CN115378014A - 智能组串式储能系统及其储能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智能组串式储能系统及其储能装置，管理系统通过ETH通信线与智能子阵控制器连接，智能子阵控制器通过ETH通信线分别与智能组串式储能装置、智能储能控制器和智能箱式变电站连接，电网的电通过升压变压器连接智能箱式变电站，箱式变电站分别连接智能储能控制器和储能配电变压器，智能储能控制器连接直流配电柜，直流配电柜和储能配电变压器均与智能组串式储能装置连接。本发明有益效果：本发明组串式储能方案具备精细化管理、主动安全、更优LOCS的储能架构等特点，具备电池模组管理，具备电池簇单独管理，支持新旧电池混用、分期补电模式，工厂预装部件、节省施工时间，分布式温控设计；智能内短路检测，提前预警热失控风险。

Description

智能组串式储能系统及其储能装置
技术领域
本发明涉及电能储能技术领域,尤其是智能组串式储能系统及其储能装置。
背景技术
大规模储能技术是智能电网、电力调度、电网削峰填谷、调峰调频的关键技术。锂离子电池由于其具有能量密度高、自放电率低、放电电压平稳、循环寿命长等优点在多个领域得到了广泛的应用，在大规模储电系统中应用锂电池将成为技术发展的必然趋势。大规模储能系统需要几千只锂离子单体电芯通过串并联组成系统，任一单体发生故障都会对整个储能系统的运行造成影响，因此如何确保储能系统的安全、可靠、高效的运行，是大规模储能系统的关键技术。
1、如中国专利公开了一种可扩展的组串式大规模储能系统(申请号：CN201710329288.0)，由多个单簇储能系统并联而成，每一簇储能系统由4～13个电池模组以及一个高压箱和逆变器串联而成，其中4～13个电池模组的电源正负端以及高压箱输入正负端依次串联形成回路，高压箱的输出正负端与逆变器的直流正负端连接，且各个电池模组及高压箱之间通过通信电源总线连接通信端口通信，高压箱与逆变器之间通过485总线通信，多簇储能系统的逆变器之间通过交流火线和交流零线实现并联连接。
2、一种基于光伏发电自供电仓式储能系统(申请号：CN201810774226.5)，通过在仓式储能系统的集装箱上安装光伏板阵列，为储能集装箱遮阴同时发电为仓式储能系统自用电供电，即采用光伏发电供电系统为储能系统提供自用电，减少用电成本；光伏板阵列安放在储能集装箱顶部，起到防晒遮阴的作用，克服了由于仓式储能系统通常放置在露天，晴天太阳的暴晒使得安装蓄电池的集装箱顶部保温层被晒透，集装箱内温度上升，由此需要更大规模的温控系统和更多的耗电，也给蓄电池安全运行增加了隐患的缺陷；利用光伏发电供电不仅增加了新能源的利用，同时还防止和减少阳光直晒使得集装箱内温度上升弊端，实现减少投资和耗电，提高效率和商业收益。
3、一种组串式电化学储能系统(申请号：CN201920114145.2)，储能系统N个电池簇、N个组串式PCS、N个L型滤波回路、交流汇流设备、变压器、并网设备柜，每个电池簇一一对应地接入每个组串式PCS的直流侧，每个组串式PCS的交流侧一一对应地接入每个L型滤波回路，所有L型滤波回路接入交流汇流设备进行汇流，交流汇流设备接入变压器、通过并网设备柜接入大电网。基于组串式PCS的电化学储能系统一次拓扑结能实现单元电池簇的独立管理，提高储能系统的可利用率、维护性和可靠性。
传统储能系统缺乏电池模组均衡管理技术，导致容量损失，缩短储能系统生命周期，当前集中式储能系统具有以下明显不足：
(1)缺乏电池模组均衡管理技术，导致容量损失，缩短储能系统生命周期；粗放的温控方案，缩短电池组寿命；不支持新、旧混用，不支持补电,投资模式单一,初始及总投资金额大；
