CN111463505A - 一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统。采用在相对于通过数据信息传输通信链路全面传输蓄电池实时监测数据的基础上，创新的增加独立设置的蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，提供了毫秒级快速储能蓄电池故障处理的机制，构成了一个具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统，利用蓄电池实时监测参数在时间维度上的不同时效性特征，通过电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，实现了对于蓄电池异常情况实现快速响应有效避免恶性事故的发生，克服了现有技术采用单一信息链路，分散采集、分层级传输、集中分析处理的系统架构存在的蓄电池发生异常响应处理不及时的安全风险。

Description

一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统
技术领域
本发明属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统。
背景技术
随着电化学储能技术逐步成熟，应用储能技术与系统提高电网电力调节的灵活性是当前可行的选择之一，储能应用正进入发展加速期，将对电网发展乃至能源革命产生深刻的影响。
储能技术发展和应用越来越深入、广泛，但是需要解决的问题和面临的挑战也不少。特别是基于蓄电池充放电的电化学储能系统，其应用需要使用大量单体容量较小的蓄电池，如常见的的铅酸电池、铅炭电池、尤其是锂离子蓄电池等；一个储能单元系统由多个蓄电池组串构成电池簇接入储能变流器直流端，以锂电池为例，配置多个锂离子蓄电池组串，一个蓄电池组串又由多个蓄电池串并联的蓄电池PACK连接构成，而一个PACK需要多个蓄电池电芯串联构成；如此1000度电的储能单元系统需要几千个蓄电池电芯(以40AH电芯计约需要8000个)组成，为了检测到每一个电芯的实时运行参数，防止任何一个损坏的电芯发生故障甚至燃爆，全单体蓄电池电芯实时监测是唯一正确的选择，这样的连接方式使得监测点倍增、数据量庞大，现有技术通常采用分层级数据采样集中分析处理，一个蓄电池组串配套的多个蓄电池监测模块BMU毫秒级采样传输到蓄电池组串监控模块BCMU进行集中分析处理后，再传输到多蓄电池组串的簇监控模块BAMS以及储能管控系统的上位机，进行储能单元系统蓄电池实时监测数据的全面分析处理并生成控制储能变流器PCS执行指令的实时监控过程，往往在秒级才能响应执行，这种系统架构对蓄电池异常现象不能及时快速做出响应处理，在遇到蓄电池异常情况会增加发生事故的概率。
为了在满足海量实时监测数据全面性处理的同时，提高应对损伤蓄电池电芯的实时监测及异常快速处置能力，本发明提出相对于数据信息传输通信链路，独立设置蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，构成一个具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统。
发明内容
本发明具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块、储能变流器PCS、储能电池系统管控上位机、蓄电池组串负极直流母线、蓄电池组串正极直流母线、多组串监控模块与PCS通信线路、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路、第1蓄电池组串电流采样传感器、第1蓄电池组串负极直流接触器、第1蓄电池组串负极直流熔断器、第1蓄电池组串电流采样线束、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线、第1蓄电池组串直流通断电控开关、第1蓄电池组串正极直流熔断器、第1蓄电池组串第1电池监测模块、第1蓄电池组串第2电池监测模块、第1蓄电池组串第M电池监测模块、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束、第k蓄电池组串电流采样传感器、第k蓄电池组串负极直流接触器、第k蓄电池组串负极直流熔断器、第k蓄电池组串电流采样线束、第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线、第k蓄电池组串直流通断电控开关、第k蓄电池组串正极直流熔断器、第k蓄电池组串第1电池监测模块、第k蓄电池组串第2电池监测模块、第k蓄电池组串第M电池监测模块、第k蓄电池组串第1电池监测模块上传通信线、第k蓄电池组串第2电池监测模块上传通信线、第k蓄电池组串第3电池监测模块上传通信线、第k蓄电池组串第M电池监测模块上传通信线、第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束；其中：
第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第1电池模块PACK；
第1蓄电池组串第1电池监测模块通过第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束分别顺次连接第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第1蓄电池组串第1电池监测模块对第1蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第2电池模块PACK；
第1蓄电池组串第2电池监测模块通过第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束分别顺次连接第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第1蓄电池组串第2电池监测模块对第1蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第M电池模块PACK；
第1蓄电池组串第M电池监测模块通过第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束分别顺次连接第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第1蓄电池组串第M电池监测模块对第1蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第1蓄电池组串第1电池监测模块的上连数据端口通过第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线连接多组串监控模块、第1蓄电池组串第2电池监测模块的上连数据端口通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线连接第1蓄电池组串第1电池监测模块的下连数据端口、第1蓄电池组串第M电池监测模块的上连数据端口通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线连接第1蓄电池组串第M-1电池监测模块的下连数据端口，构成第1蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第1蓄电池组串第1电池监测模块的开关快速控制信号端、第1蓄电池组串第2电池监测模块的开关快速控制信号端、第1蓄电池组串第M电池监测模块的开关快速控制信号端分别通过第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线连接多组串监控模块，再由多组串监控模块通过第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线连接第1蓄电池组串直流通断电控开关，构成蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关断开的快速控制信息链路；
