CN116667469A - 电源与储能电池组网的管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电源与储能电池组网的管理系统，包括：多组储能电池、站点控制单元SCU和集中监控单元CSU，其中，所述多组储能电池，组成一个或多个电池簇，每个所述电池簇通过RS485接口与所述SCU连接；所述CSU，用于对电源进行管理，通过北向接口与所述SCU连接，以将电源数据发送至所述SCU；所述SCU，用于对所述多组储能电池进行电池管理，通过南向接口与CSU连接，以获取所述CSU的电源数据，通过以太网接口与网管系统连接，以将所述多组储能电池的电池数据和所述电源数据发送至所述网管系统以及收来自所述网管系统的指令。在本发明实施例中，由电源控制单元CSU负责电源管理业务，由站点控制单元SCU负责电池管理业务，因此，实现了电源管理与电池管理解耦，从而解决了电源和电池版本耦合的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池储能领域，具体而言，涉及一种电源与储能电池组网的管理系统及方法。
背景技术
随着5G的大规模新建及双碳背景下“铅退锂进”的大趋势，通信储能锂电池的装机规模日益扩大，超多组锂电池并机场景市场需求急速增长。针对锂电池并机场景，常见的方法是锂电池通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线和RS485总线进行并联，同时电源通过RS485与电池组接入同一总线，由电源对电池进行管理。但此方法要求电源除了实现电源业务外，还需要能够对接管理锂电池，造成电源业务与电池业务的强耦合。由于当前锂电池厂家众多，在协议定义上也没有统一标准，导致电源不得不兼容众多的锂电池型号，产生大量定制版本，造成电源版本爆炸。除此以外，由于存在信号衰减，RS485主从并机数目不能超过32组，因此这种并机组网结构可以支持的锂电池最大数目为32组，难以满足当前大规模组网要求。一种改进思路是扩展电源的接入口或增加外置串口中继器等设备，增强电源设备的接入能力，但电源自身受限于其标准形态，接入能力扩展非常有限；无法支撑大规模锂电池组网需求；外置中继器等方案由于在电源侧无法做到并行管理，效率难以达到电池管理要求；此外，上述改进思路未能解决电源与电池业务耦合问题，对电源的影响仍非常大。另一种思路是借助站点采集器设备，将电池与电源均接入采集器，这种思路解决了电池大规模组网问题；但由于采集器的主要用途为站点接入，无电池均流等基本业务，需要进行软件定制；此外，站点采集器的成本通常远高于电源，在只有较少电池时成本竞争力不足。
从上述分析可知，对于通信储能与通信电源的组网关键在于解决超过32组的大规模通信储能电池组网及解决电源与电池业务解耦的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种电源与储能电池组网的管理系统及方法，以至少解决相关技术中电源与电池业务解耦的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种电源与储能电池组网的管理系统，包括：多组储能电池、站点控制单元(Site Control Unit，SCU)和集中监控单元(CentralSupervision Unit，CSU)，其中，所述多组储能电池，组成一个或多个电池簇，每个所述电池簇通过RS485接口与所述SCU连接；所述CSU，用于对电源进行管理，通过北向接口与所述SCU连接，以将电源数据发送至所述SCU；所述SCU，用于对所述多组储能电池进行电池管理，通过南向接口与CSU连接，以获取所述CSU的电源数据，通过以太网接口与网管系统连接，以将所述多组储能电池的电池数据和所述电源数据发送至所述网管系统以及收来自所述网管系统的指令。
在一个示例性实施例中，每个电池簇内包括一组主储能电池和一组或多组从储能电池，每个电池簇内的各组储能电池之间通过第一路CAN链路连接，用于电池簇内的各组储能电池的均流，每个电池簇的主储能电池之间通过第二路CAN链路连接，用于电池簇间的各组储能电池的均流。