(2)现场电池二次装配，存在安全风险；运维专业性强,难度大，时间长；集中式PCS，故障影响整个集装箱充、放电，维修时间长；缺乏部件级安全管理，电芯内短路检测、预警管理，存在火灾风险。
(3)传统储能系统缺乏电池模组均衡管理技术，导致容量损失，缩短储能系统生命周期，传统储能系统采用粗放的温控方案，进一步缩短了储能系统寿命
(4)传统储能系统采用集中式PCS，故障影响整个集装箱充、放电，维修时间长，传统储能系统缺乏部件级安全管理，电芯内短路检测、预警管理，存在火灾风险。
因此，对于上述问题有必要提出智能组串式储能系统及其储能装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供智能组串式储能系统及其储能装置，以解决上述问题。
智能组串式储能系统，包括管理系统、智能子阵控制器、智能箱式变电站、直流配电柜、升压变压器、储能配电变压器、智能储能控制器和智能组串式储能装置，所述管理系统通过ETH通信线与智能子阵控制器连接，所述智能子阵控制器通过ETH通信线分别与智能组串式储能装置、智能储能控制器和智能箱式变电站连接，电网的电通过升压变压器连接智能箱式变电站，所述箱式变电站分别连接智能储能控制器和储能配电变压器，所述智能储能控制器连接直流配电柜，所述直流配电柜和储能配电变压器均与智能组串式储能装置连接。
优选地，所述管理系统包括SmartPVMS服务器、SACU、ESS、STS、PCS和客户端，ESS和PCS通过FE串口连接SACU，STS通过RS485连接SACU，所述SACU通过SFP/FE线连接SmartPVMS服务器，客户端可通过Internet或内网访问SmartPVMS服务器。
优选地，PCS包括DC滤波器、软启电路、桥式逆变、线滤波器、输出继电器、残余漏电流检测、AC滤波器和浪涌保护器，所述DC滤波器通过软启电路连接桥式逆变器，所述桥式逆变器通过线滤波器连接输出继电器，所述输出继电器通过AC滤波器连接三相线，所述三相线连接有浪涌保护器。
优选地，所述智能子阵控制器通过光纤环网或eLTE组网方式上报到电站监控后。
优选地，所述智能子阵控制器包括数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒、POE电源和通讯管理机，所述数据采集器通过PLC通讯模块连接光纤环网交换机，所述光纤环网交换机通过光纤终端盒连接通讯管理机，所述POE电源分别为数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒和通讯管理机提高电源。
优选地，所述智能组串式储能装置设置有电池管理系统，所述电池管理系统包括模组级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU以及子阵级SACU，若干个模组级BMU串联，模组级BMU与电池簇级BCU连接，每个所述电池簇级BCU均通过系统级CMU连接子阵级SACU。
智能组串式储能装置，包括若干个储能电池箱，若干个所述储能电池箱之间通过SFP网络连接。
优选地，所述储能电池箱包括箱体、电池簇和智能电池簇控制器，所述电池簇和智能电池簇控制器安装在箱体内，所述电池簇与智能电池簇控制器连接，所述电池簇由若干个电池包串联组成。
优选地，所述箱体内安装有温度湿度传感器、感烟探测器、CO传感器、感温探测器、照明灯、扰流风扇和水浸传感器。
优选地，所述箱体设置有柜门，所述柜门安装有门磁传感器，所述箱体内还安装有储能仓空调、消防控制器和排气控制器。
与现有技术相比，本发明有益效果：本发明组串式储能方案具备精细化管理、主动安全、更优LOCS的储能架构等特点，具备电池模组管理，具备电池簇单独管理，支持新旧电池混用、分期补电模式，工厂预装部件、节省施工时间，运维简便、高效；模块化设计，分布式温控设计；智能内短路检测，提前预警热失控风险。
