CN110854889A - 一种储能系统及其多级保护方法 - Google Patents

一种储能系统及其多级保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110854889A
CN110854889A CN201911029221.0A CN201911029221A CN110854889A CN 110854889 A CN110854889 A CN 110854889A CN 201911029221 A CN201911029221 A CN 201911029221A CN 110854889 A CN110854889 A CN 110854889A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
pcs
energy storage
ems
bms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911029221.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110854889B (zh
Inventor
戈志敏
丁凯
程军华
黄勇良
余龙
欧阳水兵
尹世飞
熊亚昆
熊刚庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Ganfeng Lienergy Technology Co Ltd
Original Assignee
JIANGXI GANFENG BATTERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGXI GANFENG BATTERY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical JIANGXI GANFENG BATTERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201911029221.0A priority Critical patent/CN110854889B/zh
Publication of CN110854889A publication Critical patent/CN110854889A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110854889B publication Critical patent/CN110854889B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14—Energy storage units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公布了一种储能系统，包括通讯连接的能量管理系统EMS、电池管理系统BMS、双向充放电设备PCS以及储能电池系统，该系统安全可靠，运行稳定，同时还公开了该系统的一种多级保护方法，该多级保护方法采取多级嵌套保护策略，有助于提高系统稳定性和可靠性，一旦系统发生故障，可以将安全风险降至最低，还减少现场的修护成本。

