CN110311471A - 一种用于储能系统的监控系统及其控制方法 - Google Patents

一种用于储能系统的监控系统及其控制方法 Download PDF

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刘飞
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Abstract

本发明涉及一种用于储能系统的监控系统及其控制方法,所述用于储能系统的监控系统包括霍尔传感器、电压采集卡、电力无线专用平台、电池能量管理系统、储能电池系统以及储能监控单元等,通过所述霍尔传感器和所述电压采集卡可以对电网配网低压侧的电压信号和电流信号进行采集,为所述储能监控单元控制储能电池系统进行缺额相补偿提供依据;而且通过所述电力无线专用平台将储能监控单元的数据传输至监控终端,实现了所述用于储能系统的监控系统的无线传输,解决了数据无法接回的问题。

Description

一种用于储能系统的监控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电池储能系统的监控技术领域,更具体地说,涉及一种用于储能系统的监控系统及其控制方法。
背景技术
随着大规模储能系统的快速发展,根据用户侧实际用电情况控制储能系统正确出功,以确保储能系统的使用始终处于合理、安全、经济的状态是很重要的。同时,随着国家电网“泛在电力物联网”概念的提出,使得现场电力系统数据的重要性显著提升。
现有的储能系统及其控制方法的研究与运用主要侧重于根据整体需求控制充放,针对三相电压中单相缺额独立补充还有待进一步研究,而储能系统数据接回目前主要采用有线网络的形式,但在偏远地区网络覆盖盲区,如何将储能系统数据接回问题亟待解决。
针对上述技术问题,专利CN102427242A公开了一种锂电池储能系统的监控系统,其利用RS485总线通讯,实现了电池储能数据与信息、充放电控制指令、电网信息、电网负荷等实时性控制与监视,但受限于RS485通讯机制,无法实现远距离、无线传输特点,针对在偏远、有限网络尚未覆盖地区,该监控系统无法实现储能系统远距离接回功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述数据接回技术不足的缺陷,提供一种用于储能系统的监控系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
在本发明所述的用于储能系统的监控系统中,包括霍尔传感器、电力无线专用平台、电池能量管理系统、储能电池系统以及储能监控单元,并且所述储能电池系统、所述电池能量管理系统以及所述电力无线专用平台均网络连接所述储能监控单元,所述电池能量管理系统网路连接所述储能电池系统,所述霍尔传感器信号连接所述储能监控单元。
在本发明所述的用于储能系统的监控系统中,还包括电压采集卡,所述电压采集卡信号连接所述储能监控单元。
在本发明所述的用于储能系统的监控系统中,所述电力无线专用平台包括数据-信号转换模块、4G网卡、网关、发射器、第一数据连接线以及第二数据连接线,所述发射器设置在所述网关内部,所述4G网卡设置在所述数据-信号转换模块内部,所述网关通过第一数据连接线连接所述4G网卡,所述4G网卡通过第二数据连接线连接所述储能监控单元。
在本发明所述的用于储能系统的监控系统中,所述储能电池系统的容量不低于30kW·h。
本发明还公开了一种用于储能系统的监控系统的控制方法,包括如下步骤:
步骤S1:霍尔传感器采集电网配网低压侧的电流信号,并将采集到的电流信号传输至储能监控单元;
步骤S2:储能监控单元根据接收到的电流信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿;
步骤S3:电力无线专用平台接收储能监控单元传输的信号并将接收的信号传输至监控终端。
在本发明所述的用于储能系统的监控系统的控制方法中,还包括步骤S0,并且步骤S0为:电压采集卡电网配网低压侧的电压信号,并将采集到的电压信号传输至储能监控单元;步骤S2为:储能监控单元根据接收到的电流信号和/或电压信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿。
在本发明所述的用于储能系统的监控系统的控制方法中,步骤S3具体包括如下步骤:
S31:储能监控单元接收的电流信号和电压信号通过第二数据连接线传输至4G网卡;