将电网及光伏发电的电能通过变压器将电能储存在储能装置内，放电时可对电网进行调峰调频，管理系统通过子阵控制器对储能系统中的储能装置、变电站、配电柜进行控制。
(1)储能装置采用组串式储能系统，采用电池包级优化技术，均衡电流取到较大提升，可实现电池包SOC快速均衡；采用电池簇级管理技术，电池簇虚拟并联，可规避电池簇间差异造成的并联失配，实现了电池簇间独立充放管理；
(2)组串式储能系统采用分布式温控设计，采用专利电池包内仿生散热风道+集装箱分布式空调散热设计，通过降低集装箱内温度差异；
(3)组串式储能系统采用基于大数据的AI内短路检测技术，采用剧烈短路识别算法，可快速捕捉充电曲线波动，采用先进的AI算法，能准确计算衍生型内短路电阻，捕捉充电曲线的微小偏移，准确定位隐患点，预警火灾风险，防患于未然。
(4)磷酸铁锂结构稳定，热失控时不产生氧气，大大降低了产品燃烧、爆炸的可能性，同时采用低锂耗技术、极片层级精细设计，提高了电池系统的可靠性、安全性，延长了使用寿命。
附图说明
图1是本发明提供的智能组串式储能系统人示意图；
图2是本发明的电池管理系统示意图；
图3是本发明的PCS结构原理图；
图4是本发明的智能子阵控制器模块原理框图；
图5至图7是本发明的储能装置结构图。
图中附图标记：1、智能组串式储能装置；2、直流配电柜；3、智能储能控制器；4、储能配电变压器；5、智能子阵控制器；6、智能箱式变电站；7、管理系统；8、升压变压器；9、电网；11、门磁传感器；12、储能仓空调；13、电池包；14、温湿度传感器；15、感烟探测器；16、CO传感器；17、感温探测器；18、断路器；19、熔断器；20、黑启动按钮；21、照明灯；22、扰流风扇；23、水浸传感器；24、资料槽；25、消防控制器；26、排气控制器；27、消防气瓶。
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。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1并结合图2至图7所示，智能组串式储能系统，包括管理系统7、智能子阵控制器5、智能箱式变电站6、直流配电柜2、升压变压器8、储能配电变压器4、智能储能控制器3和智能组串式储能装置1，所述管理系统7通过ETH通信线与智能子阵控制器5连接，所述智能子阵控制器5通过ETH通信线分别与智能组串式储能装置1、智能储能控制器3和智能箱式变电站6连接，电网9的电通过升压变压器8连接智能箱式变电站6，所述箱式变电站6分别连接智能储能控制器3和储能配电变压器4，所述智能储能控制器3连接直流配电柜2，所述直流配电柜2和储能配电变压器4均与智能组串式储能装置1连接。
进一步的，所述管理系统7包括SmartPVMS服务器、SACU、ESS、STS、PCS和客户端，ESS和PCS通过FE串口连接SACU，STS通过RS485连接SACU，所述SACU通过SFP/FE线连接SmartPVMS服务器，客户端可通过Internet或内网访问SmartPVMS服务器。
进一步的，PCS包括DC滤波器、软启电路、桥式逆变、线滤波器、输出继电器、残余漏电流检测、AC滤波器和浪涌保护器，所述DC滤波器通过软启电路连接桥式逆变器，所述桥式逆变器通过线滤波器连接输出继电器，所述输出继电器通过AC滤波器连接三相线，所述三相线连接有浪涌保护器。
进一步的，所述智能子阵控制器通过光纤环网或eLTE组网方式上报到电站监控后。
进一步的，所述智能子阵控制器5包括数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒、POE电源和通讯管理机，所述数据采集器通过PLC通讯模块连接光纤环网交换机，所述光纤环网交换机通过光纤终端盒连接通讯管理机，所述POE电源分别为数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒和通讯管理机提高电源。