在一个示例性实施例中，在所述电池簇为一个的情况下，所述SCU软件运行在所述CSU的硬件上，并通过进程间Socket获取所述CSU的所述电源数据，在所述电池簇为多个的情况下所述SCU运行在独立硬件上，通过网络Socket获取所述CSU的所述电源数据。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种电源与储能电池组网的管理方法，该方法应用于上述实施例的系统，以提供一种CSU与SCU之间的通信机制，该管理方法包括：在所述CSU启动时，检查所述CSU是否有SCU配置标记；在所述CSU具有所述SCU配置标记的情况下，所述CSU启动自身北向传输进程，并采用网络Socket将电源数据传递到SCU；在所述CSU不具有SCU配置标记的情况下，所述CSU启动SCU进程，所述SCU与所述CSU均运行在电源硬件上，所述SCU启动后由所述CSU进行统一管理。
根据本发明的另一个实施例，还提供了一种电源与储能电池组网的管理方法，该方法应用于上述实施例的系统，该管理方法包括：每个所述储能电池在上电时，默认预设的初始地址，并采用广播方式在其所在的电池簇的第一路CAN链路上发送地址竞争消息；根据是否收到其他储能电池对所述地址竞争消息进行回应的情况，确定待定主储能电池；检查所述待定主储能电池从其它电池簇收到的数据帧，根据所述数据帧中是否包含第二CAN链路信息，确定所述待定主储能电池是否为最终主储能电池。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在本发明的上述实施例中，由电源控制单元CSU负责电源管理业务，由站点控制单元SCU负责电池管理业务，因此，实现了电源管理与电池管理解耦，从而解决了电源和电池版本耦合的问题。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电源和储能电池组网场景示意图；
图2是根据本发明实施例的SCU的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的通信电源和通信储能组网场景示意图；
图4是根据本发明实施例的多簇电池并机与通信电源组网示意图；
图5是根据本发明实施例的单簇电池并机与通信电源组网示意图；
图6是根据本发明实施例的CSU与SCU通信流程图；
图7是根据本发明实施例的储能电池内部地址竞争流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
为了克服目前通信储能组网方案的不足，解决传统方案中通信电源电池接入管理能力有限不能满足储能电池大规模组网需求的技术问题，以及缓解电源业务与电池业务耦合造成电源版本众多、难以快速支撑客户新增电池业务等难题。本发明如下实施例提供了一种通信电源、储能电池、SCU实现电源业务与电池业务解耦及大规模接入，通过SCU与CSU软硬件设计及Socket设计实现低成本低资源完成各种容量电池灵活组网。整体方案具备灵活、扩展性好、便于部署，成本低的显著优势。
在本实施例中提供了一种电源与储能电池组网的管理系统，图1是根据本发明实施例的的系统结构示意图，如图1所示，该管理系统包括：多组储能电池、站点控制单元SCU和集中监控单元CSU，其中，所述多组储能电池，组成一个或多个电池簇，每个所述电池簇通过一个RS485接口与所述SCU连接；所述CSU，用于对电源进行管理，通过北向接口与所述SCU连接，以将电源数据发送至所述SCU；所述SCU，用于对所述多组储能电池进行电池管理，通过南向接口与CSU连接，以获取所述CSU的电源数据，通过以太网接口与网管系统连接，以将所述多组储能电池的电池数据和所述电源数据发送至所述网管系统以及收来自所述网管系统的指令。
在上述实施例中，每个电池簇通过一个RS485接口与所述SCU连接，电池簇与RS485接口的数目相同。
在一个示例性实施例中，每个电池簇内包括一组主储能电池和一组或多组从储能电池，每个电池簇内的各组储能电池之间通过第一路CAN链路连接，用于电池簇内的各组储能电池的均流，每个电池簇的主储能电池之间通过第二路CAN链路连接，用于电池簇间的各组储能电池的均流。
