CN114137346B - 一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置，包括数模仿真器、功率分析仪、上位机以及被测试的储能电站电池管理系统，数模仿真器包括多路输出信号，输出信号包括IO模拟信号、组电流模拟信号、温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号，储能电站电池管理系统包括高压开关箱、电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU。本发明不需真实的电池即可实现对被测试的储能电站电池管理系统的测试，可通过下发各类控制量实现对被测试的储能电站电池管理系统的全面动作逻辑功能检测验证，不仅可用于汽车领域，还可用于各类储能电站等储能设备应用领域。

Description

一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域的储能电站电池管理系统的测试技术，具体涉及一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统(BMS)测试装置。

背景技术

电池储能技术在智能电网各个场景正不断被开发，包括调频调压、增加新能源并网能力、孤岛运行等作用。储能站电池管理系统(BMS)主要用于单体电池及电池组的数据采集、信息交互、均衡控制、电池荷电状态(SOC)估算及告警保护等功能，BMS作为储能电站的大脑，其运行方式以及控制逻辑都会对储能电站的安全稳定运行、电池使用寿命、调峰调频响应速度等方面产生重大影响。为保证BMS在储能电站上可靠运行，在投入运行前都需要按照GB/T34131-2017电化学储能用锂离子电池管理系统技术规范对其做严格的型式检验，从已有的文献来看，大部分测试方案都是采用真实电池组进行BMS测试，且大部分为电动汽车上BMS检测，针对储能电站相关BMS检测较少，而且采用真实的电池组测试BMS有着诸多的弊端：(一)极限工况模拟给测试人员带来安全隐患，例如过压、过流和过温等测试情况，电池会有爆炸、起火、漏电等风险；(二)SOC估计算法验证耗时长，完整的一次充放电实验耗时约一天，且需要人员长期盯守；(三)模拟特定工况难度大，例如均衡功能测试时，制造电池单体间细微SOC差别，且对于单体电池电压之间会出现不一致的情况只能进行电池更换，无法采用更好的解决办法；(四)针对BMS功能测试，如电池组工作电压、单体电池电压、温度、充放电控制、均衡电压、通讯测试、故障诊断、传感器开断等一系列的测试，使用真实电池都会面临着诸多困难。

目前关于储能站电池管理系统(BMS)测试的现有技术包括：文献[1]陈雨飞,李志扬,朱建新,杨林,倪红军.基于LabVIEW的电池管理系统测试平台设计[J].电源技术,2019,43(07):1205-1207+1229.文献[1]利用LabVIEW搭建电池管理系统测试平台实现对混合动力汽车电池管理系统控制策略的验证，对于缩短开发时间具有重要意义。设计了模拟电池器，模拟电池的电压、电流、温度等参数，基于LabVIEW设计监控界面，对电池管理系统采集到的数据进行分析处理，将单体电压、电池包电压、电流、温度等信息实时显示在上位机界面，并能进行标定。通过测试验证其可以模拟大部分工况，并可以进一步验证电池管理系统策略的正确性和有效性，降低开发成本，提高开发效率。文献[2]孟学东.电池管理系统测试平台的研究[D].北京交通大学,2013.文献[2]对电动汽车电池管理系统结构和功能进行了分析,并将电池管理系统的功能进行分类。在此基础上深入研究了电池管理系统数据测量、状态参数估算、故障诊断等功能模块的软硬件设计特点,针对每项功能的测试需求,提出了相应的测试方法,并搭建了测试平台。平台利用程控仪器输出电压、电流、温度、绝缘电阻等动力电池组的参数,从而模拟出电动汽车在正常运行或发生故障时的工况。在开发环境下编制了测试软件,该软件能够通过仪器控制技术与平台交互,进行对比测试工作,同时软件还具备数据记录、结果判定等功能,从而形成了一套完整的测试系统。但是，目前上述电池管理系统测试平台基本上都是基于电动汽车系统，与储能电站所需要测试的场景有着较大的差异，且对于BMS上采样逻辑、精度要求也不相同。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置，本发明不需真实的电池即可实现对被测试的储能电站电池管理系统的测试，可通过下发各类控制量实现对被测试的储能电站电池管理系统的全面动作逻辑功能检测验证，不仅可用于汽车领域，还可用于各类储能电站等储能设备应用领域。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置，其特征在于，包括数模仿真器、功率分析仪、上位机以及被测试的储能电站电池管理系统，所述数模仿真器包括多路输出信号，所述输出信号包括IO模拟信号、组电流模拟信号、温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号，所述储能电站电池管理系统包括高压开关箱、电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU，所述电池控制单元BCU分别与高压开关箱、电池管理单元BMU以及总控单元BAU相连，所述数模仿真器输出的IO模拟信号与高压开关箱相连，所述数模仿真器输出的组电流模拟信号与电池控制单元BCU相连，所述数模仿真器输出的温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号与电池管理单元BMU相连，所述功率分析仪分别与组电流模拟信号、单体电压及组电压模拟信号T接以实现输出功率检测，所述上位机与总控单元BAU相连。

