CN116599110A - 一种光伏储能bms系统 - Google Patents

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李永通
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Abstract

本发明公开了储能技术领域的一种光伏储能BMS系统,包括输入输出单元、储能单元、过冲释放单元和过放补充电源,储能单元内设置有BMS控制单元、输入输出连接端、安全监控单元和蓄电池组,输入输出单元包括一个输入模块和一个输出模块,安全监控单元包括数据收集模块、执行模块、温度控制模块和湿度控制模块,输入输出单元与输入输出连接端电连接。本发明的有益效果是:此系统对储能设备进行全面管理,除BMS系统必备的蓄电池组之间连接及共同工作的协同功能外,还可对储能设备的过冲及过放现象进行监测,并及时进行调控,同时对储能设备内的温湿度及工作状态进行全程监控,进一步提高储能设备的工作效率、使用寿命及工作安全性。

Description

一种光伏储能BMS系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域,具体是一种光伏储能BMS系统。
背景技术
电力储能是指把电力系统的电能转换成其他形式的能量储存起来,在需要时再转换成电能输入电力系统的技术和装备,此技术多用于光伏发电的电力系统内,如:在非用电高峰期时,通过光伏系统进行发电,并将产生的电能进行存储,在用电高峰期通过储能设备释放存储的电能进行释放,通过电网传输至用电设备,可缓解用电高峰时的电网供电压力。在通过储能设备对光伏设备产生的电能进行存储时,储能设备多通过BMS系统进行管理,而在现有技术中,BMS系统对储能设备进行管理时,在对储能设备进行管理时,可很好的对储能设备内的电池组之间的连接进行管理,从而提高储能设备的工作效率,而在储能设备工作时,除了蓄电池组之间的连接及共同工作效率外,还存在如过冲、过放、温湿度等情况均会影响储能设备的工作效率,降低储能设备的使用寿命,严重的会导致储能设备损坏,因此,本申请提出一种光伏储能BMS系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏储能BMS系统,此系统对储能设备进行全面管理,除BMS系统必备的蓄电池组之间连接及共同工作的协同功能外,还可对储能设备的过冲及过放现象进行监测,并及时进行调控,同时对储能设备内的温湿度及工作状态进行全程监控,进一步提高储能设备的工作效率、使用寿命及工作安全性,以解决上述提出的在现有技术中,BMS系统对储能设备进行管理时,在对储能设备进行管理时,可很好的对储能设备内的电池组之间的连接进行管理,从而提高储能设备的工作效率,而在储能设备工作时,除了蓄电池组之间的连接及共同工作效率外,还存在如过冲、过放、温湿度等情况均会影响储能设备的工作效率,降低储能设备的使用寿命,严重的会导致储能设备损坏问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种光伏储能BMS系统,包括输入输出单元、储能单元、过冲释放单元和过放补充电源,所述储能单元内设置有BMS控制单元、输入输出连接端、安全监控单元和蓄电池组,所述输入输出单元包括一个输入模块和一个输出模块,所述安全监控单元包括数据收集模块、执行模块、温度控制模块和湿度控制模块,所述输入输出单元与输入输出连接端电连接,所述BMS控制单元配置为储能单元的总控中心,所述安全控制单元与BMS控制单元信号连接,所述安全控制单元配置为储能单元的内部安全信息收集及反馈单元,所述过冲释放单元和过放补充电源均与蓄电池组连接。
作为本发明进一步的方案:所述输入输出单元配置设置有一个可插拔连接的电连接端头,所述输入输出单元设置有一个可与所述插拔电连接端头相互配合连接的连接槽,所述输入输出单元内配置的输入模块与光伏发电装置的输出端连接,所述输入输出单元内配置的输出模块与用电线路连接。
作为本发明再进一步的方案:所述输入输出连接端内配置有两个单独线路,两个所述单独的线路分别配置为电路的输入和输出线路,所述输入输出连接端内的输入线路上串联有输入电路保护组件,所述输入输出连接端的输出线路上串联有输出电路保护组件。
作为本发明再进一步的方案:所述输入输出单元通过输入模块输入的电能通过输入电路保护组件输送至蓄电池组内留存,所述蓄电池组内的电能通过输入输出连接端内设置的输出电路保护组件进行变压后通过输入输出单元内的输出模块向用电线路内输送电能。
作为本发明再进一步的方案:所述安全监控单元内的数据收集模块包括电压采集、电流采集、位置采集和其它参数采集,所述电压采集和电流采集分别配置为蓄电池组和输入、输出电压、电流检测,所述位置采集配置为储能单元自身及电池组位置定位。
作为本发明再进一步的方案:所述安全控制单元内的执行模块包括电压调节、电流调节、位置报告和其它参数调节,所述电压调节和电流调节配置为蓄电池组及输入、输出电压、电流调节。