进一步的，所述智能组串式储能装置1设置有电池管理系统，所述电池管理系统包括模组级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU以及子阵级SACU，若干个模组级BMU串联，模组级BMU与电池簇级BCU连接，每个所述电池簇级BCU均通过系统级CMU连接子阵级SACU。
模组级BMU：电池包监控单元，负责电池运行信息监测采集、电芯被动均衡管理、故障诊断、通过电池包优化器控制电池包切出。
电池簇级BCU：电池簇管理单元。BCU通过BMU收集所有电池包信息，并采集整簇的电压和电流，在电池簇充放电过程对电池簇现的异常进行报警和保护；此外，通过对BMU下控制指令，进行簇内电池包间均衡SOC控制，独立切出各电池包，实现一包一优化；
系统级CMU：储能系统管理单元，负责对BMU及BCU精细管理，对上传的数据进行分析计算、报警处理及记录储存，以及簇间的均衡管理以及SOC、SOH管理等。同时，采集智能组串式储能系统环境监测系统(火灾抑制系统、温控系统、温湿度传感器、水浸传感器等)信息，制定合理的温控策略，提升电池温度一致性，并实现储能系统全方位的火灾抑制预警、保护与联动，提供高可靠的火灾抑制安全保证，做到有效防范、早发现、有效隔离和保护。
BMS还设计了干接点信号直接功率变换系统，一旦BMS检测到过流、短路等严重告警时，直接输出干接点控制信号，控制功率变换系统紧急停机，保护系统，防止情况恶化，影响其他设备。
为了提升系统可靠性和储能系统整体性能，BMS系统采用智能子阵控制器SACU就地协调控制整个子阵的电池系统，通过将CMU与PCS接入智能子阵控制器SACU，协调匹配电池系统3级保护和PCS保护动作时序和逻辑，充分考虑储能系统内保护单元动作时序、动作延时以及局部故障保护失效的可能性，设计保护的分级动作和联动机制，SACU北向接入EMS系统，接收电网调度指令并下发给PCS及CMU，从而满足电网调度需求。
智能组串式储能装置3，包括若干个储能电池箱，若干个所述储能电池箱之间通过SFP网络连接。
电池管理系统实时采集单体电池的温度，并实时调节分布式空调的散热策略防止电池温度过高。智能组串式储能解决方案采用分布式散热设计，每簇电池由门装空调独立散热，电池包内装有可调速风扇，提升电池工作温度一致性，降低集装箱内电池包间温差至3℃以内(0.5C)；同时，热管理功能对电池组的运行温度进行严格监控，如果温度高于或低于保护值将输出热管理启动信号，通过调节风扇转速及空调功率来调整温度；若温度达到设定的危险值，电池管理系统自动与系统保护机制联动，及时切断电池回路，保证系统安全。
电池管理系统与储能变流器(PCS)均通过接入智能子阵控制器(SACU)实现与能量管理控制系统进行信息交互的功能。BMS支持以太网、光纤及RS485通信接口实现北向数据交互。
电池管理系统具有三级均衡管理功能，可实现电芯、电池包及电池簇间均衡，规避不一致性造成的容量损失及环流风险。
电池管理系统运行各项参数可通过本地近端APP连接或触摸屏设置，也可远程在电池管理系统平台进行修改，并可通过密码进行权限认证；各项运行状态可在近端APP及触摸屏上显示，如系统状态，模拟量信息，报警和保护信息等。
电池管理系统可在本地对电池储能系统的各项事件及历史数据进行存储，并满足GB/T 34131要求，可储存不少于5000条事件且具备足够的容量在线存储30天的信息。
