CN110687864A - 一种直流集控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流集控系统，属于储能集装箱技术领域，设置在储能集装箱内，包括两组储能系统，所述储能系统包括并联的若干个电池柜、与若干个电池柜连接的PCS柜，以及与若干个电池柜直流侧并联的高压汇控装置；所述高压汇控装置包括储能集中控制器、与储能集中控制器通信连接的BMS、所述储能集中控制器和BMS均与PCS柜连接。本发明解决了现有储能集装箱中的电池室内的连接方式存在消耗电缆长度较长，BMS直接接入PCS中存在安全隐患的问题。
Description
技术领域
本发明属于储能集装箱技术领域，涉及一种直流集控系统。
背景技术
由于人们所需的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用一种装置，把一段时期内暂时不用的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，或者运往能量紧缺的地方再使用，这种方法就是能量存储。储能主要包括热能、动能、电能、电磁能、化学能等能量的存储，目前储能技术的研究、开发与应用主要是以储存热能、电能为主，广泛应用于太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收以及工业与民用建筑和空调的节能等领域。其中，电力的“移峰填谷”主要靠储能集装箱来实现。
现有的储能集装箱一般包括电池室和控制室，电池室内设置有储能电池、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)，控制室内设置有温度控制系统、远程数据监控系统、消防系统和照明系统。一般是将多个BMS分别接入PCS中，经过变压器之后接入环网柜，再接入变电站母线。这种连接方式消耗电缆长度较长，从而造成一定的损耗，且BMS直接接入PCS中，如果发生故障，不利于整个系统的保护。
因此，针对上述问题，本发明提出了一种直流集控系统。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种直流集控系统，解决了现有储能集装箱中的电池室内的连接方式存在消耗电缆长度较长，BMS直接接入PCS中存在安全隐患的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种直流集控系统，设置在储能集装箱内，包括储能系统，所述储能系统包括并联的若干个电池柜、与若干个电池柜连接的PCS柜，以及与若干个电池柜直流侧并联的高压汇控装置；
所述高压汇控装置包括储能集中控制器、与储能集中控制器通信连接的BMS、所述储能集中控制器和BMS均与PCS柜连接。
进一步地，所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器控制连接的报警单元、与储能集中控制器控制连接的运行状态监控单元，以及与储能集中控制器通信连接的环境监控单元。
更进一步地，所述报警单元包括声光报警器和系统急停按钮。
更进一步地，所述运行状态监控单元包括烟感探测器、水浸传感器、入侵探测器、变压器运行检测器和开关状态检测器。
更进一步地，所述环境监控单元包括温度调节设备、温湿度监测器和电能计量设备。
进一步地，所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器通信连接的光纤以太网交换机、与光纤以太网交换机通信连接的视频监控和调度单元，所述光纤以太网交换机还与PCS柜连接。
更进一步地，所述视频监控和调度单元包括视频监控设备和触摸屏，所述视频监控设备采用站级监控设备，通过Fiber核心与光纤以太网交换机通信连接。
更进一步地，所述光纤以太网交换机可采用IES2010-2GS系列工业交换机，所述触摸屏可采用TPC1061Ti工控触摸屏。
更进一步地，所述储能集中控制器采用PLC可编程控制器，可以是BF-CX5130控制器。
进一步地，所述电池柜的数量为3至6个，每个电池柜中具有一套电池簇，所述电池簇由若干个蓄电池经过串并联方式联接而成。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.一种直流集控系统，采用高压汇控装置并联电池柜的连接方式，缩短了电缆长度，节约了空间和成本，又通过高压汇控装置内的储能集中控制器和BMS与PCS柜连接实现急停控制，对电池柜起到保护作用，防止出现环流，保障系统安全。
2.本发明中所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器控制连接的报警单元，所述报警单元包括声光报警器和系统急停按钮，当电池柜出现故障时，PCS柜获取电池组状态信息，发送故障信号给储能集中控制器，储能集中控制器控制声光报警器启动并控制PCS柜与电池柜的连接断开，声光报警器发出警报，及时提醒工作人员发现故障，工作人员再直接通过系统急停按钮急停整个系统，及时解决问题，保障整个储能集装箱的安全和稳定运行。