可选地，所述储能电站电池管理系统的电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU为三级结构，所述三级结构中第一级为总控单元BAU，第二级为电池控制单元BCU，第三级为电池管理单元BMU，总控单元BAU下连接一个或多个电池控制单元BCU，每一个电池控制单元BCU下连接一个或多个电池管理单元BMU。

可选地，所述上位机中设有PCS模拟单元及EMS模拟单元，所述PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

可选地，所述PCS模拟单元通过Modbus协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连，所述EMS模拟单元通过61850协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

可选地，还包括温湿度箱，所述储能电站电池管理系统布置于温湿度箱内。

此外，本实施例还提供一种前述基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，包括进行采样精度测试的步骤，所述采样精度测试包括电压采样精度测试、电流采样精度测试和温度采样精度测试中的至少一种；所述电压采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU输出单体电压及组电压模拟信号，使得被测试的储能电站电池管理系统进行电压采样并将电压采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电压采样信号、功率分析仪采样得到的电压采样信号作为标准电压采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电压采样精度。

可选地，所述电流采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的高压开关箱发送IO模拟信号，使得高压开关箱输出的大电流，被测试的储能电站电池管理系统进行电流采样并将电流采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电流采样信号、功率分析仪采样得到的电流采样信号作为标准电流采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电流采样精度。

可选地，所述温度采样精度测试包括下述测试方法中的一种：温度采样精度测试方式一：将被测试的储能电站电池管理系统装入温湿度箱，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，温湿度箱的设定温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；温度采样精度测试方式二：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电压关系曲线，所述温度-电阻值-电压关系曲线包括温度、电压两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电压信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电压信号根据温度-电压关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；温度采样精度测试方式三：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电阻值关系曲线，所述温度-电阻值关系曲线包括温度、电阻值两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电阻值信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电阻值信号根据温度-电阻值关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度。

可选地，还包括SOC估算精度测量的步骤：

2.1)参照储能站参数等比例缩小为当前的规模测试环境参数，根据当前的规模测试环境参数确定被测试的储能电站电池管理系统所连接电池的总容量；

2.2)将数模仿真器输出的组电流模拟信号、组电压模拟信号同时输出至被测试的储能电站电池管理系统及功率分析仪；

2.3)将被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放电记录清零，然后启动数模仿真器，记录功率分析仪与被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面上的充放前的能量值与充放后的能量值，计算充放前的能量值与充放后的能量值之间的能量差值ΔE；

2.4记录被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放前后的SOC变化量ΔSOC，根据能量差值ΔE换算为理想的SOC变化量ΔSOC₀，根据SOC变化量ΔSOC和理想的SOC变化量ΔSOC₀得到被测试的储能电站电池管理系统的SOC估算精度。

可选地，还包括故障诊断功能试验的步骤，所述故障诊断功能试验包括BMS与PCS、EMS告警信息交换、电压告警保护、电流告警保护以及温度告警保护中的至少一种故障诊断功能试验；

