依据所述单体电池的运行参数管理所述蓄电池组；
所述远程控制系统接收所述主管理系统发送的所述单体电池的运行参数，并依据所述单体电池的运行参数检验所述分管理系统和所述主管理系统的管理指令，以及必要时管理所述蓄电池组；
所述数据库服务器与所述远程控制系统通信连接，所述数据库服务器接收并存储所述远程控制系统发送的所述单体电池的运行参数。
其中，所述信息采集装置包括电压采集装置、电流采集装置、内电阻采集装置、荷电采集装置、电池状态采集装置和电量采集装置中的一种或多种，分别用于采集所述单体电池的电压、电流、内电阻、荷电、电池状态和电量。
优选地，所述蓄电池在线管理平台还包括报警系统，所述报警系统包括报警监测器、报警处理器和报警装置，每一所述单体电池设置一所述报警监测器，所述报警监测器的信号输出端与所述报警处理器的输入端连接，所述报警处理器的输出端与所述报警装置的输入端连接，所述报警装置收到所述报警处理器的报警信号后发出报警。
优选地，所述报警监测器包括漏电流监测器、烟雾监测器、环境温度监测器和电池温度监测器中的一种或多种；
所述漏电流监测器串联在所述蓄电池组和地之间，用于检测所述蓄电池组的漏电流获得漏电流值，所述报警处理器接收所述漏电流值并在所述漏电流值超过预设的漏电流阈值时发出报警信号；
所述烟雾监测器设置于存放所述蓄电池组的存放空间内，用于检测所述存放空间的烟雾浓度获得烟雾浓度值，所述报警装置接收所述烟雾浓度值并在所述烟雾浓度值超过预设的烟雾浓度阈值时发出报警信号；
所述环境温度监测器设置于存放所述蓄电池组的存放空间内，用于检测所述存放空间的环境温度获得环境温度值，所述报警处理器接收所述环境温度值并在环境温度值超过预设的环境温度阈值时发出报警信号；
所述电池温度监测器设置于所述单体电池的周围，用于检测所述单体电池的温度获得电池温度值，所述报警处理器接收所述电池温度值并在所述电池温度值超过预设的电池温度阈值时发出报警信号。
优选地，所述蓄电池在线管理平台还包括工况信息系统，所述工况信息系统包括工况信息采集器和工况信息处理器，所述工况信息采集器的信号输出端与所述工况信息处理器的输入端连接，所述工况信息处理器的输出端与所述分级管理系统连接；
所述工况信息采集器包括照明系统运行状态采集器、门状态采集器和指示灯状态采集器中的一种或多种；
所述照明系统运行状态采集器用于采集所述存放空间内照明系统的运行状态，并将所述照明系统的运行状态监测值发送所述分管理系统；
所述门状态采集装置用于采集所述存放空间内门的开闭状态，并将所述开闭状态的监测值发送所述分管理系统；
所述指示灯状态采集装置用于采集所述存放空间内指示灯的运行状态，并将采集到的所述运行状态监测值发送所述分管理系统。
其中，所述蓄电池在线管理平台还包括充电控制单元，所述充电控制单元设置在电网与所述蓄电池组之间，用于控制所述电网向所述蓄电池组充电。
其中，所述通信连接为以太网连接和/或无线连接。
本发明具有如下优点：
本发明提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台在传统的分级管理系统基础之上，增加后台监控系统，后台监控系统与蓄电池组和数据服务器连接，后台监控系统从蓄电池组直接获得单体电池的运行参数，以及从数据库服务器间接获得单体电池的运行参数，当后台监控系统监控到从数据库服务器间接获得的单体电池的运行参数与直接获得的单体电池的运行参数不同时，说明分级管理系统的通信或管理出现故障，其可以直接对蓄电池组进行管理，也就是说，该蓄电池在线管理平台通过两个途径管理蓄电池组，即分级管理系统和后台监控系统，提高了蓄电池在线管理平台的可靠性，以及蓄电池组运行的安全性，从而可以减少、甚至避免大型变电站和通信基站因断电造成的损失。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台的原理框图；
图2为本发明实施例2提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台的原理框图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
大规模储能系统包括若干蓄电池组进行管理，每一蓄电池组包括多个单体电池，多个单体电池根据所需的电压和电流串联或并联在一起，或者先部分串联，然后并联；或者先部分并联，然后再串联。由于单体电池之间存在充放电性能、发热、内阻等差异，导致单体电池在使用过程中荷电状态、电池状态等存在差异，因此，需要对蓄电池组进行综合管理。