Description

一种储能系统及其多级保护方法
技术领域
本发明涉及二次电池储能系统领域，特别是一种储能系统及其多级保护方法。
背景技术
储能是智能电网、可再生能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键技术。
微网储能解决方案可以应用在储能电站的调峰、调频，或者梯次电池的利用，应急供电的场合及一些削峰填谷的商业应用等方面。
目前二次电池储能系统中，一旦发现电池故障，储能系统将整体停机等待维修。这大大降低了电池系统的利用率。二次电池储能系统的故障多种多样，每种故障的严重程度不同，多系统的影响也不同。单级系统保护有失效风险，因此，需要多系统进行多级嵌套保护。在控制上对不同故障设置不同优先级的保护策略，不仅可以提供系统可靠性，还能减少现场维护的人工成本。
本申请提到的EMS(Energy Management System)为能量管理系统；
BMS(Battery Management System)为电池管理系统；
PCS(Power Conversion System)为双向充放电设备，即直流转交流或交流转直流的双向变流器；
电池SOC为电池的荷电状态。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种储能系统，包括通讯连接的EMS、BMS、PCS以及储能电池系统；
所述储能电池系统，包括电池、带有风道设计的电池机箱、机架以及配套的保护设备；
所述PCS为双向充放电设备，用于对储能电池系统执行充放电的保护动作，能够控制电池充放电功率、电流、时长；
所述EMS为能量管理系统，对PCS充放电设置控制策略，对现场用电进行能量调度管理，提供能量调度过程中的数据分析；实时采集BMS的反馈信息，根据储能电池系统反馈数据调整PCS输出；
所述BMS为电池管理系统，实时监测电池状态，获取电池运行参数，同时将该电池运行参数通过网络通讯的方式上传至EMS和PCS，还能够发出控制信号至电池中电池侧的通断设备执行保护动作。
优选地，所述EMS还包括能够对反馈数据进行分析及图表显示的人机交互界面。
优选地，所述电池为二次电池。
优选地，所述保护设备至少包括熔断器、接触器、断路器的一种。
优选地，所述电池运行参数至少包括电池电压、SOC。
还发明还公开了一种储能系统的多级保护方法，应用在如上所述的储能系统，包含以下步骤：
(1)EMS、BMS及PCS对系统进行循环检测，当EMS检测到故障时，EMS会与PCS通讯，EMS发送指令至PCS执行保护动作；
(2)若EMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则EMS对BMS进行通讯，EMS发送指令要求BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(3)如果EMS未检测到故障，BMS检测到故障时，则BMS首先与PCS进行通讯，BMS下指令要求PCS执行保护动作；
(4)若BMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(5)若BMS控制的电池侧的通断设备保护失效，则系统通过熔断器进行保护；
(6)如果PCS检测到故障，则PCS执行自我保护；如果自我保护执行失效，系统通过熔断器进行保护。
优选地，所述BMS检测的故障至少包括系统的过充、过放、电池压差异常、电池温度异常、通讯异常。
优选地，所述PCS检测的故障至少包括PCS与EMS的通讯故障。
优选地，所述EMS检测的故障至少包括BMS、PCS上传的故障信息。
优选地，步骤(6)中所述自我保护通过调节PCS充放电功率或断开接触器或断路器进行保护。
本发明的有益效果：本发明公开的系统较传统单一通讯方式更加安全可靠，运行稳定；本发明采取这种多级嵌套的保护策略，有助于提高系统稳定性和可靠性，一旦系统发生故障，可以将安全风险降至最低，还能减少现场的维护成本。
附图说明
图1是本发明的工作原理逻辑框图；
图2是本发明逻辑关系流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
一种储能系统，包括通讯连接的EMS、BMS、PCS以及储能电池系统；具体地，如图1所示，所述储能电池系统与所述PCS电信号连接，所述PCS电信号连接有电网，所述PCS分别与所述BMS、EMS电信号连接，所述BMS与所述EMS电信号连接，所述电网还与与EMS连接；
所述储能电池系统，包括电池、带有风道设计的电池机箱、机架以及配套的保护设备；
所述PCS为双向充放电设备，用于对储能电池系统执行充放电的保护动作，能够控制电池充放电功率、电流、时长；
所述EMS为能量管理系统，对PCS充放电设置控制策略，对现场用电进行能量调度管理，提供能量调度过程中的数据分析；实时采集BMS的反馈信息，根据储能电池系统反馈数据调整PCS输出；
所述BMS为电池管理系统，实时监测电池状态，获取电池运行参数，同时将该电池运行参数通过网络通讯的方式上传至EMS和PCS，还能够发出控制信号至电池中电池侧的通断设备执行保护动作。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步优化，具体是所述EMS还包括能够对反馈数据进行分析及图表显示的人机交互界面；所述电池为二次电池。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础上作出的进一步优化，具体是所述保护设备至少包括熔断器、接触器、断路器的一种。
实施例4
本实施例是在实施例3的基础上作出的进一步优化，具体是所述电池运行参数至少包括电池电压、SOC，具体实施时，电池运行参数还包括有电池温度、电池压差。
实施例5
如图2所示，一种储能系统的多级保护方法，应用在如上所述的储能系统，包含以下步骤：
(1)EMS、BMS及PCS对系统进行循环检测，当EMS检测到故障时，EMS会与PCS通讯，EMS发送指令至PCS执行保护动作；
(2)若EMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则EMS对BMS进行通讯，EMS发送指令要求BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(3)如果EMS未检测到故障，BMS检测到故障时，则BMS首先与PCS进行通讯，BMS下指令要求PCS执行保护动作；
(4)若BMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(5)若BMS控制的电池侧的通断设备保护失效，则系统通过熔断器进行保护；
(6)如果PCS检测到故障，则PCS执行自我保护；如果自我保护执行失效，系统通过熔断器进行保护。
所述BMS检测的故障至少包括系统的过充、过放、电池压差异常、电池温度异常、通讯异常。
所述PCS检测的故障至少包括PCS与EMS的通讯故障。
所述EMS检测的故障至少包括BMS、PCS上传的故障信息。
步骤(6)中所述自我保护通过调节PCS充放电功率或断开接触器或断路器进行保护。
附图中，Y表示是，N表示否。
上述实施例仅描述现有设备最优使用方式，而运用类似的常用机械手段代替本实施例中的元素，均落入保护范围。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于：包括通讯连接的EMS、BMS、PCS以及储能电池系统；
所述储能电池系统，包括电池、带有风道设计的电池机箱、机架以及配套的保护设备；
所述PCS为双向充放电设备，用于对储能电池系统执行充放电及相关保护动作，能够控制电池充放电功率、电流、电压、时长；
所述EMS为能量管理系统，对PCS充放电设置控制策略，对现场用电进行能量调度管理，提供能量调度过程中的数据分析；实时采集BMS的反馈信息，根据储能电池系统反馈数据调整PCS输出；
所述BMS为电池管理系统，实时监测电池状态，获取电池运行参数，同时将该电池运行参数通过通讯的方式上传至EMS和PCS，还能够发出控制信号至电池中电池侧的通断设备执行保护动作。
2.根据权利要求1所述的一种储能系统，其特征在于：所述EMS还包括能够对反馈数据进行分析及图表显示的人机交互界面。
3.根据权利要求1所述的一种储能系统，其特征在于：所述电池为二次电池。
4.根据权利要求1所述的一种储能系统，其特征在于：所述保护设备至少包括熔断器、接触器、断路器的一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种储能系统，其特征在于：所述电池运行参数至少包括电池电压、SOC。
6.一种储能系统的多级保护方法，应用在如权利要求1-5任一项所述的储能系统，其特征在于：包含以下步骤：
(1)EMS、BMS及PCS对系统进行循环检测，当EMS检测到故障时，EMS会与PCS通讯，EMS发送指令至PCS执行保护动作；
(2)若EMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则EMS对BMS进行通讯，EMS发送指令要求BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(3)如果EMS未检测到故障，BMS检测到故障时，则BMS首先与PCS进行通讯，BMS下指令要求PCS执行保护动作；
(4)若BMS与PCS通讯失效，或PCS执行保护失效，系统未停止；则BMS控制电池侧的通断设备进行保护；
(5)若BMS控制的电池侧的通断设备保护失效，则系统通过熔断器进行保护；
(6)如果PCS检测到故障，则PCS执行自我保护；如果自我保护执行失效，系统通过熔断器进行保护。
7.根据权利要求6所述的一种储能系统的多级保护方法，其特征在于：所述BMS检测的故障至少包括电池系统的过充、过放、电池压差异常、电池温度异常、通讯异常。
8.根据权利要求6所述的一种储能系统的多级保护方法，其特征在于：所述PCS检测的故障至少包括PCS与EMS的通讯故障。
9.根据权利要求6所述的一种储能系统的多级保护方法，其特征在于：所述EMS检测的故障至少包括BMS、PCS上传的故障信息。
10.根据权利要求6所述的一种储能系统的多级保护方法，其特征在于：步骤(6)中所述自我保护通过调节PCS充放电功率或断开接触器或断路器进行保护。
CN201911029221.0A 2019-10-28 2019-10-28 一种储能系统及其多级保护方法 Active CN110854889B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911029221.0A CN110854889B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 一种储能系统及其多级保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911029221.0A CN110854889B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 一种储能系统及其多级保护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110854889A true CN110854889A (zh) 2020-02-28
CN110854889B CN110854889B (zh) 2021-07-06