由第1蓄电池组串直流通断电控开关、第1蓄电池组串正极直流熔断器、第1蓄电池组串第1电池模块PACK、第1蓄电池组串第2电池模块PACK、第1蓄电池组串第M电池模块PACK、第1蓄电池组串负极直流熔断器、第1蓄电池组串负极直流接触器顺次串联，构成第1蓄电池组串；
第1蓄电池组串由第1蓄电池组串负极直流接触器通过蓄电池组串负极直流母线接入储能变流器PCS的直流负极端，同时由第1蓄电池组串直流通断电控开关通过蓄电池组串正极直流母线接入储能变流器PCS的直流正极端，构成第1蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第1电池模块PACK；
第k蓄电池组串第1电池监测模块通过第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束分别顺次连接第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第k蓄电池组串第1电池监测模块对第k蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第2电池模块PACK；
第k蓄电池组串第2电池监测模块通过第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束分别顺次连接第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第k蓄电池组串第2电池监测模块对第k蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第M电池模块PACK；
第k蓄电池组串第M电池监测模块通过第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束分别顺次连接第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第k蓄电池组串第M电池监测模块对第k蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第k蓄电池组串第1电池监测模块的上连数据端口通过第k蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线连接多组串监控模块、第k蓄电池组串第2电池监测模块的上连数据端口通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线连接第k蓄电池组串第1电池监测模块的下连数据端口、第k蓄电池组串第M电池监测模块的上连数据端口通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线连接第k蓄电池组串第M-1电池监测模块的下连数据端口，构成第k蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第k蓄电池组串第1电池监测模块的开关快速控制信号端、第k蓄电池组串第2电池监测模块的开关快速控制信号端、第k蓄电池组串第M电池监测模块的开关快速控制信号端分别通过第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线连接多组串监控模块，再由多组串监控模块通过第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线连接第k蓄电池组串直流通断电控开关，构成蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关断开的快速控制信息链路；
由第k蓄电池组串直流通断电控开关、第k蓄电池组串正极直流熔断器、第k蓄电池组串第1电池模块PACK、第k蓄电池组串第2电池模块PACK、第k蓄电池组串第M电池模块PACK、第k蓄电池组串负极直流熔断器、第k蓄电池组串负极直流接触器顺次串联，构成第k蓄电池组串；
第k蓄电池组串由第k蓄电池组串负极直流接触器通过蓄电池组串负极直流母线接入储能变流器PCS的直流负极端，同时由第k蓄电池组串直流通断电控开关通过蓄电池组串正极直流母线接入储能变流器PCS的直流正极端，构成第k蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
多组串监控模块通过多组串监控模块与PCS通信线路连接储能变流器PCS，构成储能蓄电池运行参数与储能变流器PCS运行调控信息交互的通信链路；
多组串监控模块通过监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路连接储能电池系统管控上位机，构成储能蓄电池运行参数与储能电池系统管控上位机管控信息交互的通信链路，形成蓄电池储能电站系统进行能量调控的依据；
一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其特征是将数量庞大的蓄电池单体分组串联制作成蓄电池模块PACK，再根据储能换流器直流电压工作范围将多个蓄电池模块PACK串联构成蓄电池组串，根据储能系统容量规模将多个蓄电池组串并联及通过蓄电池组串负极直流母线和蓄电池组串正极直流母线接入储能变流器PCS，组成蓄电池储能单元系统，多个蓄电池储能单元系统通过高电压等级交流电网电力线构成大规模储能电站；构成运行安全的储能电站，采用电池监测模块实时监测蓄电池模块PACK中的每一个蓄电池，海量的蓄电池系统信息通过蓄电池组串各电池监测模块的数据上传通信线和数据下传通信线相互连通的通信路径以及多组串监控模块，并分别通过多组串监控模块与PCS通信线路、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路连接储能电池系统管控上位机和储能变流器PCS，实施储能电站系统的功率控制和能量管理；同时，在蓄电池单体运行参数异常并超过电路设计设置的阈值时，电池监测模块立即直接通过多组串监控模块及蓄电池组串直流通断电控开关驱动线控制蓄电池组串直流通断电控开关，快速控制断开蓄电池组串直流通断电控开关，防止异常蓄电池发生故障及燃爆，实现大规模蓄电池储能系统全电池单体实时监测和安全运行。
所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其多组串监控模块的特征是：主要包括，嵌入式处理器、信息存储电路、电控开关驱动电路、多路通信控制电路、多路电流采样电路、隔离保护电路、网络电路及接口、电源电路、多路模块供电电路、时钟电路、系统总线、电控开关驱动电路端口排、多通信路径端口排，其中：
由嵌入式处理器通过系统总线分别连接信息存储电路、电控开关驱动电路、多路通信控制电路、多路电流采样电路、隔离保护电路、网络电路及接口、电源电路、时钟电路，构成多组串监控模块主控电路；