如图1所示，本实施例提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台包括信息采集装置1、分级管理系统2、数据库服务器3和后台监控系统4，其中，信息采集装置1的输出端与分级管理系统2的输入端连接，分级管理系统2的输出端与数据库服务器3通信连接。
每一单体电池对应设置一信息采集装置1。信息采集装置1用于采集单体电池的运行参数，并将其采集的单体电池的运行参数发送至分级管理系统2。单体电池的运行参数包括但不限于单体电池的电压、电流、内阻、荷电状态、电池状态和电量。与之对应，信息采集装置1包括但不限于电压采集装置、电流采集装置、内电阻采集装置、荷电采集装置、电池状态采集装置和电量采集装置。在实际应用过程中，信息采集装置1可以选择使用电压采集装置、电流采集装置、内电阻采集装置、荷电采集装置、电池状态采集装置和电量采集装置中的一种或多种。
分级管理系统2依据单体电池的运行参数对蓄电池组进行分级管理，同时将单体电池的运行参数发送至数据库服务器3存储。分级管理系统2分级管理蓄电池组的方式有停止蓄电池组的运行、启动备用蓄电池组以及油机调度(启动汽油或柴油发电机)等。
后台监控系统4与数据库服务器3通信连接，同时与蓄电池组5连接，后台监控系统4从数据服务器3间接获得单体电池的运行参数；同时从蓄电池组5直接获得单体电池的运行参数，后台监控系统4比对直接和间接获得的单体电池的运行参数，并依据比对结果选择直接管理所述蓄电池组。具体地，当后台监控系统4通过比对发现直接和间接获得的单体电池的运行参数不同时，即认为分级管理系统2内部的通信出现故障，此时，分级管理系统2对蓄电池组的管理指令可能是错误的，需要及时纠正，后台监控系统4直接管理蓄电池组5，同时向分级管理系统2发出错误提醒或警示提醒。当然，本实施例对蓄电池组的日常管理仍然是由分级管理系统完成，后台监控系统4主要是监控分级管理系统运行是否正常，避免分级管理系统出现故障导致非正常断电，提高供电的安全性，从而避免通信基站因停电造成财产损失。
在本实施例的一个变型实施例中，适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台还包括报警系统(图中未示出)，报警系统将监测结果发送分级管理系统2。报警系统包括报警监测器、报警处理器和报警装置，报警监测器的信号输出端和报警处理器的信号输入端连接，报警处理器的信号输出端与报警装置连接，每个单体电池设置一个报警监测器，报警监测器为漏电流监测器、烟雾监测器、环境温度监测器、电池温度监测器中的一种或多种。报警装置包括但不限于报警灯和报警扩音器。
漏电流监测器串联在蓄电池组5和地之间，用于检测蓄电池组5的漏电流并获得漏电流值，报警处理器接收漏电流值并在漏电流值超过预设的漏电流阈值时发出报警信号，报警装置收到报警信号后发出报警。
烟雾监测器设置于存放蓄电池组的存放空间内，用于检测存放空间的烟雾浓度并获得烟雾浓度值，报警处理器接收烟雾浓度值并在烟雾浓度值超过预设的烟雾浓度阈值时发出报警信号，报警装置收到报警信号后发出报警。
环境温度监测器设置于存放蓄电池组的存放空间内，用于检测存放空间的环境温度并获得环境温度值，报警处理器接收环境温度值并在环境温度值超过预设的环境温度阈值时发出报警信号，报警装置收到报警信号后发出报警。
电池温度监测器设置于单体电池的周围，用于检测单体电池的温度并获得电池温度值，报警处理器接收电池温度值并在电池温度值超过预设的电池温度阈值时发出报警信号，报警装置收到报警信号后发出报警。
在本实施例的另一变型实施例中，适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台还包括工况信息系统，工况信息系统将监测结果发送分级管理系统2。工况信息系统包括工况信息采集器和工况信息处理器，工况信息采集器的信号输出端与工况信息处理器的输入端连接，工况信息处理器的输出端与分级管理系统连接，工况信息处理器将工况信息采集器采集的工况信息传送至分级管理系统，由分级管理系统进行管理。
工况信息采集器包括照明系统运行状态采集器、门状态采集器和指示灯状态采集器中的一种或多种。
照明系统运行状态采集装置设置于存放蓄电池组的存放空间，照明系统运行状态采集装置的信号输出端与工况信息处理器的输入端连接。照明系统运行状态采集装置用于采集存放空间内照明系统的运行状态，并将所述照明系统的运行状态监测值发送分管理系统。
门状态采集装置设置于存放空间的门上，门状态采集装置的信号输出端与工况信息处理器的输入端连接。门状态采集装置用于采集存放空间内门的开闭状态，并将采集到的门的开闭状态的监测值发送分级管理系统。
指示灯状态采集装置设置在存放空间内各指示灯周围，指示灯状态采集装置的信号输出端与工况信息处理器的输入端连接。指示灯状态采集装置用于采集存放空间内各指示灯的运行状态，并将采集到的指示灯运行状态监测值发送分级管理系统。这里，指示灯包括但不限于报警指示灯、门开闭状态指示灯。