在一个示例性实施例中，所述SCU包括：电池系统管理单元(Battery SystemManagement Unit，BSMU)，用于对所述多组储能电池进行管理，并获取所述多组储能电池的电池数据；动环监控单元(Field Supervision Unit，FSU)，用于对所述电源数据和所述电池数据进行汇总；站点网关(Site Gateway，SGW)，用于将汇总后的所述电池数据和电源数据发送至所述网管系统，以及接收来自所述网管系统的指令。
在一个示例性实施例中，所述BSMU采用多线程并行管理，线程数与所述电池簇接入所述SCU的RS485接口数相同，每一个线程负责连接到RS485接口的一个电池簇的接入及管理。
在一个示例性实施例中，所述电源数据由所述CSU通过套接字Socket接入所述SCU的所述FSU，所述电池数据由所述BSMU通过共享内存传递到所述FSU。
在一个示例性实施例中，在所述电池簇为一个的情况下，所述SCU软件运行在所述CSU的硬件上，并通过进程间Socket获取所述CSU的所述电源数据，在所述电池簇为多个的情况下所述SCU运行在独立硬件上，通过网络Socket获取所述CSU的所述电源数据。
本发明实施例还提供了一种通信电源和通信储能并机组网的管理系统。本实施例应用于通信电源和多组储能电池连接的场景，可以支持电源和32组锂电池组网场景和超多组电池并机场景。可应用与通信基站、核心机房、汇聚机房及变电站等场景。
如图2所示，本实施例的管理系统包括多组通信储能电池(包括电池包与电池管理单元BMS)、配套通信电源控制单元CSU、一个站点控制单元SCU、网管系统EDM等子部件。各子部件之间通过CAN、RS485、以太网等通信方式进行组网，实现各层之间的信息流，并实现通信电源与通信储能电池的并机组网及管理。其中通信储能电池增加CAN2选配，通过地址竞争使得配置CAN2的电池成为主机，依靠主机交互完成簇间均流；电源CSU将储能电池管理业务进行剥离只负责电源相关业务，其中电池的均流功能转由通信储能电池完成，电池数据管理业务由SCU完成；SCU包括硬件及软件，硬件除处理器外配置N路RS485口用于与多簇电池进行对接及一个用于南向采集的以太网口用于与SCU交互。SCU软件划分为SBMU、FSU、GW三个模块分别执行电池管理、电源电池信息汇总、SCU数据上送网管功能。
具体地，BSMU负责完成通信储能电池管理业务，采用多线程运作。FSU负责完成电源业务和电池业务的对接，与CSU对接采用网络Socket或进程间Socket。SGW负责与网管连接，进行电源数据和电池数据上送，以及网管命令的下发。
CSU增加或复用北向以太网口实现CSU数据可以通过网络Socekt上送到SCU。CSU实现进程间Socket与网络Socket，实现在不同场景下CSU与SCU数据传输的兼容。在单簇电池场景下SCU软件运行在CSU硬件上并通过进程间Socket获取CSU数据，在多簇电池场景下SCU运行在独立硬件上，通过网络Socket获取CSU数据。
本实施例涉及电源管理与电池管理解耦技术、超多组通信储能组网技术、储能电池簇间均流等技术方案，下面对其中涉及的技术方案进行描述。
在本实施例提供的技术方案中，实现将通信电源的电源管理业务与电池管理业务解耦合，其中电池多组并机组网及电池数据管理由SCU完成，电源与电池数据的融合及上送网管由CSU与SCU共同完成，电池均流业务由储能电池完成。
在本实施例中SCU在硬件上包含M路RS485口用于储能电池接入，每一个RS485口可以作为一簇通信储能电池接入，除此以外还可以包含若干扩展串口用于扩展接入能力；此外，SCU还可以包括一个南向以太网口用于与CSU交互获取电源数据以及一个北向以太网口用于与网管EDM交互。
如图3所示，在本实施例中，SCU功能上由三个组件构成：BSMU负责储能电池业务管理、FSU负责电池与电源的接入及其他扩展接入、SGW负责将数据上送网络应用层及接收网络应用层指令，各部分设计如下：
(1)BSMU采用多线程并行管理，线程数与储能电池接入的RS485接口数一致，每一个线程负责管理连接到RS485接口的一个电池簇接入及管理；