电控开关驱动电路端口排连接电控开关驱动电路，并且具有设置的驱动电路端口数≥本多组串监控模块监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立驱动信号线路端口；
多通信路径端口排连接多路通信控制电路，并且具有设置的独立通信路径的线路端口数≥本多组串监控模块监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立通信线路端口；
电源电路是将外接电源转换为工作电源的电路，并且通过多路模块供电电路为所监控的多个蓄电池组串的相应电池监测模块提供工作电力，特此设置的独立供电路径的电力线路端口数≥本多组串监控模块监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立电力线路端口。
所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其电池监测模块的特征是：主要包括，嵌入式控制器、信息存储电路、模块总线快速驱动信号电路、通信控制电路、多路电压采样电路、隔离保护电路、多路温度采样电路、电源接入端口、电源外接端口、上传通信端口、下传通信端口，其中：
由嵌入式控制器通过模块总线分别连接信息存储电路、模块总线快速驱动信号电路、通信控制电路、多路电压采样电路、隔离保护电路、多路温度采样电路、电源接入端口，构成电池监测模块的监测主电路系统；
由通信控制电路连接上传通信端口、下传通信端口，用于构成多个相邻模块电路板之间串接连通的通信路径；
其多路电压采样电路监测N个蓄电池单体，设置N+1个电压采样线束连接端子；
其多路温度采样电路监测N个蓄电池单体，设置N个温度采样线束连接端子。
本发明一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，采用在相对于通过数据信息传输通信链路全面传输蓄电池实时监测数据的基础上，创新的增加独立设置的蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，提供了毫秒级快速储能蓄电池故障处理的机制，构成了一个具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统，利用蓄电池实时监测参数在时间维度上的不同时效性特征，通过电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，实现了对于蓄电池异常情况实现快速响应有效避免恶性事故的发生，克服了现有技术采用单一信息链路，分散采集、分层级传输、集中分析处理的系统架构存在的蓄电池发生异常响应处理不及时的安全风险。
附图说明
图1为一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统的原理示意框图。
图2为多组串监控模块构成原理示意图。
图3为电池监测模块构成原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块(1)、储能变流器PCS(2)、储能电池系统管控上位机(3)、蓄电池组串负极直流母线(4)、蓄电池组串正极直流母线(5)、多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)、第1蓄电池组串电流采样传感器(31a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串电流采样线束(5a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线(32a3)、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线(32aM)、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1a)、第k蓄电池组串电流采样传感器(31k)、第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)、第k蓄电池组串负极直流熔断器(42k)、第k蓄电池组串电流采样线束(5k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)、第k蓄电池组串正极直流熔断器(8k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块上传通信线(32k1)、第k蓄电池组串第2电池监测模块上传通信线(32k2)、第k蓄电池组串第3电池监测模块上传通信线(32k3)、第k蓄电池组串第M电池监测模块上传通信线(32kM)、第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1k)；其中：
第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第1电池模块PACK；
第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)通过第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)对第1蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第2电池模块PACK；
第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)通过第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)对第1蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第M电池模块PACK；
第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)通过第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束(M2N+1a)分别顺次连接第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)对第1蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的上连数据端口(a11)通过第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)连接多组串监控模块(1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的上连数据端口(a21)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)连接第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的下连数据端口(a13)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的上连数据端口(aM1)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32aM)连接第1蓄电池组串第M-1电池监测模块(M-10a)的下连数据端口(aM- 13)，构成第1蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的开关快速控制信号端(a12)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的开关快速控制信号端(a22)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的开关快速控制信号端(aM2)分别通过第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)连接多组串监控模块(1)，再由多组串监控模块(1)通过第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)连接第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)，构成蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)断开的快速控制信息链路；
