CN108288862A - 储能电池管理系统、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能电池管理系统、控制方法，储能电池管理系统用于对储能电池组进行电池管理控制，包括：主电池系统管理单元、储能变流单元，主电池系统管理单元与储能变流单元通信连接，且主电池系统管理单元还与外部的电网系统通信连接；主电池系统管理单元，用于获取储能电池组、电网系统的状态，并根据充放电控制策略向储能变流单元发送充放电执行信号；储能变流单元，用于根据从主电池系统管理单元获取的充放电执行信号，控制储能电池组与外部的电网系统的充放电动作。与现有技术相比，本发明很好的解决电池管理系统的与外部电网充放电控制的准确性、实时性、协调性、成本问题和扩展性的问题。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种储能电池管理系统、控制方法。
背景技术
请参阅图1目前储能系统中的电池管理系统(Battery Management System，BMS)方案，主要是用于管理整个储能系统中的电池部分，主要功能有电池电芯状态的检测、系统容量的预测、充放电监控和功率预测以及电芯的均衡管理。目前的方案主要是电池管理系统1'对内部电池系统做到如上的综合管理，对外的充放电实际控制权由储能变流器(PowerControl System，PCS)2'决定。PCS负责与外部电网或者是储能监控系统(EnergyManagement System，EMS)系统3'进行直接的交互。BMS的系统信息必须通过通讯的方式传输给PCS，再间接的传送到外部电网调度系统或者是EMS系统。同时储能电池与电网的充放电过程必须依靠通讯的方式，接收PCS的指令才能进行，PCS和BMS作为两个独立的系统相互通讯交互各自的运行状态，完成储能系统的充放电功能。
在已公开的电池管理系统中，存在如下缺陷：
准确性：
由于PCS和BMS的独立性，数据交互必须依靠通讯，这就在数据交互的响应时间和数据交互的准确性有可能带来风险，而且一旦该通讯丢失，整个储能系统将无法运行，而外部的电网或者是EMS系统也无法在获取到储能系统中核心的电池管理系统的数据，储能系统将直接瘫痪。虽然目前通讯采用了CAN作为RS485的替代方式，提高了准确性和通讯速率，但是由于推广的局限性和原理的局限性，仍无法彻底解决如上问题。
实时性：
同时PCS作为BMS的上级系统，导致BMS无法直接与电网或者是EMS进行数据交互，使得整个控制过程变得冗余而且缓慢，对于实时性要求高的系统，带来了潜在的风险。
协调性：
PCS和BMS作为两个独立的系统，在充放电配合的过程中，各自按照自己设定的策略执行，在实际的应用过程中相互的配合很难达到协调一直的运行效果，这也大大增加了储能系统的故障率，增加了产品的维护成本
成本问题：
由于两套独立的系统，在组成整个储能系统的过程中，必须同时采购PCS和BMS两套系统在调试后配合使用，直接增加了储能系统的人力和生成成本。
可扩展性：
由于PCS必须作为BMS的上级系统，这就导致了如果需要在储能系统中增加BMS同级的设备系统(如消防系统)，也必须是PCS的下级系统，这就在系统的扩展性上带来了很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能避免PCS和BMS相互独立的储能电池管理系统、控制方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种储能电池管理系统，用于对储能电池组进行电池管理控制，包括：主电池系统管理单元、储能变流单元，所述主电池系统管理单元与所述储能变流单元通信连接，且所述主电池系统管理单元还与外部的电网系统通信连接；
所述主电池系统管理单元，用于获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
所述储能变流单元，用于根据从所述主电池系统管理单元获取的充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
作为本发明储能电池管理系统的一种改进，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接。
作为本发明储能电池管理系统的一种改进，还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统。
作为本发明储能电池管理系统的一种改进，所述扩展子系统为消防子系统，所述消防子系统，用于控制储能电池组上的消防设备。
作为本发明储能电池管理系统的一种改进，还包括：至少一个单体管理单元，每个单体管理单元对所述储存电池组的一个电池进行监测，至少一个单体管理单元与主电池系统管理单元通信连接。
作为本发明储能电池管理系统的一种改进，还包括：至少一个子电池系统管理单元，至少一个单体管理单元与一个子电池系统管理单元通信连接，至少一个子电池系统管理单元与主电池系统管理单元通信连接。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种如前所述的储能电池管理系统的控制方法，包括：