其中BMS与PCS、EMS告警信息交换的故障诊断功能试验包括：利用上位机中的上位机中设有PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与被测试的储能电站电池管理系统进行信息交互，读取被测试的储能电站电池管理系统上送至PCS模拟单元的modbus报文、至EMS模拟单元的IEC61850通信报文，检测上送信息的正确性；被测试的储能电站电池管理系统与PCS模拟单元采用modbus通信时，在上位机上建立modbus通信点表，在上位机上启动客户端client或者服务器server的服务，通过客户端client或者服务器server的服务读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上点表数据的一致性；被测试的储能电站电池管理系统与EMS模拟单元采用IEC61850通信时，取得被测试的储能电站电池管理系统的icd文件，在上位机上建立IEC61850的模拟器环境，启动上位机上的client服务，读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上报文数据的一致性；

其中，电压告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对单体电压、组端电压进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电压告警保护；

其中，电流告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对回路电流进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电流告警保护；

其中，温度告警保护的故障诊断功能试验包括：根据温敏电阻工作原理，计算温度-温敏电阻值-温敏电阻分压关系，利用数模仿真器输出电压值对温度进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出温度告警保护。

和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：

1、在数模仿真平台上模拟储能电站的电池单体以及电池组的不同情况，通过实时调节数模仿真平台参数，改变被测试的储能电站电池管理系统的运行环境，利用上位机监测被测试的储能电站电池管理系统的运行状态，全面检测和验证被测试的储能电站电池管理系统的动作逻辑功能。

2、本发明不需真实的电池即可实现对被测试的储能电站电池管理系统的测试，可通过下发各类控制量实现对被测试的储能电站电池管理系统的全面动作逻辑功能检测验证。

3、本发明不仅可用于汽车领域，还可用于各类储能电站等储能设备应用领域。

附图说明

图1为本发明实施例中储能电站电池管理系统测试装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中储能电站电池管理系统测试装置的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置包括数模仿真器、功率分析仪、上位机以及被测试的储能电站电池管理系统，所述数模仿真器包括多路输出信号，所述输出信号包括IO模拟信号、组电流模拟信号、温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号，所述储能电站电池管理系统包括高压开关箱、电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU，所述电池控制单元BCU分别与高压开关箱、电池管理单元BMU以及总控单元BAU相连，所述数模仿真器输出的IO模拟信号与高压开关箱相连，所述数模仿真器输出的组电流模拟信号与电池控制单元BCU相连，所述数模仿真器输出的温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号与电池管理单元BMU相连，所述功率分析仪分别与组电流模拟信号、单体电压及组电压模拟信号T接以实现输出功率检测，所述上位机与总控单元BAU相连。

本实施例中，所述储能电站电池管理系统的电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU为三级结构，所述三级结构中第一级为总控单元BAU，第二级为电池控制单元BCU，第三级为电池管理单元BMU，总控单元BAU下连接一个或多个电池控制单元BCU，每一个电池控制单元BCU下连接一个或多个电池管理单元BMU。

本实施例中，上位机中设有PCS模拟单元及EMS模拟单元，所述PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

本实施例中，PCS模拟单元通过Modbus协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连，所述EMS模拟单元通过61850协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

此外，本实施例装置还包括温湿度箱，所述储能电站电池管理系统布置于温湿度箱内。

本实施例基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置通过数模仿真器下发控制量，可实时调节数模仿真平台参数，改变BMS运行环境，利用上位机监测BMS运行状态，全面检测BMS动作逻辑功能。根据电化学储能用锂离子电池管理系统技术规范的要求，进行精度测试、保护逻辑测试、估算精度、电量均衡、故障诊断等几个方面的测试。

本实施例还提供一种前述基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，包括进行采样精度测试的步骤，所述采样精度测试包括电压采样精度测试、电流采样精度测试和温度采样精度测试中的至少一种；所述电压采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU输出单体电压及组电压模拟信号，使得被测试的储能电站电池管理系统进行电压采样并将电压采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电压采样信号、功率分析仪采样得到的电压采样信号作为标准电压采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电压采样精度。