由第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK、第1蓄电池组串第2电池模块PACK、第1蓄电池组串第M电池模块PACK、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)顺次串联，构成第1蓄电池组串；
第1蓄电池组串由第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)通过蓄电池组串负极直流母线(4)接入储能变流器PCS(2)的直流负极端，同时由第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)通过蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)的直流正极端，构成第1蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第1电池模块PACK；
第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)通过第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Nk)分别顺次连接第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)对第k蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第2电池模块PACK；
第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)通过第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Nk)分别顺次连接第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)对第k蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第M电池模块PACK；
第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)通过第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束(M2N+1k)分别顺次连接第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)对第k蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的上连数据端口(k11)通过第k蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32k1)连接多组串监控模块(1)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)的上连数据端口(k21)通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32k2)连接第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的下连数据端口(k13)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)的上连数据端口(kM1)通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32kM)连接第k蓄电池组串第M-1电池监测模块(M-10k)的下连数据端口(kM- 13)，构成第k蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的开关快速控制信号端(k12)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)的开关快速控制信号端(k22)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)的开关快速控制信号端(kM2)分别通过第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33k)连接多组串监控模块(1)，再由多组串监控模块(1)通过第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6k)连接第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)，构成蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)断开的快速控制信息链路；
由第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)、第k蓄电池组串正极直流熔断器(8k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK、第k蓄电池组串第2电池模块PACK、第k蓄电池组串第M电池模块PACK、第k蓄电池组串负极直流熔断器(42k)、第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)顺次串联，构成第k蓄电池组串；
第k蓄电池组串由第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)通过蓄电池组串负极直流母线(4)接入储能变流器PCS(2)的直流负极端，同时由第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)通过蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)的直流正极端，构成第k蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
多组串监控模块(1)通过多组串监控模块与PCS通信线路(6)连接储能变流器PCS(2)，构成储能蓄电池运行参数与储能变流器PCS(2)运行调控信息交互通信链路；
多组串监控模块(1)通过监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)连接储能电池系统管控上位机(3)，构成储能蓄电池运行参数与储能电池系统管控上位机(3)管控信息交互的通信链路，形成蓄电池储能电站系统进行能量调控的依据。