电池管理系统实时采集单体电池的温度，并实时调节分布式空调的散热策略防止电池温度过高。华为智能组串式储能解决方案采用分布式散热设计，每簇电池由门装空调独立散热，电池包内装有可调速风扇，提升电池工作温度一致性，降低集装箱内电池包间温差至3℃以内(0.5C)；同时，热管理功能对电池组的运行温度进行严格监控，如果温度高于或低于保护值将输出热管理启动信号，通过调节风扇转速及空调功率来调整温度；若温度达到设定的危险值，电池管理系统自动与系统保护机制联动，及时切断电池回路，保证系统安全。
电池管理系统与储能变流器(PCS)均通过接入智能子阵控制器(SACU)实现与能量管理控制系统进行信息交互的功能。BMS支持以太网、光纤及RS485通信接口实现北向数据交互。
电池管理系统具有三级均衡管理功能，可实现电芯、电池包及电池簇间均衡，规避不一致性造成的容量损失及环流风险。
电池管理系统运行各项参数可通过本地近端APP连接或触摸屏设置，也可远程在电池管理系统平台进行修改，并可通过密码进行权限认证；各项运行状态可在近端APP及触摸屏上显示，如系统状态，模拟量信息，报警和保护信息等。
电池管理系统可在本地对电池储能系统的各项事件及历史数据进行存储，并满足GB/T 34131要求，可储存不少于5000条事件且具备足够的容量在线存储30天的信息。
进一步的，所述储能电池箱包括箱体、电池簇和智能电池簇控制器，所述电池簇和智能电池簇控制器安装在箱体内，所述电池簇与智能电池簇控制器连接，所述电池簇由若干个电池包13串联组成。
进一步的，所述箱体内安装有温湿度传感器14、感烟探测器15、CO传感器16、感温探测器17、断路器18、熔断器19、黑启动按钮20、照明灯21、扰流风扇22和水浸传感器23。
进一步的，所述箱体设置有柜门，所述柜门安装有门磁传感器11，所述箱体内还安装有储能仓空调12、消防控制器25和排气控制器26。箱体外还设置有资料槽24和消防气瓶27。
与现有技术相比，本发明有益效果：本发明组串式储能方案具备精细化管理、主动安全、更优LOCS的储能架构，具备电池模组管理，具备电池簇单独管理，支持新旧电池混用、分期补电模式，工厂预装部件、节省施工时间，运维简便、高效；模块化设计，分布式温控设计；智能内短路检测，提前预警热失控风险。
将电网及光伏发电的电能通过变压器将电能储存在储能装置内，放电时可对电网进行调峰调频，管理系统通过子阵控制器对储能系统中的储能装置、变电站、配电柜进行控制。
(1)储能装置采用组串式储能系统，采用电池包级优化技术，均衡电流取到较大提升，可实现电池包SOC快速均衡；采用电池簇级管理技术，电池簇虚拟并联，可规避电池簇间差异造成的并联失配，实现了电池簇间独立充放管理；
(2)组串式储能系统采用分布式温控设计，采用专利电池包内仿生散热风道+集装箱分布式空调散热设计，通过降低集装箱内温度差异；
(3)组串式储能系统采用基于大数据的AI内短路检测技术，采用剧烈短路识别算法，可快速捕捉充电曲线波动，采用先进的AI算法，能准确计算衍生型内短路电阻，捕捉充电曲线的微小偏移，准确定位隐患点，预警火灾风险，防患于未然。
(4)磷酸铁锂结构稳定，热失控时不产生氧气，大大降低了产品燃烧、爆炸的可能性，同时采用低锂耗技术、极片层级精细设计，提高了电池系统的可靠性、安全性，延长了使用寿命。
本发明储能系统规模100MW/200MWh，个大规模共享式储能系统，项目实施可为中广核集团后期探索共享式储能的商业模式、营运模式、技术路线提供试验平台。共享式储能电站，拟采用“峰谷价差+租赁”两种商业模式混合的方式开展电站运营，100MW/200MWh储能电站中40MW/80MWh规模布置于新生源用户侧，探索采用峰谷价差盈利的商业模式；剩余60MW/120MWh布置于电网侧，为新能源场站提供储能容量租赁，使新能源场站满足并网条件，并向新能源场站收取租赁服务费用。