所述主电池系统管理单元获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
当所述储能变流单元从所述主电池系统管理单元接收到充放电执行信号，则根据所述充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
作为本发明储能电池管理系统的控制方法的一种改进，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元与所述监控系统进行通信交互。
作为本发明储能电池管理系统的控制方法的一种改进，所述储能电池管理系统还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统。
作为本发明储能电池管理系统的控制方法的一种改进，所述扩展子系统为消防子系统，所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统，具体包括：
所述消防子系统对所述储能电池组的消防参数进行监控，当所述消防参数满足预设的消防策略时，触发所述储能电池组上的消防设备进行消防动作，并向所述主电池系统管理单元发送消防信息；
所述主电池系统管理单元接收所述消防子系统的消防信息，将所述消防信息发送至所述储能监控系统。
与现有技术相比，本发明储能电池管理系统、控制方法具有以下效果：
通过将PCS的功能直接纳入BMS中，很好的解决电池管理系统与外部电网充放电控制的准确性、实时性、协调性、成本问题和扩展性的问题，整个储能电池组的数据可以直接发送到电网或者EMS系统，增加了系统的稳定性，减少了系统架构的冗余。同时，由于减少了架构层级，因此，直接提升储能系统的稳定性和客户使用体验度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明储能电池管理系统、控制方法及其有益效果进行详细说明。
图1为现有储能电池管理系统的通信拓扑图。
图2为本发明储能电池管理系统的通信拓扑图。
图3为本发明储能电池管理系统的控制方法的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图2，本发明一种储能电池管理系统1，用于对储能电池组进行电池管理控制，包括：主电池系统管理单元11、储能变流单元12，所述主电池系统管理单元11与所述储能变流单元12通信连接，且所述主电池系统管理单元11还与外部的电网系统2通信连接；
所述主电池系统管理单元11，用于获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
所述储能变流单元12，用于根据从所述主电池系统管理单元获取的充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
其中，本发明中，储能变流单元(PCS)12作为整个BMS系统的一部分，在控制策略上由主电池系统管理单元(Master Battery Management Unit，MBMU)11统一管理，在充放电控制中，由MBMU统一执行检测，执行和告警策略，使得整个系统的可以做到无缝配合，同时所有的通讯均属于系统内部通讯，由MBMU统一调度，增强了系统的稳定性，提高了控制的实时性。可以有效的解决上述方案中的弊端，增强系统的稳定性同时也提高了市场的竞争力。
在本发明储能电池管理系统的一个实施例中，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接。
本实施例中，主电池系统管理单元可以直接与外部的监控系统EMS进行通信交互，克服了现有技术需要通过PCS进行中转所带来的准确性和实时性问题。
在本发明储能电池管理系统的一个实施例中，还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统13。
由于主电池系统管理单元11直接与外部电网及监控系统进行通信，因此在进行扩展时无需考虑PCS，减少扩展难度。
在本发明储能电池管理系统的一个实施例中，所述扩展子系统为消防子系统，所述消防子系统，用于控制储能电池组上的消防设备。
在本发明储能电池管理系统的一个实施例中，还包括：至少一个单体管理单元14，每个单体管理单元14对所述储存电池组的一个电池进行监测，至少一个单体管理单元14与主电池系统管理单元11通信连接。
单体管理单元(Cell Supervising Control，CSC)14对电池进行监测以获取电池状态，并发送至主电池系统管理单元(MBMU)1。
在本发明储能电池管理系统的一个实施例中，还包括：至少一个子电池系统管理单元15，至少一个单体管理单元14与一个子电池系统管理单元15通信连接，至少一个子电池系统管理单元15与主电池系统管理单元11通信连接。
多个CSC与一个子电池系统管理单元(Slave Battery Management Unit，SBMU)15通信，多个SBMU为MBMU通信，实现层级管理。
请参阅图3，本发明一种如前所述的储能电池管理系统的控制方法，包括：
步骤S301，所述主电池系统管理单元获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