一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其特征是将数量庞大的蓄电池单体分组串联制作成蓄电池模块PACK，再根据储能换流器直流电压工作范围将多个蓄电池模块PACK串联构成蓄电池组串，根据储能系统容量规模将多个蓄电池组串并联及通过蓄电池组串负极直流母线(4)和蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)，组成蓄电池储能单元系统，多个蓄电池储能单元系统通过高电压等级交流电网电力线构成大规模储能电站；构成运行安全的储能电站，采用电池监测模块实时监测蓄电池模块PACK中的每一个蓄电池，海量的蓄电池系统信息通过蓄电池组串各电池监测模块的数据上传通信线和数据下传通信线相互连通的通信路径以及多组串监控模块(1)，并分别通过多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)连接储能电池系统管控上位机(3)和储能变流器PCS(2)，实施储能电站系统的功率控制和能量管理；同时，在蓄电池单体运行参数异常并超过电路设计设置的阈值时，电池监测模块立即直接通过多组串监控模块(1)及蓄电池组串直流通断电控开关驱动线控制蓄电池组串直流通断电控开关，快速控制断开蓄电池组串直流通断电控开关，防止异常蓄电池发生故障及燃爆，实现大规模蓄电池储能系统全电池单体实时监测和安全运行。
如图2所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其多组串监控模块(1)的特征是：主要包括，嵌入式处理器(C1)、信息存储电路(C2)、电控开关驱动电路(C3)、多路通信控制电路(C4)、多路电流采样电路(C5)、隔离保护电路(C6)、网络电路及接口(C7)、电源电路(C8)、多路模块供电电路(C9)、时钟电路(C10)、系统总线(C11)、电控开关驱动电路端口排(C9X)、多通信路径端口排(C3X)，其中：
由嵌入式处理器(C1)通过系统总线(C11)分别连接信息存储电路(C2)、电控开关驱动电路(C3)、多路通信控制电路(C4)、多路电流采样电路(C5)、隔离保护电路(C6)、网络电路及接口(C7)、电源电路(C8)、时钟电路(C10)，构成多组串监控模块主控电路；
电控开关驱动电路端口排(C9X)连接电控开关驱动电路(C3)，并且具有设置的驱动电路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立驱动信号线路端口；
多通信路径端口排(C3X)连接多路通信控制电路(C4)，并且具有设置的独立通信路径的线路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立通信线路端口；
电源电路(C8)是将外接电源转换为工作电源的电路，并且通过多路模块供电电路(C9)为所监控的多个蓄电池组串的相应电池监测模块提供工作电力，特此设置的独立供电路径的电力线路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立电力线路端口。
如图3所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其电池监测模块的特征是：主要包括，嵌入式控制器(T1)、信息存储电路(T2)、模块总线(T3)快速驱动信号电路(XM2)、通信控制电路(T4)、多路电压采样电路(T5)、隔离保护电路(T6)、多路温度采样电路(T7)、电源接入端口(T8)、电源外接端口(T9)、上传通信端口(XM1)、下传通信端口(XM3)，其中：
由嵌入式控制器(T1)通过模块总线(T3)分别连接信息存储电路(T2)、模块总线(T3)快速驱动信号电路(XM2)、通信控制电路(T4)、多路电压采样电路(T5)、隔离保护电路(T6)、多路温度采样电路(T7)、电源接入端口(T8)，构成电池监测模块的监测主电路系统；
由通信控制电路(T4)连接上传通信端口(XM1)、下传通信端口(XM3)，构成多个相邻模块电路板之间串接连通的通信路径；
其多路电压采样电路(T5)监测N个蓄电池单体，设置N+1个电压采样线束连接端子；
其多路温度采样电路(T7)监测N个蓄电池单体，设置N个温度采样线束连接端子。
本发明一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，采用在相对于通过数据信息传输通信链路全面传输蓄电池实时监测数据的基础上，创新的增加独立设置的蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，提供了毫秒级快速储能蓄电池故障处理的机制，构成了一个具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统，利用蓄电池实时监测参数在时间维度上的不同时效性特征，通过电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，实现了对于蓄电池异常情况实现快速响应有效避免恶性事故的发生，克服了现有技术采用单一信息链路，分散采集、分层级传输、集中分析处理的系统架构存在的蓄电池发生异常响应处理不及时的安全风险。

Claims (3)

1.一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块(1)、储能变流器PCS(2)、储能电池系统管控上位机(3)、蓄电池组串负极直流母线(4)、蓄电池组串正极直流母线(5)、多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)、第1蓄电池组串电流采样传感器(31a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串电流采样线束(5a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线(32a3)、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线(32aM)、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1a)、第k蓄电池组串电流采样传感器(31k)、第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)、第k蓄电池组串负极直流熔断器(42k)、第k蓄电池组串电流采样线束(5k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)、第k蓄电池组串正极直流熔断器(8k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块上传通信线(32k1)、第k蓄电池组串第2电池监测模块上传通信线(32k2)、第k蓄电池组串第3电池监测模块上传通信线(32k3)、第k蓄电池组串第M电池监测模块上传通信线(32kM)、第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1k)；其中：
第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第1电池模块PACK；