作为本发明再进一步的方案:所述安全监控单元内的温度控制模块包括多个温度传感器、降温组件和升温组件,多个所述温度传感器分别设置于储能设备内的不同位置,所述降温组件和升温组件的主要工作端均设置于蓄电池组附近。
作为本发明再进一步的方案:所述安全监控单元内的湿度控制模块配置有多个湿度传感器和除湿器,多个所述湿度传感器分别设置于储能单元内的不同位置,多个所述除湿器随同湿度传感器设置于储能单元内的不同位置。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,通过BMS控制单元对储能单元内的多个蓄电池组的连接及共同工作衔接进行调配,同时协调整个储能设备的工作状态,并对工作状态进行监控,若发现突发情况,则通过配置的安全监控单元、过冲释放单元和过放补充单元对储能设备的突发情况进行解决,从而提高储能设备的工作效率及使用寿命。
本发明中,除BMS系统必备的蓄电池组之间连接及共同工作的协同功能外,还可对储能设备的过冲及过放现象进行监测,并及时进行调控,同时对储能设备内的温湿度及工作状态进行全程监控,进一步提高储能设备的工作效率、使用寿命及工作安全性。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图;
图2为本发明中安全监控单元的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
实施例一:
请参阅图1,本发明实施例中,一种光伏储能BMS系统,包括输入输出单元、储能单元、过冲释放单元和过放补充电源,储能单元内设置有BMS控制单元、输入输出连接端、安全监控单元和蓄电池组,输入输出单元包括一个输入模块和一个输出模块,安全监控单元包括数据收集模块、执行模块、温度控制模块和湿度控制模块,输入输出单元与输入输出连接端电连接,BMS控制单元配置为储能单元的总控中心,安全控制单元与BMS控制单元信号连接,安全控制单元配置为储能单元的内部安全信息收集及反馈单元,过冲释放单元和过放补充电源均与蓄电池组连接。
输入输出单元配置设置有一个可插拔连接的电连接端头,输入输出单元设置有一个可与插拔电连接端头相互配合连接的连接槽,输入输出单元内配置的输入模块与光伏发电装置的输出端连接,输入输出单元内配置的输出模块与用电线路连接。
输入输出连接端内配置有两个单独线路,两个单独的线路分别配置为电路的输入和输出线路,输入输出连接端内的输入线路上串联有输入电路保护组件,输入输出连接端的输出线路上串联有输出电路保护组件。
输入输出单元通过输入模块输入的电能通过输入电路保护组件输送至蓄电池组内留存,蓄电池组内的电能通过输入输出连接端内设置的输出电路保护组件进行变压后通过输入输出单元内的输出模块向用电线路内输送电能。
当使用本系统对光伏设备电网的储能设备进行控制时,光伏设备的电力输出端通过输入输出单元和输入输出连接端输送至蓄电池组内进行存储,在向蓄电池组内输送电能时,输入的电能通过输入输出连接端内配置的输入线路进行连接,在电能输入时,通过输入线路中连接的输入线路保护组件对输入电能进行调节。
其中,输入线路保护组件包括电路保护必备的变压器、整流器、空气开关、熔断器、断电器、线路保护器、继电保护仪等电路保护装置,根据实际需求及电流方向进行连接,这些电路保护设备的接线方方式、选择区间及工作原理为本领域人员所公知的,在此不做赘述。
当电能输通过输入输出连接端输入至蓄电池组内后,通过蓄电池组对电能进行留存,当需要通过储能设备为用电电网供电时,则蓄电池组内的电能通过输入输出连接端走输出线路配合输入输出单元中的输出模块向用电电网进行供电。
其中输出线路保护组件参考输入线路保护组件。
完成本设备的输入、输出及电能储能作业。
当光伏发电设备向蓄电池组内输送电能过多时,通过安全监控单元检测输入的电流电压,同时检测蓄电池组的电流和电压,若发现过冲,则BMS控制单元控制蓄电池组内的过冲释放单元将蓄电池组的电能进行释放,其中,过冲释放单元与下一储能设备电连接,同理,当安全监控单元发现蓄电池组过放时,则通过BMS控制单元配合过放补充单元向蓄电池组内补充电能,其中过放补充单元与外部供电线路电连接。
其中,过冲释放单元和过放补充单元均最少配置有一个电路开关,其中电路开关控制端受BMS控制单元所控制。
实施例二:
请参阅图2,在本实施例中,安全监控单元内的数据收集模块包括电压采集、电流采集、位置采集和其它参数采集,电压采集和电流采集分别配置为蓄电池组和输入、输出电压、电流检测,位置采集配置为储能单元自身及电池组位置定位。
安全控制单元内的执行模块包括电压调节、电流调节、位置报告和其它参数调节,电压调节和电流调节配置为蓄电池组及输入、输出电压、电流调节。
安全监控单元内的温度控制模块包括多个温度传感器、降温组件和升温组件,多个温度传感器分别设置于储能设备内的不同位置,降温组件和升温组件的主要工作端均设置于蓄电池组附近。
安全监控单元内的湿度控制模块配置有多个湿度传感器和除湿器,多个湿度传感器分别设置于储能单元内的不同位置,多个除湿器随同湿度传感器设置于储能单元内的不同位置。
在本发明中,BMS控制单元还配置有必备的输入、输出及显示设备,此为本领域人员所公知的,在此不做赘述。