Family

ID=69598004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911029221.0A Active CN110854889B (zh) 2019-10-28 2019-10-28 一种储能系统及其多级保护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110854889B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290572A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 傲普(上海)新能源有限公司 一种储能系统的安全控制方法
CN112305424A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种三元锂梯次储能电站数据异常即时报警方法及系统
CN112564225A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 杭州平旦科技有限公司 一种适用于仓储式储能系统的多级联合保护方法
CN115579929A (zh) * 2022-11-21 2023-01-06 成都特隆美储能技术有限公司 一种用于改善储能系统电池保护的控制方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103337869A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 国家电网公司 一种新型电池储能系统及其功能一体化设计的方法
KR20160109530A (ko) * 2015-03-11 2016-09-21 엘에스산전 주식회사 에너지 저장 시스템
CN107453380A (zh) * 2017-08-14 2017-12-08 杭州中恒云能源互联网技术有限公司 一种基于分布式控制模式的储能能量管理系统及方法
KR101863141B1 (ko) * 2017-12-11 2018-05-31 주식회사 키스톤에너지 리튬이온배터리와 슈퍼캐패시터를 이용한 전력제어형 에너지관리시스템
CN108242855A (zh) * 2018-03-10 2018-07-03 江苏博强新能源科技股份有限公司 集装箱储能联合运行系统和方法
CN108599212A (zh) * 2018-04-12 2018-09-28 浙江正泰电器股份有限公司 储能系统
CN108683202A (zh) * 2018-04-12 2018-10-19 浙江正泰电器股份有限公司 储能系统
CN208189731U (zh) * 2018-04-10 2018-12-04 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 一种船舶电池管理系统
CN109167109A (zh) * 2018-09-11 2019-01-08 深圳市科陆电子科技股份有限公司 基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统
CN109713704A (zh) * 2019-03-06 2019-05-03 国网湖南省电力有限公司 电网侧电池储能电站通讯中断安全控制方法、系统及介质
WO2019147372A2 (en) * 2017-12-22 2019-08-01 Ideal Power Inc. Systems, subsystems, and methods with net energy metering
EP3553911A1 (en) * 2016-12-09 2019-10-16 Hyosung Heavy Industries Corporation Microgrid system, and method for managing malfunction