3.本发明中所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器通信连接的光纤以太网交换机、与光纤以太网交换机通信连接的视频监控和调度单元，所述视频监控和调度单元包括视频监控设备和触摸屏，所述视频监控设备通过Fiber核心与光纤以太网交换机通信连接，实现储能站的就地调度，所述触摸屏可采用TPC1061Ti工控触摸屏，具备强大的图像显示和数据处理功能。
4.本发明中不需要设置专门的控制柜，将监控和控制功能结合到高压汇控装置中，节省了储能集装箱的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是一种直流集控系统的储能系统连接框图；
图2是本发明中高压汇控装置的连接框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
一种直流集控系统，解决了现有储能集装箱中的电池室内的连接方式存在消耗电缆长度较长，BMS直接接入PCS中存在安全隐患的问题。
一种直流集控系统，设置在储能集装箱内，包括储能系统，所述储能系统包括并联的若干个电池柜、与若干个电池柜连接的PCS柜，以及与若干个电池柜直流侧并联的高压汇控装置；所述高压汇控装置包括储能集中控制器、与储能集中控制器通信连接的BMS、所述储能集中控制器和BMS均与PCS柜连接。
本发明采用高压汇控装置并联电池柜的连接方式，缩短了电缆长度，节约空间和成本，又通过高压汇控装置内的储能集中控制器和BMS与PCS柜连接实现急停控制，对电池柜起到保护作用，防止出现环流，保障系统安全。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
专业术语解释：
BMS：Battery Management System，电池管理系统，能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。
PCS：Power Conversion System，储能变流器，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
本发明的较佳实施例，提供了一种直流集控系统，设置在储能集装箱内，包括两组储能系统，所述储能系统包括并联的若干个电池柜、与若干个电池柜连接的PCS柜，以及与若干个电池柜直流侧并联的高压汇控装置，缩短了电缆长度，节约空间和成本；
所述高压汇控装置包括储能集中控制器、通过CAN总线与储能集中控制器通信连接的BMS、所述储能集中控制器和BMS均与PCS柜连接实现急停控制，对电池柜起到保护作用，防止出现环流，保障系统安全。
进一步地，所述高压汇控装置还包括通过输出口与储能集中控制器控制连接的报警单元、通过输入口与储能集中控制器控制连接的运行状态监控单元，以及通过RS485通信接口与储能集中控制器通信连接的环境监控单元。
更进一步地，所述报警单元包括声光报警器和系统急停按钮。
具体地，当电池柜出现故障时，PCS柜获取电池组状态信息，发送故障信号给储能集中控制器，储能集中控制器控制声光报警器启动并控制PCS柜与电池柜的连接断开，声光报警器发出警报，及时提醒工作人员发现故障，工作人员再直接通过系统急停按钮急停整个系统，保障储能系统的安全和稳定运行。
更进一步地，所述运行状态监控单元包括烟感探测器、水浸传感器、入侵探测器、变压器运行检测器和开关状态检测器。
具体地，所述烟感探测器探测储能集装箱内是否有烟雾，通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范，可采用JTY-GD系列烟感探测器，所述烟感探测器内部采用离子式烟雾传感器，工作稳定可靠，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器；
所述水浸传感器24小时连续采集和记录监测点位，探测是否有水存在，再输入给储能集中控制器，防止水浸入储能集装箱内，可采用A4-WDL水浸传感器；
所述入侵探测器可探测入侵者的移动或其他动作，防止无关人员进入影响设备运行，可采用ABT系列二光束红外探测器，具有全密封防雨、防尘等全天候一体化结构设计，还具有自动调节强光过滤功能，抗阳光直射性能良好；
所述变压器运行检测器采用气体传感器，通过气体传感器来周期性测量混合气体中可燃气体含量的变化，便能对变压器的运行状态做出判断；
所述开关状态检测器可采用开关状态监测终端监测断路器等开关辅助触点状态，从而得知开关的实际动作状态，根据统计分析，可方便得知开关动作装置的使用频次及剩余寿命周期。
更进一步地，所述环境监控单元包括温度调节设备、温湿度监测器和电能计量设备。
具体地，所述温度调节设备可采用空调；
所述温湿度检测器可采用XW-210系列温湿度检测器，是采用半导体敏感器件设计，用于测量室内环境的温度、湿度的一体化智能监控模块，具有显示直观、精度高、成本低、外形美观安装方便等特点，以RS485方式传输可与各种监控系统相整合，还可以实现远程控制；
所述电能计量设备可采用三相电子式多功能电能表，它可以计量正、反向有功、4象限无功以及A、B、C各元件有功、无功电量。