S32:4G网卡将接收到的电流信号和电压信号由数据信号转化为网络信号;
S33:4G网卡通过第一数据连接线将转换为网络信号的电压信号和电流信号传输至网关;
S34:网关对接收的信号进行安全处理后传输至发射器;
S35:发射器将接受的信号传输至监控终端。。
实施本发明的用于储能系统的监控系统及其控制方法,具有以下有益效果:
本发明公开的用于储能系统的监控系统及其控制方法,所述用于储能系统的监控系统包括霍尔传感器、电压采集卡、电力无线专用平台、电池能量管理系统、储能电池系统以及储能监控单元等,通过所述霍尔传感器和所述电压采集卡可以对电网配网低压侧的电压信号和电流信号进行采集,为所述储能监控单元控制储能电池系统进行缺额相补偿提供依据;而且通过所述电力无线专用平台将储能监控单元的数据传输至监控终端,实现了所述用于储能系统的监控系统的无线传输,解决了数据无法接回的问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明所述的用于储能系统的监控系统的结构示意图;
图2为图1中电力无线专用平台的结构示意图;
其中,图1和图2中的附图标记为:
1、霍尔传感器;2、电力无线专用平台;3、电池能量管理系统;4、储能电池系统;5、储能监控单元;6、电压采集卡;7、数据-信号转换模块;8、4G网卡;9、网关;10、发射器;11、第一数据连接线;12、第二数据连接线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明公开了一种用于储能系统的监控系统,包括霍尔传感器1、电力无线专用平台2、电池能量管理系统3、储能电池系统4以及储能监控单元5,并且所述储能电池系统4、所述电池能量管理系统3以及所述电力无线专用平台2均网络连接所述储能监控单元5,所述电池能量管理系统3网路连接所述储能电池系统4,所述霍尔传感器1信号连接所述储能监控单元5。
工作时,所述霍尔传感器1可以对电网配网低压侧的电流信号进行采集,并将采集到的电流信号传输至所述储能监控单元5,然后所述储能监控单元5判断三相电压为某一相有功缺额还是三相电压同时有功缺额;当所述储能监控单元5根据接收到的电流信号判断三相电压为某一相有功缺额时,所述储能监控单元5向所述电池能量管理系统3发送动作指令,然后所述电池能量管理系统3控制所述储能电池系统4向用户侧三相电压的缺额相进行有功补充,即进行向用户侧三相电压的单相有功补充;当所述储能监控单元5判断三相电压为三相均有功缺额时,所述储能监控单元5向所述电池能量管理系统3发送动作指令,然后所述电池能量管理系统3控制所述储能电池系统4向用户侧进行三相有功补充。
作为优选的实施方案,所述用于储能系统的监控系统还包括电压采集卡6,所述电压采集卡6信号连接所述储能监控单元5,所述电压采集卡6可以对电网配网低压侧的电压信号进行采集,并将采集到的电压信号传输至所述储能监控单元5,然后所述储能监控单元5根据接收到的电压信息判断三相电压为某一相有功缺额还是三相电压同时有有功缺额;当所述储能监控单元5判断三相电压为某一相有功缺额时,所述储能监控单元5向所述电池能量管理系统3发送动作指令,然后所述电池能量管理系统3控制所述储能电池系统4向用户侧三相电压的缺额相进行有功补充,即进行向用户侧三相电压的单相有功补充;当所述储能监控单元5判断三相电压为三相均有功缺额时,所述储能监控单元5向所述电池能量管理系统3发送动作指令,然后所述电池能量管理系统3控制所述储能电池系统4向用户侧进行三相有功补充。
如图2所示,所述电力无线专用平台包括数据-信号转换模块7、4G网卡8、网关9、发射器10、第一数据连接线11以及第二数据连接线12,所述发射器10设置在所述网关9内部,所述4G网卡8设置在所述数据-信号转换模块7内部,所述网关9通过第一数据连接线11连接所述4G网卡8,所述4G网卡8通过第二数据连接线12连接所述储能监控单元5。
工作时,所述储能监控单元5接收的电流信号和电压信号通过第二数据连接线12传输至4G网卡8;然后,所述4G网卡8将接收到的电流信号和电压信号由数据信号转化为网络信号;然后,4G网卡8通过第一数据连接线11将转换为网络信号的电压信号和电流信号传输至所述网关9;然后,所述网关9对接收的信号进行加密、信息安全等安全处理后传输至发射器10;最后,所述发射器10将接受的信号传输至监控终端,实现了所述用于储能系统的监控系统的无线传输,解决了数据无法接回的问题。
为了保证储能系统不低于半小时的持续供电能力和经济性,所述储能电池系统的容量不低于30kW·h。