在本实施例的又一变型实施例中，适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台还包括充电控制单元7，充电控制单元7设置在电网6与蓄电池组之间，电网6与蓄电池组电连接，充电控制单元7用于控制电网6向蓄电池组充电。
需要指出的是，本实施例提及的通信连接为以太网连接和/或无线连接。
实施例2
如图2所示，本实施例提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台包括信息采集装置1、分级管理系统2、数据库服务器3和后台监控系统4，其中，信息采集装置1的输出端与分级管理系统2的输入端连接，分级管理系统2的输出端与数据库服务器3通信连接。
分级管理系统2包括若干分管理系统21、主管理系统22和远程控制系统23，分管理系统21、主管理系统22和远程控制系统23依次通信连接。
每一蓄电池组5对应一分管理系统21，即每一分管理系统21管理一组蓄电池组5，在蓄电池组5内每一单体电池对应设置一个信息采集装置1。每一分管理系统21对应连接同一蓄电池组内各信息采集装置1的信号输出端，分管理系统21获得单体电池的运行参数并将单体电池的运行参数发送主管理系统22和后台监控系统4。当分管理系统21监测到某个单体电池的电压过低、放电流过大、内阻增高、荷电比较小、电池状态不稳定或电量过低时，可以停止该蓄电池组的运行，同时启动备用蓄电池组，从而确保供电安全。
主管理系统22接收分管理系统21发送的单体电池的运行参数，并将单体电池的运行参数分类，同时依据单体电池的运行参数管理蓄电池组。主管理系统22将监测到的单体电池的各项指标分类，如电压、电流、内阻、荷电、电量等分类，以及核对分管理系统21的管理指令，及时对分管理系统21的管理指令进行纠错，避免分管理系统21管理错误导致财产损失。
远程控制系统23接收主管理系统22发送的单体电池的运行参数，并依据单体电池的运行参数管理蓄电池组。远程控制系统23依据单体电池的运行参数检验分管理系统21和主管理系统22的管理指令是否正确，同时必要时也可以直接管理蓄电池组5，即向蓄电池组发出管理指令。
数据库服务器3与远程控制系统23通信连接，数据库服务器3接收并存储远程控制系统发送的单体电池的运行参数。
需要说明的是，本实施例也可以包括报警系统、工况信息系统和充电控制单元，报警系统、工况信息系统和充电控制单元获得信号直接发送分管理系统21，其作用和设置方式与实施例1相同，在此不再赘述。
另外，实施例1和实施例2提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台将分管理系统21设置在蓄电池组的安装现场，主管理系统22设置在通信基站的控制室，远程控制系统23和数据库服务器3设置在公司总部，即设置在通信公司的总控制室，后台控制系统4设置在公司总部或设置在第三方的监测室。
上述实施例提供的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台在传统的分级管理系统基础之上，增加后台监控系统，后台监控系统与蓄电池组和数据服务器连接，后台监控系统从蓄电池组直接获得单体电池的运行参数，以及从数据库服务器间接获得单体电池的运行参数，当后台监控系统监控到从数据库服务器间接获得的单体电池的运行参数与直接获得的单体电池的运行参数不同时，说明分级管理系统的通信或管理出现故障，其可以直接对蓄电池组进行管理，也就是说，该蓄电池在线管理平台通过两个途径管理蓄电池组，即分级管理系统和后台监控系统，提高了蓄电池在线管理平台的可靠性，以及蓄电池组运行的安全性，从而可以减少、甚至避免大型变电站和通信基站因断电造成的损失。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，用于管理若干蓄电池组，每一所述蓄电池组包括多个单体电池，所述蓄电池在线管理平台包括信息采集装置、分级管理系统和数据库服务器，其中，所述信息采集装置的输出端与所述分级管理系统的输入端连接，所述分级管理系统的输出端与所述数据库服务器通信连接；
每一所述单体电池对应一所述信息采集装置，所述信息采集装置将其采集的所述单体电池的运行参数发送至所述分级管理系统；
所述分级管理系统依据所述单体电池的运行参数对所述蓄电池组进行分级管理，同时将所述单体电池的运行参数发送至所述数据库服务器存储；
其特征在于，