(1)具备电池模组管理，每个电池模块集成了优化器装置，可消除电池包容量差异、消除电池簇内模组间由于内阻差异等原因导致的串联失配，提升生命周期内放电量。
(2)具备电池簇单独管理，簇与簇之间不直接并联，可避免环流导致容量损失，也符合中电联等机构对安全的要求。单簇管理，簇间独立运行，消除簇间并联失配，提升生命周期内放电量。
(3)支持新旧电池混用、分期补电模式，可减少大规模建设共享式储能电站初期投资，后期根据容量需求适当补充电池系统，实现全生命周期投资更优。
(4)工厂预装部件、节省施工时间，电芯、温控、消防等整个电池系统在工厂预装预装，尺寸及重量符合国家安全运输管理规定，现场交付成本降低，缩短施工周期及现场施工带来的“三废”；储能集装箱采用高功率密度设计，20尺集装箱重量可减轻至30吨以内，支持电池在板运输，免除现场电池安装等工作。
(5)运维简便、高效，电池模块免处理直接更换，免专家上站维护，新电池自动优化充放，模组更换即插即用，站上一般运维人员直接现场更换备用电池即可，大大降低运维成本。
(6)模块化设计，采用模块化设计，无易损件，储能系统可用天数可达360天。支持电池簇内单独切除故障模块，不影响其它模块充放电；储能子阵内，PCS采用模块化设计，单台PCS故障时，其它PCS仍可继续工作，不会引发整个系统的停机，最小化PCS故障对储能系统的影响。
(7)分布式温控设计，采用仿生混风、多模型联动智能温控及分布式空调设计，每簇电池簇独立均匀散热，减少簇间电池温升差异，延缓电池衰减，电池寿命有保证。
(8)智能内短路检测，提前预警热失控风险，提前识别电芯内短路风险，预警电池火灾隐患，降低火灾发生概率，突发型内短路采用剧烈短路识别算法，可快速捕捉充电曲线的波动，100％识别内短路进而快速报警；衍生型内短路采用基于大数据AI技术，精确计算内短路电阻，可捕捉充电曲线的微小偏移，准确定位隐患点，提前预警火灾发生。
1、电池包采用高密度磷酸铁锂电芯，电芯材料三元锂结构不稳定，高温分解产生氧气，易导致起火爆炸。磷酸铁锂280Ah电芯能量密度高，循环寿命长，为集团内首次使用此高密度电芯。该电芯材料配方上采用低锂耗技术、使用极片层级精细设计、方形铝壳设计，满足电芯超长寿命的性能需求，减缓容电芯量衰减，避免电芯表面被机械损坏而导致电芯内部受损的可能性。
2、采用先进的充、放电管理、安全管理和散热技术；集中式储能系统缺乏电池模组均衡管理技术，导致容量损失，缩短储能系统生命周期；粗放的温控方案，进一步缩短电池组寿命；缺乏部件级安全管理，电芯内短路检测、预警管理，存在火灾风险。组串式储能系统采用电池包级优化技术，均衡电流大大提升，可实现电池包SOC快速均衡。均衡过程中不涉及能量转移，均衡效率更高，能量损失更少。采用电池簇级管理技术，电池簇虚拟并联，真正实现电池簇间独立充放管理，并联后各簇间无电压差，可从根源上杜绝环流产生，进一步提升系统的安全性。采用专利电池包内仿生散热风道+集装箱分布式空调散热设计，通过降低集装箱内温度差异，保障电池的高一致性，延长储能系统使用寿命。采用电芯级->电池包级->电池簇级->系统级四级安全管理，精准识别异物穿刺、析锂等突发型内短路，10s内快速告警。云BMS智能内短路预警，提前预警隔离，应对衍生型内短路。
3、基于大数据AI的安全预警技术研究并推广，当前大型电化学储能电站的生产运营安全风险较高，国内外已发生了多起储能电站安全事故。本课题拟研究的基于AI离群算法的电池内短路识别技术和储能系统级安全防护技术可在储能系统火灾发生之前发出预警和保护，最大程度降低储能电站的火灾和事故风险，降低财产和人员损失。
电池管理系统支持功能如下：
1.BMS实时高精度采集电芯温度、电芯电压、电池包电压、电池簇电压及电流等参数，从而实现对电池单体、电池包及电池簇的运行控制优化，保障电池长期高效运行。