而且,所述储能电池系统4进行有功缺额补充的动作电压/电流信号不能高于电网配网用户侧标准电压的20%,这是为了避免所述储能电池系统进行有功缺额补充时,所述储能电池系统的输出功率过大而引起配电网频率波动,因此,所述储能电池系统4进行有功缺额补充的动作电压/电流信号不能高于电网配网用户侧标准电压的20%。
本发明还公开了一种用于储能系统的监控系统的控制方法,包括如下步骤:
步骤S1:霍尔传感器采集电网配网低压侧的电流信号,并将采集到的电流信号传输至储能监控单元。
步骤S2:储能监控单元根据接收到的电流信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿。
步骤S3:电力无线专用平台接收储能监控单元传输的信号并将接收的信号传输至监控终端。
作为优选的实施方案,所述用于储能系统的监控系统的控制方法还包括步骤S0,并且步骤S0为:电压采集卡电网配网低压侧的电压信号,并将采集到的电压信号传输至储能监控单元;步骤S2为:储能监控单元根据接收到的电流信号和/或电压信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿。
具体在本发明中,步骤S3具体包括如下步骤:
S31:储能监控单元接收的电流信号和电压信号通过第二数据连接线传输至4G网卡;
S32:4G网卡将接收到的电流信号和电压信号由数据信号转化为网络信号;
S33:4G网卡通过第一数据连接线将转换为网络信号的电压信号和电流信号传输至网关;
S34:网关对接收的信号进行安全处理后传输至发射器;
S35:发射器将接受的信号传输至监控终端。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种用于储能系统的监控系统,其特征在于:包括霍尔传感器、电力无线专用平台、电池能量管理系统、储能电池系统以及储能监控单元,并且所述储能电池系统、所述电池能量管理系统以及所述电力无线专用平台均网络连接所述储能监控单元,所述电池能量管理系统网路连接所述储能电池系统,所述霍尔传感器信号连接所述储能监控单元。
2.根据权利要求1所述的用于储能系统的监控系统,其特征在于:还包括电压采集卡,所述电压采集卡信号连接所述储能监控单元。
3.根据权利要求2所述的用于储能系统的监控系统,其特征在于:所述电力无线专用平台包括数据-信号转换模块、4G网卡、网关、发射器、第一数据连接线以及第二数据连接线,所述发射器设置在所述网关内部,所述4G网卡设置在所述数据-信号转换模块内部,所述网关通过第一数据连接线连接所述4G网卡,所述4G网卡通过第二数据连接线连接所述储能监控单元。
4.根据权利要求1所述的用于储能系统的监控系统,其特征在于:所述储能电池系统的容量不低于30kW·h。
5.一种如权利要求1-4任何一项所述的用于储能系统的监控系统的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S1:霍尔传感器采集电网配网低压侧的电流信号,并将采集到的电流信号传输至储能监控单元;
步骤S2:储能监控单元根据接收到的电流信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿;
步骤S3:电力无线专用平台接收储能监控单元传输的信号并将接收的信号传输至监控终端。
6.根据权利要求5所述的用于储能系统的监控系统的控制方法,其特征在于:还包括步骤S0,并且步骤S0为:电压采集卡电网配网低压侧的电压信号,并将采集到的电压信号传输至储能监控单元;步骤S2为:储能监控单元根据接收到的电流信号和/或电压信号判断是否出现有功缺额;当所述储能监控单元的判断结果为出现有功缺额时,则所述储能监控单元向电池能量管理系统发布指令,以控制储能电池系统向用户侧的缺额相进行有功补偿。
7.根据权利要求6所述的用于储能系统的监控系统的控制方法,其特征在于:步骤S3具体包括如下步骤:
S31:储能监控单元接收的电流信号和电压信号通过第二数据连接线传输至4G网卡;
S32:4G网卡将接收到的电流信号和电压信号由数据信号转化为网络信号;
S33:4G网卡通过第一数据连接线将转换为网络信号的电压信号和电流信号传输至网关;
S34:网关对接收的信号进行安全处理后传输至发射器;
S35:发射器将接受的信号传输至监控终端。
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