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103337869A (zh) * 2013-07-17 2013-10-02 国家电网公司 一种新型电池储能系统及其功能一体化设计的方法
KR20160109530A (ko) * 2015-03-11 2016-09-21 엘에스산전 주식회사 에너지 저장 시스템
EP3553911A1 (en) * 2016-12-09 2019-10-16 Hyosung Heavy Industries Corporation Microgrid system, and method for managing malfunction
CN107453380A (zh) * 2017-08-14 2017-12-08 杭州中恒云能源互联网技术有限公司 一种基于分布式控制模式的储能能量管理系统及方法
KR101863141B1 (ko) * 2017-12-11 2018-05-31 주식회사 키스톤에너지 리튬이온배터리와 슈퍼캐패시터를 이용한 전력제어형 에너지관리시스템
WO2019147372A2 (en) * 2017-12-22 2019-08-01 Ideal Power Inc. Systems, subsystems, and methods with net energy metering
CN108242855A (zh) * 2018-03-10 2018-07-03 江苏博强新能源科技股份有限公司 集装箱储能联合运行系统和方法
CN208189731U (zh) * 2018-04-10 2018-12-04 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 一种船舶电池管理系统
CN108599212A (zh) * 2018-04-12 2018-09-28 浙江正泰电器股份有限公司 储能系统
CN108683202A (zh) * 2018-04-12 2018-10-19 浙江正泰电器股份有限公司 储能系统
CN109167109A (zh) * 2018-09-11 2019-01-08 深圳市科陆电子科技股份有限公司 基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统
CN109713704A (zh) * 2019-03-06 2019-05-03 国网湖南省电力有限公司 电网侧电池储能电站通讯中断安全控制方法、系统及介质

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290572A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 傲普(上海)新能源有限公司 一种储能系统的安全控制方法
CN112305424A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 江苏慧智能源工程技术创新研究院有限公司 一种三元锂梯次储能电站数据异常即时报警方法及系统
CN112564225A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 杭州平旦科技有限公司 一种适用于仓储式储能系统的多级联合保护方法
CN115579929A (zh) * 2022-11-21 2023-01-06 成都特隆美储能技术有限公司 一种用于改善储能系统电池保护的控制方法
CN115579929B (zh) * 2022-11-21 2023-05-05 成都特隆美储能技术有限公司 一种用于改善储能系统电池保护的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110854889B (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110854889B (zh) 一种储能系统及其多级保护方法
EP2632011A1 (en) Method for implementing on/off-grid dual-mode operation of bidirectional converter in micro power grid
WO2021238319A1 (zh) 储能运行控制方法和装置、空调和网络设备
KR102234290B1 (ko) 에너지 저장 시스템 및 그의 구동방법
KR102415123B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
US10958086B2 (en) Battery system
CN116131311B (zh) 一种储能系统及其保护方法
CN112952912B (zh) 储能系统及其黑启动方法
CN103997058A (zh) 一种风光储微电网系统的控制方法
CN109066798A (zh) 一种光伏组件的关断装置
CN210867226U (zh) 一种充电站
WO2023124502A1 (zh) 一种储能系统和储能系统的控制方法
CN110710083B (zh) 储能系统
KR102061308B1 (ko) 배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템과 그 공급방법 및 이를 이용한 에너지저장시스템
CN208272061U (zh) 一种储能电池组及电池储能系统
KR102273778B1 (ko) 배터리 팩 및 그의 구동방법
KR20170074631A (ko) 스마트 그리드 환경에서 에너지 분전 시스템
CN110994562A (zh) 一种储能电池管理系统中的高压保护功能模块及控制方法
CN112290572A (zh) 一种储能系统的安全控制方法
CN204131151U (zh) 一种蓄电池自动在线放电装置
CN112798970B (zh) 一种变电站蓄电池远程核容系统
CN212063508U (zh) 储能供电装置和系统
KR20150007138A (ko) 계통 연계형 태양광 발전 시스템의 배터리 충전 장치
KR20180099277A (ko) 에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템
CN105429283A (zh) 用于变电站的供电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No.2551, sunshine Avenue, high tech Development Zone, Xinyu City, Jiangxi Province 338000

Patentee after: Jiangxi Ganfeng lithium battery technology Co.,Ltd.

Address before: No.2551, sunshine Avenue, high tech Development Zone, Xinyu City, Jiangxi Province 338000

Patentee before: JIANGXI GANFENG BATTERY TECHNOLOGY Co.,Ltd.