(2)电源数据由CSU通过Socket接入SCU的FSU模块，电池数据则由BSMU则通过共享内存传递到FSU。由此在FSU层完成电源数据与电池数据聚合；
(3)SGW采用同一链路将FSU汇总完成的电源及电池数据完整传递到EDM网管，完全兼容原EDM结构。
本发明中CSU承担电源管理业务而将电池数据管理及电池均流业务转移到SCU及储能电池，电源管理业务CSU和电池管理业务BSMU在物理上是隔离的，从而实现电源与电池管理业务的解耦。电源增加或复用北向以太网口用于连接SCU实体。电源自身数据(如整流器、铅酸电池等)由CSU采用Socket传递到SCU汇总后传递到EDM。
在本实施例中，CSU与SCU的交互可采用如下方式：
如图4所示，对于多簇电池接入场景，配置SCU硬件实体，通过SCU上的RS485串口进行通信储能电池数据交互，CSU通过网络Socket与SCU进行数据交互；
如图5所示，对于单簇电池接入场景，不配置SCU硬件实体，将SCU软件部署在CSU硬件上，SCU软件通过CSU的南向串口进行通信储能电池数据交互，CSU与SCU通过进程间Socket进行数据交互。
在本实施例中，CSU可包含SCU配备标记，并通过标记确定CSU采用网络Socket或者进程间Socket,以实现CSU及SCU在单簇场景及多簇场景的兼容。
如图6所示，CSU利用网络Socket及进程Socket实现单簇电池与多簇电池场景兼容的步骤如下：
步骤S601：CSU软件启动；
步骤S602：检查CSU是否有SCU配置标记；
步骤S603，若CSU含有SCU配置标记，则说明系统配置SCU硬件，CSU启动自身北向传输进程，并采用网络Socket将电源数据传递到SCU；
步骤S604：若CSU不含SCU配置标记，则说明系统未配置SCU硬件，则CSU启动SCU进程，SCU与CSU均运行在电源硬件上，SCU启动后纳入CSU的统一管理；
步骤S605：将SCU进程注册到CSU系统管理进程；
步骤S606：CSU启动自身北向传输进程，采用进程间Socket与SCU软件中的相关组件进行通信；
步骤S607：在步骤S604基础上，CSU通过心跳消息检查SCU运行是否正常；
步骤S608，若检测不到SCU心跳，则CSU会尝试重启SCU进程；
步骤S609：若多次尝试SCU均无法恢复正常，则CSU产生SCU功能异常告警并接管SCU中的网管参数，由CSU北向传输进程直接向网管进行电源基本数据传输。
在本实施例中通信储能电池均配置两路RS485接口与一路CAN接口(CAN1)；在此配置基础上每簇再选择一个电池配置第二路CAN接口(CAN2)。单簇电池通过地址竞争完成地址分配，确定主从机。从机的RS485用于电池簇并联，主机的一路RS485用于并机，一路RS485连接SCU的一路串口用于电池簇数据交互。在单簇内主从机通过CAN1进行簇内均流；对于簇间均流则由各簇主机完成，其均流方法与簇内均流方法相同。电池均流技术为业界通用方法，在此不作详述。
本发明实施例还提供了一种电池地址竞争技术，以保证配置CAN2的电池竞争为电池簇主机。如图7所示，具体步骤如下：
步骤S701:电池上电，默认地址为1，采用广播方式在电池簇CAN1链路上主动发送例如3次地址竞争命令；
步骤S702:判断是否收到对地址竞争的回应，如果无回应，则执行步骤S703，如果有回应，则执行步骤S704；
步骤S703：如果无回应，维持当前地址；
步骤S704:如果有回应，则电池地址在当前地址基础上加1，重新发送3次地址竞争命令；
步骤S705:在步骤S702的基础上做进一步判断电池地址是否为1,；
步骤S706，若电池地址为1，则此电池作为待定主机，处理主机竞争信息；
步骤S707:处理地址竞争信息，检查收到的数据帧中是否包含CAN2信息，若收到的数据帧中不包含CAN2信息，则电池地址维持不变；若收到的数据帧中包含CAN2信息，则说明带有CAN2的电池在竞争主机，因此本电池地址加1，重新发送3次地址竞争命令。
通过上述步骤，电池簇中带有CAN2的电池竞争成为主机，各簇主机通过CAN2完成簇间均流，并通过CAN1完成簇内均流。由此实现将通信储能电池的均流业务由CSU转移到储能电池装置。