第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)通过第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)对第1蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第2电池模块PACK；
第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)通过第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)对第1蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第M电池模块PACK；
第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)通过第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束(M2N+1a)分别顺次连接第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)对第1蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的上连数据端口(a11)通过第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)连接多组串监控模块(1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的上连数据端口(a21)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)连接第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的下连数据端口(a13)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的上连数据端口(aM1)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32aM)连接第1蓄电池组串第M-1电池监测模块(M-10a)的下连数据端口(aM-13)，构成第1蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的开关快速控制信号端(a12)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的开关快速控制信号端(a22)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的开关快速控制信号端(aM2)分别通过第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)连接多组串监控模块(1)，再由多组串监控模块(1)通过第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)连接第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)，构成蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)断开的快速控制信息链路；
由第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK、第1蓄电池组串第2电池模块PACK、第1蓄电池组串第M电池模块PACK、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)顺次串联，构成第1蓄电池组串；
第1蓄电池组串由第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)通过蓄电池组串负极直流母线(4)接入储能变流器PCS(2)的直流负极端，同时由第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)通过蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)的直流正极端，构成第1蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第1电池模块PACK；
第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)通过第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Nk)分别顺次连接第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)对第k蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第2电池模块PACK；
第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)通过第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Nk)分别顺次连接第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)对第k蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第k蓄电池组串第M电池模块PACK；
第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)通过第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束(M2N+1k)分别顺次连接第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)的正极端，构成第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)对第k蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；
由第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的上连数据端口(k11)通过第k蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32k1)连接多组串监控模块(1)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)的上连数据端口(k21)通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32k2)连接第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的下连数据端口(k13)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)的上连数据端口(kM1)通过第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32kM)连接第k蓄电池组串第M-1电池监测模块(M-10k)的下连数据端口(kM-13)，构成第k蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；