进一步地，所述高压汇控装置还包括通过LAN网线与储能集中控制器通信连接的光纤以太网交换机、通过LAN网线与光纤以太网交换机通信连接的视频监控和调度单元，所述光纤以太网交换机还与PCS柜连接，所述LAN网线采用安普AMP219420-2超五类四对屏蔽双绞线。
具体地，所述光纤以太网交换机可采用IES2010-2GS系列工业交换机，支持8个百兆端口和2个千兆以太网接口、支持IEEE802.3/802.3u/802.3x存储转发方式、支持10/100M，全/半双工，MDI/MDI-X自适应功能、支持广播风暴屏蔽功能、支持DC12～48V弹性电源输入、符合工业4级设计要求、IP30等级防护，采用DIN卡轨式安装。
更进一步地，所述视频监控和调度单元包括视频监控设备和触摸屏，所述视频监控设备采用站级监控设备，通过Fiber核心与光纤以太网交换机通信连接，实现储能站的就地调度，所述触摸屏可采用TPC1061Ti工控触摸屏，具备强大的图像显示和数据处理功能。
更进一步地，所述储能集中控制器采用PLC可编程控制器，具体可采用BF-CX5130控制器。
进一步地，所述电池柜的数量为3至6个，每个电池柜中具有一套电池簇，所述电池簇由若干个蓄电池经过串并联方式联接而成，可根据实际需要的电压等级确定蓄电池的数量。
本发明采用高压汇控装置并联电池柜的连接方式，缩短了电缆长度，节约空间和成本，又通过高压汇控装置内的储能集中控制器和BMS与PCS柜连接实现急停控制，对电池柜起到保护作用，防止出现环流。
需要说明的是，本发明中各个器件的电连接方面根据实际需求进行布线，本领域技术人员可根据现有技术进行简单设计，在此不再赘述。本发明中的“BMS、声光报警器、烟感探测器、水浸传感器、入侵探测器、变压器运行检测器、开关状态检测器、温度调节设备、温湿度监测器、电能计量设备、光纤以太网交换机、视频监控设备和触摸屏”均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，PLC可编程控制器可实现的功能也为本领域技术人员通用的编程手段，本发明通过上述部件的互相结合，解决了“现有储能集装箱中的电池室内的连接方式存在消耗电缆长度较长，BMS直接接入PCS中存在安全隐患的问题”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流集控系统，设置在储能集装箱内，其特征在于：包括储能系统，所述储能系统包括并联的若干个电池柜、与若干个电池柜连接的PCS柜，以及与若干个电池柜直流侧并联的高压汇控装置；
所述高压汇控装置包括储能集中控制器、与储能集中控制器通信连接的BMS、所述储能集中控制器和BMS均与PCS柜连接。
2.根据权利要求1所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器控制连接的报警单元、与储能集中控制器控制连接的运行状态监控单元，以及与储能集中控制器通信连接的环境监控单元。
3.根据权利要求2所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述报警单元包括声光报警器和系统急停按钮。
4.根据权利要求2所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述运行状态监控单元包括烟感探测器、水浸传感器、入侵探测器、变压器运行检测器和开关状态检测器。
5.根据权利要求2所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述环境监控单元包括温度调节设备、温湿度监测器和电能计量设备。
6.根据权利要求1所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述高压汇控装置还包括与储能集中控制器通信连接的光纤以太网交换机、与光纤以太网交换机通信连接的视频监控和调度单元，所述光纤以太网交换机还与PCS柜连接。
7.根据权利要求6所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述视频监控和调度单元包括视频监控设备和触摸屏，所述视频监控设备采用站级监控设备，通过Fiber核心与光纤以太网交换机通信连接。
8.根据权利要求7所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述光纤以太网交换机可采用IES2010-2GS系列工业交换机，所述触摸屏可采用TPC1061Ti工控触摸屏。
9.根据权利要求2或6所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述储能集中控制器采用PLC可编程控制器，可以是BF-CX5130控制器。
10.根据权利要求1所述的一种直流集控系统，其特征在于：所述电池柜的数量为3至6个，每个电池柜中具有一套电池簇，所述电池簇由若干个蓄电池经过串并联方式联接而成。
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