在本发明的上述实施例中，在多组储能电池并机场景中会增加SCU设备改变传统的电源配置，可以满足电源利旧而扩展电池容量，适应用户更多需求场景。此外，SCU多线程管理多簇电池可以大大提升电池管理效率，数据的实时性更高，管理更加精细化，可以带来用户体验的有效提升。同时，储能电池构成独立储能平面，均流效率更高，极端场景在控制平面损坏的情况下，电池工作依旧可以不受影响，客户感知明显。
为了便于对本发明上述实施例所提供的技术方案的进一步理解，下面将结合具体场景实施例进行详述描述。
实施例1
在本实施例中提供从最小10组到最大120组的通信储能锂电池，搭配不同容量的整流器或光伏插箱，构成多种配置的通信电源系统，应用于其核心机房、汇聚机房等多种场景，以满足多个站点的基站用电和备电需求。
为了便于对通信电源系统进行远程管理及维护，要求电源系统接入网管，但受限于有限的IP资源，每个站点的电源系统(含电源及电池)仅使用一个IP资源。
本实施实例采用SCU设备(例如，配置：6路南向RS485口、1路南向网口、1路北向网口)解决120组电池并机组网及电源业务与电池管理业务解耦合问题。为了解决上述问题，根据本发明设计思路，提供设计态及运行态实施步骤。
设计态实施步骤：
S1：分析待组网的站点电源及电池的配置，确定组网设计方案。基于目前电池柜的设计，单电池柜容纳的电池最大组数为10组，因此将本实施案例中的电池划分为12个电池柜中。为了便于现场电池信号线连接及后续维护工作，需尽量保证同一机柜的电池接入在一个RS485总线上，同时尽量利用SCU的并行处理能力提升电池数据处理效率。因此将2个电池柜的20组电池接入到一路RS485总线上。即：120组电池最终接入到SCU的6路RS485口，电源CSU通过南向以太网口接入SCU，SCU通过北向以太网口接入网管。
S2：CSU设计及部署：
CSU包括电源业务管理以及与SCU交互两部分业务，将传统电源中通信储能电池的均流及数据管理业务分别转移到SCU和储能电池装置；CSU南向RS485口不做储能电池接入从物理上即实现电源与电池业务管理的解耦。CSU软件完成电源信息(如直流配电、交流配电、整流器等)及电源直属的铅酸电池信息采集；CSU通过网络Socket将采集的数据传递给SCU，传输协议复用电源原始的北向协议1104协议。
S3:SCU设计及部署：
SCU包含6路南向RS485接口、一路南向以太网口、一路北向以太网口。SCU软件部分由三部分组成：BSMU、FSU、SGW。BSMU包括6个子线程，分别从6个RS485口获取接入的储能电池数据；BSMU与通信储能电池采用modbus协议进行交互；BSMU的每个子线程采用轮询方式轮询获取地址1-地址32的电池信息依次获得接入的20组电池信息，并存入共享内存。FSU与CSU通过网络Socket进行交互，通过解析1104协议获取到电源相关信息，并从共享内存中读取SBMU获取到的电池储能信息，FSU将获取到的电源及储能电池数据进行汇集，得到完整的电源系统数据。SGW包括北向网管连接参数及网管响应功能业务，将FSU汇集的电源及电池数据通过北向以太网口传递到网管系统，本实例采用SNMP V3协议。
S4：储能电池设计及部署：
本实例储能电池共120组，将20组电池接入一路RS485总线作为一簇。每组电池均配置两路RS485及一路CAN(CAN1),每20组电池选择一组配置第二路CAN(CAN2)。通过CAN1及RS485将簇内的20电池进行并联，并通过R485接入SCU的一路南向RS485口；通过CAN2将6簇电池的主机并联。采用地址竞争方法实现配置CAN2的电池成为各簇主机(详见实施例3)。分别使用CAN1和CAN2实现簇内均流及簇间均流，储能电池与SCU数据传输采用modbus协议。
运行态实施步骤：
S5：按照设计态设计完成系统软硬件部署。
S6：储能系统启动及均流：储能系统启动，通过地址竞争确定各簇内电池的地址及主机，启动均流业务，并启动数据响应流程接受SCU的指令进行响应；
S7：CSU启动：CSU启动开始进行电源相关业务。CSU检查SCU配置标记检查系统是否配置SCU。本实例中，系统配置了SCU硬件实体，则CSU判断有SCU配置，则启动CSU北向进程，进入网络Socket响应流程，等待SCU指令及并进行响应；
