CN110729744A - 一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统 - Google Patents

一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，包括：储能系统和声矢量监控系统，所述储能系统包括，储能电池组、BMS电池管理系统、EMS管理系统、控制柜和变流器。所述声矢量监控系统，包括：声矢量传感器和声矢量控制系统。所述储能电池组与所述BMS电池管理系统连接，所述BMS电池管理系统与所述EMS管理系统连接，所述储能电池组与所述变流器连接，所述声矢量传感器与所述声矢量控制系统连接，所述EMS管理系统、声矢量控制系统与变流器通过总线与控制柜连接，所述总线上设置网络接口。本发明采用声矢量传感器技术，精确构建储能系统的安全声谱图，提升储能系统安全稳定性；全方位保证储能系统的安全应用及操作。

Description

一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统
技术领域
本发明涉及储能电池领域，具体地涉及一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统。
背景技术
储能系统是由储能电池、电池检测管理系统、能量变换器、以及相关监控设备组成的能源储存系统，目前，集装箱储能系统发展较快，市场需求较为强烈，但是，由于集装箱储能系统内部设备布置紧密，大部分区域放置的是电池组件，所以，对必须保障系统的安全可靠性。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，通过声矢量传感器对整个储能系统扫描，建立声谱模型，再通过网络对其进行实时检测，提升整个储能系统的稳定性，进而确保储能系统安全、稳定、可靠的运行。
本发明的技术方案是 ：一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，包括：储能系统和声矢量监控系统所述储能系统包括，储能电池组、BMS电池管理系统、EMS管理系统、控制柜和变流器，所述声矢量控制系统，包括：声矢量传感器和声矢量控制系统，所述储能电池组与所述BMS电池管理系统连接，所述BMS电池管理系统与所述EMS管理系统连接，所述储能电池组与所述变流器连接，所述声矢量传感器与所诉声矢量控制系统连接，所述EMS管理系统、声矢量控制系统与变流器通过总线与控制柜连接，所述总线上设置网络通信接口。
进一步地，所述声矢量传感器设置在集装箱的两端，所述声矢量传感器采集所述集装箱储能系统的声谱参数，所述声矢量控制系统对获取的声谱参数生成的声谱图进行实时检测，对故障进行报警，同时将异常数据发送给所述EMS管理系统，所述EMS管理系统通过修改参数或策略，排除异常报警。
进一步地，所述声矢量传感器为敏感传感器，只能检测到同一方向某个角度的声源信息，所述声矢量传感器为圆柱形。
进一步地，所述储能电池组设置在集装箱的中部位置，所述控制柜和所述变流器设置在集装箱的两端，电气连接：所述储能电池组连接所述BMS电池管理系统，再连接所述变流器，然后再连接所述控制柜，所述控制柜输入端接电网，输出端接负载，信号连接：所述储能电池组与所述BMS电池管理系统连接，所述BMS电池管理系、所述EMS管理系统、声矢量控制系统与所述变流器通过总线与控制柜连接。
进一步地，所述储能集装箱内部还设置环境监测控制系统和火灾报警系统，所述环境监测控制系统包括温湿度传感器、温湿度控制系统和空调系统，所述温湿度传感器、所述空调系统与所述温湿度控制系统连接，所述火灾报警系统和所述温湿度控制系统通过总线与所述EMS管理系统连接。
进一步地，所述储能电池采用磷酸铁锂电池。
进一步地，所述BMS电池管理系统包括主控模块、采集模块、CAN总线和显示屏，所述采集模块与所述储能电池组连接，所述采集模块实时测量电池的电压、温度并通过所述CAN 总线上传到所述主控模块，同时所述主控模块也通过CAN总线将命令下发到所述采集模块，所述显示屏连接于 所述CAN 总线中，进行信息显示、系统设置、参数标定等。
附图说明
图1 为本发明提出的所述一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统结构图。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明进行详细的说明。
参见图 1，为本发明提出一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统结构图。
如图1 所示，本发明实施例中，有两条数据链，一条是，声矢量传感器对集装箱储能系统进行声参数采集，然后将声参数传输给声矢量控制系统，然后，声矢量控制系统将监测的异常数据传输给EMS管理系统，另一条数据链是，BMS 电池管理系统对储能电池组进行数据采集，然后BMS 电池管理系统将监测数据传送到 EMS 管理系统，这两条数据链，通过EMS 管理系统将集装箱内所有的信息通过通信网络传送到智能网关，然后通过 TCP/IP 协议将数据实时传输到EMS云平台，EMS云平台可实时监测多个监控点。