第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)的开关快速控制信号端(k12)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)的开关快速控制信号端(k22)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)的开关快速控制信号端(kM2)分别通过第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33k)连接多组串监控模块(1)，再由多组串监控模块(1)通过第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6k)连接第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)，构成蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)断开的快速控制信息链路；
由第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)、第k蓄电池组串正极直流熔断器(8k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK、第k蓄电池组串第2电池模块PACK、第k蓄电池组串第M电池模块PACK、第k蓄电池组串负极直流熔断器(42k)、第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)顺次串联，构成第k蓄电池组串；
第k蓄电池组串由第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)通过蓄电池组串负极直流母线(4)接入储能变流器PCS(2)的直流负极端，同时由第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)通过蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)的直流正极端，构成第k蓄电池组串充放电电力路径；并且充放电时电池监测模块监测到单体蓄电池异常立即通过蓄电池异常快速控制第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)断开的快速控制信息链路，进行直接响应处理；
多组串监控模块(1)通过多组串监控模块与PCS通信线路(6)连接储能变流器PCS(2)，构成储能蓄电池运行参数与储能变流器PCS(2)运行调控信息交互通信链路；
多组串监控模块(1)通过监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)连接储能电池系统管控上位机(3)，构成储能蓄电池运行参数与储能电池系统管控上位机(3)管控信息交互的通信链路，形成蓄电池储能电站系统进行能量调控的依据；
一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其特征是将数量庞大的蓄电池单体分组串联制作成蓄电池模块PACK，再根据储能换流器直流电压工作范围将多个蓄电池模块PACK串联构成蓄电池组串，根据储能系统容量规模将多个蓄电池组串并联及通过蓄电池组串负极直流母线(4)和蓄电池组串正极直流母线(5)接入储能变流器PCS(2)，组成蓄电池储能单元系统，多个蓄电池储能单元系统通过高电压等级交流电网电力线构成大规模储能电站；构成运行安全的储能电站，采用电池监测模块实时监测蓄电池模块PACK中的每一个蓄电池，海量的蓄电池系统信息通过蓄电池组串各电池监测模块的数据上传通信线和数据下传通信线相互连通的通信路径以及多组串监控模块(1)，并分别通过多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)连接储能电池系统管控上位机(3)和储能变流器PCS(2)，实施储能电站系统的功率控制和能量管理；同时，在蓄电池单体运行参数异常超过电路设计设置的阈值时，电池监测模块立即直接通过多组串监控模块(1)及蓄电池组串直流通断电控开关驱动线控制蓄电池组串直流通断电控开关，快速控制断开蓄电池组串直流通断电控开关，防止异常蓄电池发生故障及燃爆，实现大规模蓄电池储能系统全电池单体实时监测和安全运行。
2.根据权利要求1所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其多组串监控模块(1)的特征是：主要包括，嵌入式处理器(C1)、信息存储电路(C2)、电控开关驱动电路(C3)、多路通信控制电路(C4)、多路电流采样电路(C5)、隔离保护电路(C6)、网络电路及接口(C7)、电源电路(C8)、多路模块供电电路(C9)、时钟电路(C10)、系统总线(C11)、电控开关驱动电路端口排(C9X)、多通信路径端口排(C3X)，其中：
由嵌入式处理器(C1)通过系统总线(C11)分别连接信息存储电路(C2)、电控开关驱动电路(C3)、多路通信控制电路(C4)、多路电流采样电路(C5)、隔离保护电路(C6)、网络电路及接口(C7)、电源电路(C8)、时钟电路(C10)，构成多组串监控模块主控电路；
电控开关驱动电路端口排(C9X)连接电控开关驱动电路(C3)，并且具有设置的驱动电路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立驱动信号线路端口；
多通信路径端口排(C3X)连接多路通信控制电路(C4)，并且具有设置的独立通信路径的线路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立通信线路端口；
电源电路(C8)是将外接电源转换为工作电源的电路，并且通过多路模块供电电路(C9)为所监控的多个蓄电池组串的相应电池监测模块提供工作电力，特此设置的独立供电路径的电力线路端口数≥本多组串监控模块(1)监控的蓄电池组串数，即每一个蓄电池组串配置一个独立电力线路端口。
3.根据权利要求1所述一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，其电池监测模块的特征是：主要包括，嵌入式控制器(T1)、信息存储电路(T2)、模块总线(T3)快速驱动信号电路(XM2)、通信控制电路(T4)、多路电压采样电路(T5)、隔离保护电路(T6)、多路温度采样电路(T7)、电源接入端口(T8)、电源外接端口(T9)、上传通信端口(XM1)、下传通信端口(XM3)，其中：
由嵌入式控制器(T1)通过模块总线(T3)分别连接信息存储电路(T2)、模块总线(T3)快速驱动信号电路(XM2)、通信控制电路(T4)、多路电压采样电路(T5)、隔离保护电路(T6)、多路温度采样电路(T7)、电源接入端口(T8)，构成电池监测模块的监测主电路系统；
由通信控制电路(T4)连接上传通信端口(XM1)、下传通信端口(XM3)，构成多个相邻模块电路板之间串接连通的通信路径；
其多路电压采样电路(T5)监测N个蓄电池单体，设置N+1个电压采样线束连接端子；
其多路温度采样电路(T7)监测N个蓄电池单体，设置N个温度采样线束连接端子。
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