S8：SCU启动：SCU启动，BSMU、FSU、SGW随之启动，完成共享SBMU、FSU、SGW的共享内存映射。BSMU启动6个子线程，6个子线程并行按照地址1-32轮询发送modus指令并根据响应结果解析储能电池数据存入共享内存。FSU采用网络Socket与CSU建链，并发送1104指令并根据响应结果解析得到电源相关数据存入共享内存。SGW接收网管SNMP V3指令并根据指令内容从共享内存中获取电源及电池数据并封装为相应协议格式响应网管指令。
实施例2
在上述实施例1主要以某运营商120组场景为例描述超多组电池并机组网及电源与电池业务解耦技术的实施方式。在实施例1中，电源与电池从软硬件上都是完全隔离的，以此实现电源业务与电池业务的完全解耦。
本实例在实施例1的基础上对CSU的设计做进一步补充，详细描述CSU在单簇电池和多簇电池场景下实现电源与电池解耦方案的兼容性设计实施方式。本实施实例主要步骤如下：
设计态实施步骤：
S1：CSU硬件设计：CSU的硬件主体原电源管理单元硬件。本发明要求CSU必须必备以太网口，如原电源硬件含有北向以太网口则复用此网口用于与SCU通信；若电源不含北向以太网口，则电源增加北向以太网口。
S2：CSU软件设计：CSU包括电源管理业务部件用于电源相关业务管理、北向传输部件用于将电源数据传递到SCU、进程管理业务用于管理CSU运行进程保证CSU上运行的各进程正常运行。北向传输部件统一采用Socket与SCU进行连接交互，本实例中均采用1104协议进行数据传输，从而实现在多簇电池组网及单簇电池组网时的方案兼容。其中，在单簇电池组网时，SCU软件部署在CSU硬件上，CSU与SCU交互方式为进程间Socket；在多簇电池组网时，SCU软件部署在SCU硬件上，CSU与SCU交互方式为网络Socket。两种场景通过CSU上的SCU配置标记进行区分，在运行时进行判断。
运行态设实施步骤：
S3:CSU启动，CSU启动开始进行电源相关业务。
S4:CSU检查SCU配置标记判断系统是否配置SCU；若检测系统未配置SCU则跳转S5，若配置SCU实体，则跳转S12。
S5:若CSU不含SCU配置标记，则说明系统未配置SCU硬件，则CSU启动SCU进程，SCU与CSU均运行在电源硬件上，SCU启动后纳入CSU的统一管理；
S6:在S5基础上，CSU启动自身北向传输进程，并采用进程间Socket与SCU软件中的相关组件进行通信，等待接收SCU发送1104指令，并根据指令内容获取电源数据并相应。
S7：CSU进程管理模块通过心跳消息检查SCU运行是否正常；若检测不到SCU心跳，则CSU会尝试重启SCU进程；若SCU无法重启，则跳转S8。
S8：若多次尝试SCU均无法恢复正常，则CSU产生SCU功能异常告警并接管SCU中的网管参数，由CSU北向传输进程直接向网管进行电源基本数据传输。
S9:SCU子部件SBMU启动一个子线程通过CSU硬件的RS485口进行储能电池管理。发送modbus指令依次轮询地址1-32，获取储能电池数据存入共享内存。
S10:SCU子部件FSU通过进程间Socket与CSU进程进行通讯，发送1104指令向CSU获取电源数据解析后存入共享内存，从而实现电源及电池数据的汇集。
S11：SCU子部件解析网管参数，与网管建立连接，并接收网管指令获取电源及电池数据响应网管需求。
S12：根据S4结果，若检测系统配置了SCU实体，则CSU不启动SCU进程；CSU启动北向传输进程，采用网络Socket与SCU实体进行通信。CSU等待接收SCU下发的1104指令并进行响应。
通过上述步骤，CSU通过Socket设计实现CSU与SCU交互统一以满足单簇与多簇场景方案兼容，并实现电池业务从CSU转移到SCU。
实施例3
上述实施例1主要描述了利用CSU、SCU、储能电池实现电源与电池业务解耦以及超多组储能电池接入的整体方案。实施例2主要补充了CSU利用Socket设计解决单簇电池与超多组电池接入方案兼容技术的实施方法。
本实例在前两个实例的基础上补充储能电池整体均流实施方式。实施例背景参考实施例1，仍以120组电池为例，实施方法如下：