步骤S302，当所述储能变流单元从所述主电池系统管理单元接收到充放电执行信号，则根据所述充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
在本发明储能电池管理系统的控制方法的一个实施例中，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元与所述监控系统进行通信交互。
在本发明储能电池管理系统的控制方法的一个实施例中，所述储能电池管理系统还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统。
在本发明储能电池管理系统的控制方法的一个实施例中，所述扩展子系统为消防子系统，所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统，具体包括：
所述消防子系统对所述储能电池组的消防参数进行监控，当所述消防参数满足预设的消防策略时，触发所述储能电池组上的消防设备进行消防动作，并向所述主电池系统管理单元发送消防信息；
所述主电池系统管理单元接收所述消防子系统的消防信息，将所述消防信息发送至所述储能监控系统。
与现有技术相比，本发明储能电池管理系统、控制方法具有以下效果：
通过将PCS的功能直接纳入BMS中，很好的解决电池管理系统与外部电网充放电控制的准确性、实时性、协调性、成本问题和扩展性的问题，整个储能电池组的数据可以直接发送到电网或者EMS系统，增加了系统的稳定性，减少了系统架构的冗余。同时，由于减少了架构层级，因此，直接提升储能系统的稳定性和客户使用体验度。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种储能电池管理系统，用于对储能电池组进行电池管理控制，其特征在于，包括：主电池系统管理单元、储能变流单元，所述主电池系统管理单元与所述储能变流单元通信连接，且所述主电池系统管理单元还与外部的电网系统通信连接；
所述主电池系统管理单元，用于获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
所述储能变流单元，用于根据从所述主电池系统管理单元获取的充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
2.根据权利要求1所述的储能电池管理系统，其特征在于，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接。
3.根据权利要求2所述的储能电池管理系统，其特征在于，还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统。
4.根据权利要求3所述的储能电池管理系统，其特征在于，所述扩展子系统为消防子系统，所述消防子系统，用于控制储能电池组上的消防设备。
5.根据权利要求1所述的储能电池管理系统，其特征在于，还包括：至少一个单体管理单元，每个单体管理单元对所述储存电池组的一个电池进行监测，至少一个单体管理单元与主电池系统管理单元通信连接。
6.根据权利要求5所述的储能电池管理系统，其特征在于，还包括：至少一个子电池系统管理单元，至少一个单体管理单元与一个子电池系统管理单元通信连接，至少一个子电池系统管理单元与主电池系统管理单元通信连接。
7.一种如权利要求1所述的储能电池管理系统的控制方法，其特征在于，包括：
所述主电池系统管理单元获取所述储能电池组、所述电网系统的状态，并根据充放电控制策略向所述储能变流单元发送充放电执行信号；
当所述储能变流单元从所述主电池系统管理单元接收到充放电执行信号，则根据所述充放电执行信号，控制所述储能电池组与所述外部的电网系统的充放电动作。
8.根据权利要求7所述的储能电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述主电池系统管理单元还与外部的监控系统通信连接，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元与所述监控系统进行通信交互。
9.根据权利要求8所述的储能电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述储能电池管理系统还包括与所述主电池系统管理单元通信连接的扩展子系统，所述控制方法，还包括：
所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统。
10.根据权利要求9所述的储能电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述扩展子系统为消防子系统，所述主电池系统管理单元接收所述扩展子系统的操作信息，将所述操作信息发送至所述储能监控系统，具体包括：
所述消防子系统对所述储能电池组的消防参数进行监控，当所述消防参数满足预设的消防策略时，触发所述储能电池组上的消防设备进行消防动作，并向所述主电池系统管理单元发送消防信息；
所述主电池系统管理单元接收所述消防子系统的消防信息，将所述消防信息发送至所述储能监控系统。
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