本实施例中，所述电流采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的高压开关箱发送IO模拟信号，使得高压开关箱输出的大电流，被测试的储能电站电池管理系统进行电流采样并将电流采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电流采样信号、功率分析仪采样得到的电流采样信号作为标准电流采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电流采样精度。

本实施例中，所述温度采样精度测试包括下述测试方法中的一种：

温度采样精度测试方式一：将被测试的储能电站电池管理系统装入温湿度箱，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，温湿度箱的设定温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；

温度采样精度测试方式二：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电压关系曲线，所述温度-电阻值-电压关系曲线包括温度、电压两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电压信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电压信号根据温度-电压关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；

温度采样精度测试方式三：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电阻值关系曲线，所述温度-电阻值关系曲线包括温度、电阻值两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电阻值信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电阻值信号根据温度-电阻值关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度。

由于温度采样精度测试方式二和温度采样精度测试方式三都需要对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定相关曲线，可进一步被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电阻值-电压关系曲线，该温度-电阻值-电压关系同时包含温度-电压关系曲线和温度-电阻值关系曲线，从而可以实现一种温度-电阻值-电压关系曲线两种用途，简化温度采样精度测试方式二和温度采样精度测试方式三的试验。

本实施例中，还包括SOC估算精度测量的步骤：

2.1)参照储能站参数等比例缩小为当前的规模测试环境参数，根据当前的规模测试环境参数确定被测试的储能电站电池管理系统所连接电池的总容量；

2.2)将数模仿真器输出的组电流模拟信号、组电压模拟信号同时输出至被测试的储能电站电池管理系统及功率分析仪；

2.3)将被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放电记录清零，然后启动数模仿真器，记录功率分析仪与被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面上的充放前的能量值与充放后的能量值，计算充放前的能量值与充放后的能量值之间的能量差值ΔE；

2.4记录被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放前后的SOC变化量ΔSOC，根据能量差值ΔE换算为理想的SOC变化量ΔSOC₀，根据SOC变化量ΔSOC和理想的SOC变化量ΔSOC₀得到被测试的储能电站电池管理系统的SOC估算精度。

本实施例中，还包括故障诊断功能试验的步骤，所述故障诊断功能试验包括BMS与PCS、EMS告警信息交换、电压告警保护、电流告警保护以及温度告警保护中的至少一种故障诊断功能试验；其中BMS与PCS、EMS告警信息交换的故障诊断功能试验包括：利用上位机中的上位机中设有PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与被测试的储能电站电池管理系统进行信息交互，读取被测试的储能电站电池管理系统上送至PCS模拟单元的modbus报文、至EMS模拟单元的IEC61850通信报文，检测上送信息的正确性；被测试的储能电站电池管理系统与PCS模拟单元采用modbus通信时，在上位机上建立modbus通信点表，在上位机上启动客户端client或者服务器server的服务，通过客户端client或者服务器server的服务读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上点表数据的一致性；被测试的储能电站电池管理系统与EMS模拟单元采用IEC61850通信时，取得被测试的储能电站电池管理系统的icd文件，在上位机上建立IEC61850的模拟器环境，启动上位机上的client服务，读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上报文数据的一致性；

其中，电压告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对单体电压、组端电压进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电压告警保护；

其中，电流告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对回路电流进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电流告警保护；

其中，温度告警保护的故障诊断功能试验包括：根据温敏电阻工作原理，计算温度-温敏电阻值-温敏电阻分压关系，利用数模仿真器输出电压值对温度进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出温度告警保护。

图2为本实施例中储能电站电池管理系统测试装置的工作流程示意图。本实施例中储能电站电池管理系统测试装置的使用步骤包括：

1)输入建模信息，具体包括：在数模仿真平台中输入BMS所对应的单体电池容量、所连接的单体电池数量、电池管理系统与电池单体的电气连接方式、电池对应的SOC值、控制板件端子接口，从而在在数模仿真平台中搭建其一个储能电站的环境。连接上位机显示以及高精度功率分析仪，利用数模仿真平台模拟BMS运行的电压、电流、温度等环境，使用上位机模拟PCS、EMS与BMS的通信环境，在数模仿真平台中设定SOC计算方法，建立各个电池单体电压、温度显示界面。