本发明实施例中，使用的矢量传感器为直径为2英寸的圆柱形矢量传感器，该声矢量传感器只可以检测一个指定方向45度角范围内的声参数。该实例将声矢量传感器安装于集装箱的两端。储能系统工作后，声矢量传感器对储能集装箱进行扫描，将获取数据传输给声矢量控制系统，声矢量控制系统将数据生成声谱图。然后声矢量控制系统将声谱图与储能集装箱系统的结构图进行叠加，通过显示设备就可以清晰的看见储能集装箱系统的各区域声谱情况，储能系统工作后，声矢量控制系统对储能集装箱进行实时检测，若储能集装箱发生异常声音，声矢量控制系统将对故障进行报警，同时将分析的异常数据发送给EMS管理系统，EMS管理系统通过修改参数、策略或维修，排除异常报警。
本发明实施例中，储能电池安装在集装箱的中部位置，控制柜和变流器安装在集装箱的一端，智能网关安装在集装箱的另一端，实例中共有两条线路，电气线路是：储能电池组连接BMS电池管理系统，再连接到变流器上，然后再连接到控制柜上，控制柜输入端连接电网，控制柜输出端连接负载，信号线路是：储能电池组连接BMS电池管理系统，BMS电池管理系、EMS管理系统、声矢量控制系统和变流器通过总线与控制柜连接。
本发明实施例中，储能集装箱内部还设置环境监测控制系统和火灾报警系统，环境监测控制系统包括温湿度传感器、温湿度控制系统和空调系统，温湿度传感器、空调系统与温湿度控制系统连接，火灾报警系统和温湿度控制系统通过总线与EMS管理系统连接。
本发明实施例中，储能电池采用磷酸铁锂电池，可充放电大于3000次，性能稳定，安全性高。
本发明实施例中，BMS电池管理系统能兼容磷酸铁锂、三元锂、锰酸锂、钛酸锂等不同电池类型的电池管理。主要功能包括电压、温度、电流的精确测量；SOC、SOH 的准确估算；充放电控制；故障、动作和状态的实时记录等，能够实现对电池组的实时、全面、稳定的监测、控制和保护。该实例BMS 提供两种主从式 BMS 解决方案。
本发明实施例中，采用可实现双向自动充放电的变流器，根据设备的时间设置及电流检测进行转换工作，变流器在整个系统中起着核心作用，具有高转换效率、宽电压输入范围、快速并离网切换和方便维护等特点，同时具备完善的保护功能，如孤岛保护、直流过压保护和低电压穿越等，满足并离网要求。
本发明实施例中，采用声矢量传感器技术，通过辨识声谱的差异，在微量变化中就可以识别系统的异常状况，极大的升级了整个集装箱储能系统的安全性，大大降低了系统大故障发生的风险。
上述发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，包括：储能系统和声矢量监控系统，所述储能系统包括，储能电池组、BMS电池管理系统、EMS管理系统、控制柜和变流器，所述声矢量监控系统，包括：声矢量传感器和声矢量控制系统，所述储能电池组与所述BMS电池管理系统连接，所述BMS电池管理系统与所述EMS管理系统连接，所述储能电池组与所述变流器连接所述声矢量传感器与所诉声矢量控制系统连接，所述EMS管理系统、声矢量控制系统与变流器通过总线与控制柜连接，所述总线上设置网络通信接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述声矢量传感器设置在集装箱的两端，所述声矢量传感器采集所述集装箱储能系统的声谱参数，所述声矢量控制系统对生成的声谱参数图进行实时检测，对故障进行报警，同时将异常数据发送给所述EMS管理系统，所述EMS管理系统通过修改参数或策略，排除异常报警。
3.根据权利要求2所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述声矢量传感器为敏感传感器，只能检测到同一方向某个角度的声源信息，所述声矢量传感器为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述储能电池组设置在集装箱的中部位置，所述控制柜和所述变流器设置在集装箱的两端电气连接：所述储能电池组连接所述BMS电池管理系统，再连接所述变流器，然后再连接所述控制柜，所述控制柜输入端接电网，输出端接负载，信号连接：
所述储能电池组与所述BMS电池管理系统连接，所述BMS电池管理系、所述EMS管理系统、声矢量控制系统与所述变流器通过总线与控制柜连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述储能集装箱内部还设置环境监测控制系统和火灾报警系统，所述环境监测控制系统包括温湿度传感器、温湿度控制系统和空调系统，所述温湿度传感器、所述空调系统与所述温湿度控制系统连接，所述火灾报警系统和所述温湿度控制系统通过总线与所述EMS管理系统连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述储能电池采用磷酸铁锂电池。
7.根据权利要求1所述的一种基于声矢量传感器的集装箱储能系统，其特征在于，所述BMS电池管理系统包括主控模块、采集模块、CAN总线和显示屏，所述采集模块与所述储能电池组连接，所述采集模块实时测量电池的电压、温度并通过所述CAN 总线上传到所述主控模块，同时所述主控模块也通过CAN总线将命令下发到所述采集模块，所述显示屏连接于所述CAN 总线中，进行信息显示、系统设置、参数标定等。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112821434A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 珠海科创电力电子有限公司 储能集装箱系统
CN113193580A (zh) * 2021-04-23 2021-07-30 东莞莞能绿色能源服务有限公司 储能监控系统及其控制方法、计算机可读存储介质

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