设计态实施步骤：
S1：每组电池均配置两路RS485及一路CAN(CAN1)，CAN1和RS485用于簇内电池并机。
S2：在每一簇中选择一组电池配置第二路CAN(CAN2)作为主机，用于簇间电池并机。
运行态实施步骤：
S3：电池组上电，默认地址为1，采用广播方式在电池簇CAN1链路上主动发送3次地址竞争命令。
S4:对S3的结果进行判断，若无回应，则维持当前地址，此时若电池地址为1，则此电池作为待定主机，电池处理主机竞争信息；若有回应，则电池地址在当前地址基础上加1，重新发送3次地址竞争命令。
S5:待定主机处理主机竞争消息，检查收到的数据帧中是否包含CAN2信息；若收到的竞争消息数据帧中不包含CAN2信息，则电池地址维持不变；若收到的数据帧中包含CAN2信息，则电池地址加1，重新发送3次地址竞争命令。
S6:通过S3-S5电池至各电池均不再发生地址竞争命令，则储能电池完成地址分配，并实现带有CAN2的电池成为各簇主机。
S7:每簇电池通过CAN1链路广播均流指令进行簇内电池均流。
S8:各簇电池的主机通过CAN2链路广播均流指令实现各电池主机均流。
通过本实施实例所有储能电池完成均流业务，从而将电池均流业务从传统电源转移到储能电池，有利于实现电源与电池业务的解耦并提升储能电池的安全性及可靠性。由于储能电池与电源是解耦的，因此即使是对接第三方电源或其他设备，本实施提供的技术方案同样适用。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的技术方案可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件加必需的通用硬件平台的形式体现出来，该软件可以存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明上述实施例的各部件的功能。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种电源与储能电池组网的管理系统，其特征在于，包括：多组储能电池、站点控制单元SCU和集中监控单元CSU，其中，
所述多组储能电池，组成一个或多个电池簇，每个所述电池簇通过RS485接口与所述SCU连接；
所述CSU，用于对电源进行管理，通过北向接口与所述SCU连接，以将电源数据发送至所述SCU；
所述SCU，用于对所述多组储能电池进行电池管理，通过南向接口与CSU连接，以获取所述CSU的电源数据，通过以太网接口与网管系统连接，以将所述多组储能电池的电池数据和所述电源数据发送至所述网管系统以及收来自所述网管系统的指令。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，每个电池簇内包括一组主储能电池和一组或多组从储能电池，每个电池簇内的各组储能电池之间通过第一路控制器局域网络CAN链路连接，用于电池簇内的各组储能电池的均流，每个电池簇的主储能电池之间通过第二路CAN链路连接，用于电池簇间的各组储能电池的均流。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SCU包括：
电池系统管理单元BSMU，用于对所述多组储能电池进行管理，并获取所述多组储能电池的电池数据；
动环监控单元FSU，用于对所述电源数据和所述电池数据进行汇总；
站点网关SGW，用于将汇总后的所述电池数据和电源数据发送至所述网管系统，以及接收来自所述网管系统的指令。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述BSMU采用多线程并行管理，线程数与所述电池簇接入所述SCU的RS485接口数相同，每一个线程负责连接到RS485接口的一个电池簇的接入及管理。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述电源数据由所述CSU通过套接字Socket接入所述SCU的所述FSU，所述电池数据由所述BSMU通过共享内存传递到所述FSU。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，在所述电池簇为一个的情况下，所述SCU软件运行在所述CSU的硬件上，并通过进程间套接字Socket获取所述CSU的所述电源数据，在所述电池簇为多个的情况下所述SCU运行在独立硬件上，通过网络Socket获取所述CSU的所述电源数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，每个所述电池簇通过一个RS485接口与所述SCU连接，所述电池簇与所述RS485接口的数目相同。