2)设定模拟温度、通信参数以及保护定值，以备后续进行相关工作或通信；

3)确定测试项目，例如采样精度测试等，参见前文。

4)通过数模仿真器模拟被测试的储能电站电池管理系统(BMS)运行的电压、电流、温度等环境信息，使用上位机的PCS模拟单元和EMS模拟单元模拟PCS、EMS和被测试的储能电站电池管理系统(BMS)的通信环境。用数模仿真平台模拟BMS运行的电压、电流、温度等环境，使用上位机模拟PCS、EMS与BMS的通信环境，能够模拟真实电网环境；通过数模仿真平台下发控制量，实时调节数模仿真平台参数，改变BMS运行环境，利用上位机监测BMS运行状态，全面检测BMS动作逻辑功能。

5)实时调节数模仿真器的参数，下发控制量，改变被测试的储能电站电池管理系统(BMS)运行的环境，同时通过上位机的PCS模拟单元和EMS模拟单元以及被测试的储能电站电池管理系统(BMS)自身的可视化界面进行数据监测；

6)根据数据监测结果生成前述各个测试项目所需的测试结果，记录测试结果。

综上所述，本实施例基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置在数模仿真平台中输入被测试的储能电站电池管理系统(BMS)所对应的单体电池容量、所连接的单体电池数量、电池管理系统与电池单体的电气连接方式、电池对应的SOC值、控制板件端子接线；定模拟温度、通信参数以及保护定值；连接上位机显示以及高精度功率分析仪，利用数模仿真平台模拟BMS运行的电压、电流、温度等环境，使用上位机模拟PCS、EMS与被测试的储能电站电池管理系统(BMS)的通信环境；下发控制量，实时调节数模仿真平台参数，改变被测试的储能电站电池管理系统(BMS)运行环境，利用上位机监测BMS运行状态，全面检测BMS动作逻辑功能。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述储能电站电池管理系统测试装置包括数模仿真器、功率分析仪、上位机以及被测试的储能电站电池管理系统，所述数模仿真器包括多路输出信号，所述输出信号包括IO模拟信号、组电流模拟信号、温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号，所述储能电站电池管理系统包括高压开关箱、电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU，所述电池控制单元BCU分别与高压开关箱、电池管理单元BMU以及总控单元BAU相连，所述数模仿真器输出的IO模拟信号与高压开关箱相连，所述数模仿真器输出的组电流模拟信号与电池控制单元BCU相连，所述数模仿真器输出的温度模拟信号和单体电压及组电压模拟信号与电池管理单元BMU相连，所述功率分析仪分别与组电流模拟信号、单体电压及组电压模拟信号T接以实现输出功率检测，所述上位机与总控单元BAU相连；所述应用方法包括进行采样精度测试的步骤，所述采样精度测试包括电压采样精度测试、电流采样精度测试和温度采样精度测试中的至少一种；所述电压采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU输出单体电压及组电压模拟信号，使得被测试的储能电站电池管理系统进行电压采样并将电压采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电压采样信号或者功率分析仪采样得到的电压采样信号作为标准电压采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电压采样精度；所述应用方法还包括SOC估算精度测量的步骤：

2.1）参照储能站参数等比例缩小为当前的规模测试环境参数，根据当前的规模测试环境参数确定被测试的储能电站电池管理系统所连接电池的总容量；

2.2）将数模仿真器输出的组电流模拟信号、组电压模拟信号同时输出至被测试的储能电站电池管理系统及功率分析仪；

2.3）将被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放电记录清零，然后启动数模仿真器，记录功率分析仪与被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面上的充放前的能量值与充放后的能量值，计算充放前的能量值与充放后的能量值之间的能量差值ΔE；

2.4）记录被测试的储能电站电池管理系统的可视化界面充放前后的SOC变化量ΔSOC，将能量差值ΔE换算为理想的SOC变化量ΔSOC₀，根据SOC变化量ΔSOC和理想的SOC变化量ΔSOC₀得到被测试的储能电站电池管理系统的SOC估算精度。