2.BMS能对电池的荷电状态(SOC)、电池健康度(SOH)进行估算，并进行自动校准。能够计算、实时就地显示并上报循环次数、DOD、SOC、SOH。
3.电池系统根据电池的荷电状态控制规划对电池的充放电控制，并对电池进行故障诊断，并可以根据具体故障内容进行相应的故障处理。
4.电池管理系统实时采集单体电池的温度，并实时调节分布式空调的散热策略防止电池温度过高。华为智能组串式储能解决方案采用分布式散热设计，每簇电池由门装空调独立散热，电池包内装有可调速风扇，提升电池工作温度一致性，降低集装箱内电池包间温差至3℃以内(0.5C)；同时，热管理功能对电池组的运行温度进行严格监控，如果温度高于或低于保护值将输出热管理启动信号，通过调节风扇转速及空调功率来调整温度；若温度达到设定的危险值，电池管理系统自动与系统保护机制联动，及时切断电池回路，保证系统安全
5.电池管理系统与储能变流器(PCS)均通过接入智能子阵控制器(SACU)实现与能量管理控制系统进行信息交互的功能。BMS支持以太网、光纤及RS485通信接口实现北向数据交互。
6.电池管理系统具有三级均衡管理功能，可实现电芯、电池包及电池簇间均衡，规避不一致性造成的容量损失及环流风险。
7.电池管理系统运行各项参数可通过本地近端APP连接或触摸屏设置，也可远程在电池管理系统平台进行修改，并可通过密码进行权限认证；各项运行状态可在近端APP及触摸屏上显示，如系统状态，模拟量信息，报警和保护信息等。
8.电池管理系统可在本地对电池储能系统的各项事件及历史数据进行存储，并满足GB/T 34131要求，可储存不少于5000条事件且具备足够的容量在线存储30天的信息。第三方检测机构出具的BMS GB/T 34131认证进度说明如图
智能温控系统,智能组串式储能系统采用恒温恒湿设计。内置工业空调制冷制热系统,采用分布式温控设计，采用门装空调代替传统集中式空调，规避由于集装箱内物理位置差异导致的散热效果差异。
风道设计采用内循环上送风设计，空调上出风口及顶部海鸥板将风送至两簇电池簇背后，空调出风压力及电池包内风扇吸力将冷风穿过电池包，热空气再进入门上空调的进风口，避免外部灰尘进入集装箱内，并使得集装箱内环境温度宜恒定在23±5℃(确保处于最佳工作状态)。由于出风温度较低，为避免凝露，在集装箱顶部贴有PEF隔热棉。
此外，通过专业热仿真，华为对热设计方案进行全面分析，并结合不同高低温场景测试结果，优化方案设计，保障散热设计满足要求。集装箱内电池包间最高温度24.86℃，最低温度22.31℃，温差2.5℃，一致性良好。
智能储能控制器(PCS)是实现交直流转换，能量双向流动的核心部件之一，柜面采用RAL9003及RAL7035喷漆，颜色高度一致，外壳采用5052铝合金，防护等级IP66，防腐等级C5M，整体设计寿命25年，无需集装箱保护，可有效减少现场安装及运维难度。
组串式PCS通过导轨安装在直流配电柜上方，PCS采用下进下出走线设计，每路PCS直流输入接入直流配电柜支路中，直流配电柜中有14路450A分断开关进行分段保护；交流侧输出接入变压器低压侧，通过低压侧汇流柜内断路器进行保护。
智能子阵控制器SACU2000D是子阵单元的通讯核心，对储能子阵设备(包含PCS，智能组串式储能系统，箱式变压器等)进行数据采集，并且通过光纤环网或者eLTE等组网方式上报到电站监控后台，为智能电站监控与子阵设备间通讯提供可靠保障。
智能子阵控制器可安装数据采集器，PLC通讯模块，光纤环网交换机，光纤终端盒，POE电源，通讯管理机以及相应的接线端子及配电开关。