8.一种电源与储能电池组网的管理方法，应用于权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，包括：
在所述CSU启动时，检查所述CSU是否有SCU配置标记；
在所述CSU具有所述SCU配置标记的情况下，所述CSU启动自身北向传输进程，并采用网络Socket将电源数据传递到SCU；
在所述CSU不具有SCU配置标记的情况下，所述CSU启动SCU进程，所述SCU与所述CSU均运行在电源硬件上，所述SCU启动后由所述CSU进行统一管理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述CSU不具有SCU配置标记的情况下，所述CSU启动SCU进程，包括：
所述CSU启动自身北向传输进程，并采用进程间Socket与SCU软件中的相关组件进行通信。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
所述CSU通过心跳消息检查SCU运行是否正常，在检测不到所述SCU心跳消息的情况下，所述CSU重启SCU进程；
在重启所述SCU进程失败的情况下，所述CSU产生SCU功能异常告警，并由所述CSU北向传输进程直接向所述网络管理系统发送电源数据。
11.一种电源与储能电池组网的管理方法，应用于权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，包括：
每个所述储能电池在上电时，默认预设的初始地址，并采用广播方式在其所在的电池簇的第一路CAN链路上发送地址竞争消息；
根据是否收到其他储能电池对所述地址竞争消息进行回应的情况，确定待定主储能电池；
检查所述待定主储能电池从其它电池簇收到的数据帧，根据所述数据帧中是否包含第二CAN链路信息，确定所述待定主储能电池是否为最终主储能电池。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据是否收到其他储能电池对所述地址竞争消息进行回应的情况，来确定待定主储能电池，包括：
在收到其他储能电池对所述地址竞争消息进行回应的情况下，将该储能电池的当前地址加上一个预设值，并重新广播所述竞争消息；
在未收到其他储能电池对所述地址竞争消息进行回应的情况下，维持该储能电池的当前的所述第一地址，并将该储能电池确定为待定主储能电池。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述数据帧中是否包含第二CAN链路信息，确定所述待定主储能电池是否为最终主储能电池，包括：
在所述数据帧中包含第二CAN链路信息的情况下，将所述待定主储能电池的当前地址加上一个预设值，并重新广播所述竞争消息；
在所述数据帧中未包含第二CAN链路信息，并且所述待定主储能电池的当前地址为所述初始地址的情况下，确定所述主储能电池为最终主储能电池。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述权利要求8至10任一项中所述的方法的步骤，或者实现权利要求11-13任一项中所述的方法的步骤。
15.一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求8至10任一项中所述的方法的步骤，或者实现权利要求11-13任一项中所述的方法的步骤。
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