所述蓄电池在线管理平台还包括后台监控系统，所述后台监控系统与所述数据库服务器通信连接，用以从所述数据服务器间接获得所述单体电池的运行参数；同时所述后台监控系统与所述蓄电池组连接，以直接获得所述单体电池的运行参数，所述后台监控系统比对直接和间接获得的所述单体电池的运行参数，在比对不一致时直接管理所述蓄电池组。
2.根据权利要求1所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述分级管理系统包括若干分管理系统、主管理系统和远程控制系统，所述分管理系统、所述主管理系统和所述远程控制系统依次通信连接；
每一所述分管理系统对应连接同一所述蓄电池组内各所述信息采集装置以获得所述单体电池的运行参数，并将所述单体电池的运行参数发送所述主管理系统和所述后台监控系统；
所述主管理系统接收所述分管理系统发送的所述单体电池的运行参数，并将所述单体电池的运行参数分类，同时依据所述单体电池的运行参数管理所述蓄电池组；
所述远程控制系统接收所述主管理系统发送的所述单体电池的运行参数，并依据所述单体电池的运行参数检验所述分管理系统和所述主管理系统的管理指令，以及必要时管理所述蓄电池组；
所述数据库服务器与所述远程控制系统通信连接，所述数据库服务器接收并存储所述远程控制系统发送的所述单体电池的运行参数。
3.根据权利要求2所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述信息采集装置包括电压采集装置、电流采集装置、内电阻采集装置、荷电采集装置、电池状态采集装置和电量采集装置中的一种或多种，分别用于采集所述单体电池的电压、电流、内电阻、荷电、电池状态和电量。
4.根据权利要求2所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述蓄电池在线管理平台还包括报警系统，所述报警系统包括报警监测器、报警处理器和报警装置，每一所述单体电池设置一所述报警监测器，所述报警监测器的信号输出端与所述报警处理器的输入端连接，所述报警处理器的输出端与所述报警装置的输入端连接，所述报警装置收到所述报警处理器的报警信号后发出报警。
5.根据权利要求4所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述报警监测器包括漏电流监测器、烟雾监测器、环境温度监测器和电池温度监测器中的一种或多种；
所述漏电流监测器串联在所述蓄电池组和地之间，用于检测所述蓄电池组的漏电流获得漏电流值，所述报警处理器接收所述漏电流值并在所述漏电流值超过预设的漏电流阈值时发出报警信号；
所述烟雾监测器设置于存放所述蓄电池组的存放空间内，用于检测所述存放空间的烟雾浓度获得烟雾浓度值，所述报警装置接收所述烟雾浓度值并在所述烟雾浓度值超过预设的烟雾浓度阈值时发出报警信号；
所述环境温度监测器设置于存放所述蓄电池组的存放空间内，用于检测所述存放空间的环境温度获得环境温度值，所述报警处理器接收所述环境温度值并在环境温度值超过预设的环境温度阈值时发出报警信号；
所述电池温度监测器设置于所述单体电池的周围，用于检测所述单体电池的温度获得电池温度值，所述报警处理器接收所述电池温度值并在所述电池温度值超过预设的电池温度阈值时发出报警信号。
6.根据权利要求2所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述蓄电池在线管理平台还包括工况信息系统，所述工况信息系统包括工况信息采集器和工况信息处理器，所述工况信息采集器的信号输出端与所述工况信息处理器的输入端连接，所述工况信息处理器的输出端与所述分级管理系统连接；
所述工况信息采集器包括照明系统运行状态采集器、门状态采集器和指示灯状态采集器中的一种或多种；
所述照明系统运行状态采集器用于采集所述存放空间内照明系统的运行状态，并将所述照明系统的运行状态监测值发送所述分管理系统；
所述门状态采集装置用于采集所述存放空间内门的开闭状态，并将所述开闭状态的监测值发送所述分管理系统；
所述指示灯状态采集装置用于采集所述存放空间内指示灯的运行状态，并将采集到的所述运行状态监测值发送所述分管理系统。
7.根据权利要求1-6任一项所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述蓄电池在线管理平台还包括充电控制单元，所述充电控制单元设置在电网与所述蓄电池组之间，用于控制所述电网向所述蓄电池组充电。
8.根据权利要求1-6任一项所述的适用于大规模储能系统的蓄电池在线管理平台，其特征在于，所述通信连接为以太网连接和/或无线连接。
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