智能子阵控制器支持支架、抱杆、挂墙等安装方式，下进线下出线，支持开前门维护，方便安装接线及后期维护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.智能组串式储能系统，其特征在于：包括管理系统(7)、智能子阵控制器(5)、智能箱式变电站(6)、直流配电柜(2)、升压变压器(8)、储能配电变压器(4)、智能储能控制器(3)和智能组串式储能装置(1)，所述管理系统(7)通过ETH通信线与智能子阵控制器(5)连接，所述智能子阵控制器(5)通过ETH通信线分别与智能组串式储能装置(1)、智能储能控制器(3)和智能箱式变电站(6)连接，电网(9)的电通过升压变压器(8)连接智能箱式变电站(6)，所述箱式变电站(6)分别连接智能储能控制器(3)和储能配电变压器(4)，所述智能储能控制器(3)连接直流配电柜(2)，所述直流配电柜(2)和储能配电变压器(4)均与智能组串式储能装置(1)连接。
2.如权利要求1所述的智能组串式储能系统，其特征在于：所述管理系统(7)包括SmartPVMS服务器、SACU、ESS、STS、PCS和客户端，ESS和PCS通过FE串口连接SACU，STS通过RS485连接SACU，所述SACU通过SFP/FE线连接SmartPVMS服务器，客户端可通过Internet或内网访问SmartPVMS服务器。
3.如权利要求1所述的智能组串式储能系统，其特征在于：PCS包括DC滤波器、软启电路、桥式逆变、线滤波器、输出继电器、残余漏电流检测、AC滤波器和浪涌保护器，所述DC滤波器通过软启电路连接桥式逆变器，所述桥式逆变器通过线滤波器连接输出继电器，所述输出继电器通过AC滤波器连接三相线，所述三相线连接有浪涌保护器。
4.如权利要求1所述的智能组串式储能系统，其特征在于：所述智能子阵控制器(5)通过光纤环网或eLTE组网方式上报到电站监控后。
5.如权利要求1所述的智能组串式储能系统，其特征在于：所述智能子阵控制器包括数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒、POE电源和通讯管理机，所述数据采集器通过PLC通讯模块连接光纤环网交换机，所述光纤环网交换机通过光纤终端盒连接通讯管理机，所述POE电源分别为数据采集器、PLC通讯模块、光纤环网交换机、光纤终端盒和通讯管理机提高电源。
6.如权利要求1所述的智能组串式储能系统，其特征在于：所述智能组串式储能装置设置有电池管理系统，所述电池管理系统包括模组级BMU、电池簇级BCU、系统级CMU以及子阵级SACU，若干个模组级BMU串联，模组级BMU与电池簇级BCU连接，每个所述电池簇级BCU均通过系统级CMU连接子阵级SACU。
7.智能组串式储能装置，其特征在于：包括若干个储能电池箱，若干个所述储能电池箱之间通过SFP网络连接。
8.如权利要求7所述的智能组串式储能装置，其特征在于：所述储能电池箱包括箱体、电池簇和智能电池簇控制器，所述电池簇和智能电池簇控制器安装在箱体内，所述电池簇与智能电池簇控制器连接，所述电池簇由若干个电池包(13)串联组成。
9.如权利要求7所述的智能组串式储能装置，其特征在于：所述箱体内安装有温湿度传感器(14)、感烟探测器(15)、CO传感器(16)、感温探测器(17)、照明灯(21)、扰流风扇(22)和水浸传感器(23)。
10.如权利要求7所述的智能组串式储能装置，其特征在于：所述箱体设置有柜门，所述柜门安装有门磁传感器(11)，所述箱体内还安装有储能仓空调(12)、消防控制器(25)和排气控制器(26)。
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CN116014903A (zh) * 2023-03-27 2023-04-25 江苏林洋亿纬储能科技有限公司 一种基于储能安全链识别的协调控制方法、系统

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