2.根据权利要求1所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述储能电站电池管理系统的电池控制单元BCU、电池管理单元BMU以及总控单元BAU为三级结构，所述三级结构中第一级为总控单元BAU，第二级为电池控制单元BCU，第三级为电池管理单元BMU，总控单元BAU下连接一个或多个电池控制单元BCU，每一个电池控制单元BCU下连接一个或多个电池管理单元BMU。

3.根据权利要求2所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述上位机中设有PCS模拟单元及EMS模拟单元，所述PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

4.根据权利要求3所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述PCS模拟单元通过Modbus协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连，所述EMS模拟单元通过61850协议与储能电站电池管理系统的总控单元BAU相连。

5.根据权利要求4所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，还包括温湿度箱，所述储能电站电池管理系统布置于温湿度箱内。

6.根据权利要求5所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述电流采样精度测试是指通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的高压开关箱发送IO模拟信号，使得高压开关箱输出大电流，被测试的储能电站电池管理系统进行电流采样并将电流采样信号通过总控单元BAU输出给上位机，并将上位机采样得到的电流采样信号或者功率分析仪采样得到的电流采样信号作为标准电流采样信号，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的电流采样精度。

7.根据权利要求6所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，所述温度采样精度测试包括下述测试方法中的一种：温度采样精度测试方式一：将被测试的储能电站电池管理系统装入温湿度箱，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，温湿度箱的设定温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；温度采样精度测试方式二：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电压关系曲线，所述温度-电压关系曲线包括温度、电压两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电压信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电压信号根据温度-电压关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度；温度采样精度测试方式三：预先对被测试的储能电站电池管理系统中的同型号温敏电阻，进行试验确定温度-电阻值关系曲线，所述温度-电阻值关系曲线包括温度、电阻值两者的对应关系；然后通过数模仿真器向被测试的储能电站电池管理系统的电池管理单元BMU发送温度模拟电阻值信号，利用上位机通过总控单元BAU获取被测试的储能电站电池管理系统的温度采样信号，将发送的温度模拟电阻值信号根据温度-电阻值关系曲线获取对应的温度作为标准温度，从而得到被测试的储能电站电池管理系统的温度采样精度。

8.根据权利要求7所述的基于数模仿真平台的储能电站电池管理系统测试装置的应用方法，其特征在于，还包括故障诊断功能试验的步骤，所述故障诊断功能试验包括BMS与PCS、EMS告警信息交换、电压告警保护、电流告警保护以及温度告警保护中的至少一种故障诊断功能试验；

其中BMS与PCS、EMS告警信息交换的故障诊断功能试验包括：利用上位机中的PCS模拟单元及EMS模拟单元分别与被测试的储能电站电池管理系统进行信息交互，读取被测试的储能电站电池管理系统上送至PCS模拟单元的modbus报文、至EMS模拟单元的IEC61850通信报文，检测上送信息的正确性；被测试的储能电站电池管理系统与PCS模拟单元采用modbus通信时，在上位机上建立modbus通信点表，在上位机上启动客户端client或者服务器server的服务，通过客户端client或者服务器server的服务读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上的modbus通信点表数据的一致性；被测试的储能电站电池管理系统与EMS模拟单元采用IEC61850通信时，取得被测试的储能电站电池管理系统的icd文件，在上位机上建立IEC61850的模拟器环境，启动上位机上的client服务，读取被测试的储能电站电池管理系统上送的数据，对比被测试的储能电站电池管理系统可视化界面显示数据与上位机上报文数据的一致性；

其中，电压告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对单体电压、组端电压进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电压告警保护；

其中，电流告警保护的故障诊断功能试验包括：利用数模仿真器对回路电流进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出电流告警保护；

其中，温度告警保护的故障诊断功能试验包括：根据温敏电阻工作原理，计算温度-温敏电阻值-温敏电阻分压关系，利用数模仿真器输出电压值对温度进行模拟，检测被测试的储能电站电池管理系统是否正确发出温度告警保护。