其中,电压采集及电流采集可通过电压表和电流表来完成,同时,电压采集所用的电压表设置有一个最大电压阈值X和一个最小电压阈值Y,当电压采集实测电压处于X-Y之间时,则判定蓄电池组正常储能,此时BMS控制单元无动作
若电压采集实测电压超过X值,则判定蓄电池组出现过冲现象,此时,BMS控制单元控制过冲释放单元对蓄电池组内的电能进行释放,直至电压采集实测电压降低至X-Y区间之内;
当电压采集实测电压低于Y时,则判定蓄电池组出现过放现象,此时BMS控制单元启动过放补充单元,为蓄电池组内补充电能,直至电压采集实测电压升值X-Y区间之内。
其中,非磷酸铁铝电池判别如下:
实测电压≥4.2-4.3V说明电池过充电;实测电压≤2.5-2.3V说明电池过放电。
除通过电压采集采集实测电压来判定蓄电池组是否过冲或过放外,还可通过如下方法来判定蓄电池组的过冲、过放情况:
1.峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点;
2.dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点;
3.T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大;
4.-V控制:当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值;
5.计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制;
6.TCO控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电,因此当电池温度升高60时应当停止充电。
根据实际情况,也可通过上述方法来判定蓄电池组是否过冲或过放,上述方法同样能配合BMS控制单元完成对储能设备的过冲及过放保护作业。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏储能BMS系统,包括输入输出单元、储能单元、过冲释放单元和过放补充电源,其特征在于:所述储能单元内设置有BMS控制单元、输入输出连接端、安全监控单元和蓄电池组,所述输入输出单元包括一个输入模块和一个输出模块,所述安全监控单元包括数据收集模块、执行模块、温度控制模块和湿度控制模块,所述输入输出单元与输入输出连接端电连接,所述BMS控制单元配置为储能单元的总控中心,所述安全控制单元与BMS控制单元信号连接,所述安全控制单元配置为储能单元的内部安全信息收集及反馈单元,所述过冲释放单元和过放补充电源均与蓄电池组连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述输入输出单元配置设置有一个可插拔连接的电连接端头,所述输入输出单元设置有一个可与所述插拔电连接端头相互配合连接的连接槽,所述输入输出单元内配置的输入模块与光伏发电装置的输出端连接,所述输入输出单元内配置的输出模块与用电线路连接。
3.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述输入输出连接端内配置有两个单独线路,两个所述单独的线路分别配置为电路的输入和输出线路,所述输入输出连接端内的输入线路上串联有输入电路保护组件,所述输入输出连接端的输出线路上串联有输出电路保护组件。
4.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述输入输出单元通过输入模块输入的电能通过输入电路保护组件输送至蓄电池组内留存,所述蓄电池组内的电能通过输入输出连接端内设置的输出电路保护组件进行变压后通过输入输出单元内的输出模块向用电线路内输送电能。
5.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述安全监控单元内的数据收集模块包括电压采集、电流采集、位置采集和其它参数采集,所述电压采集和电流采集分别配置为蓄电池组和输入、输出电压、电流检测,所述位置采集配置为储能单元自身及电池组位置定位。
6.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述安全控制单元内的执行模块包括电压调节、电流调节、位置报告和其它参数调节,所述电压调节和电流调节配置为蓄电池组及输入、输出电压、电流调节。
7.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述安全监控单元内的温度控制模块包括多个温度传感器、降温组件和升温组件,多个所述温度传感器分别设置于储能设备内的不同位置,所述降温组件和升温组件的主要工作端均设置于蓄电池组附近。
8.根据权利要求1所述的一种光伏储能BMS系统,其特征在于:所述安全监控单元内的湿度控制模块配置有多个湿度传感器和除湿器,多个所述湿度传感器分别设置于储能单元内的不同位置,多个所述除湿器随同湿度传感器设置于储能单元内的不同位置。
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