CN207352428U - 一种储能电站及其监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及储能电池监控技术领域，具体提供了一种储能电站及其监控系统，旨在解决如何降低储能电站对大规模不同类型电池进行集中监控所需的二次开发成本的技术问题。为此目的，本实用新型中监控系统包括主控制器和多个支路控制器。其中，各支路控制器分别与储能电站内的各电池控制模块通信连接；支路控制器，配置为监控对应的电池控制模块。主控制器与所有支路控制器通信连接。同时，本实用新型中的储能电站包括上述监控系统。本实用新型的技术方案，可以降低对大规模不同类型电池进行集中监控所需的二次开发成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能电池监控技术领域，具体涉及一种储能电站及其监控系统。
背景技术
目前，储能技术研究及产业发展十分迅速，国家储能电站项目建设加速。储能设备多采用电池储能技术，并采用蓄电池的梯次利用技术，使得蓄电池的利用率更高，投资回报率更高。
储能电站监控系统作为储能电站的中枢神经，是储能电站的重要组成部分。但是在储能电站中对梯次电池监控需求日益增大的情况下，储能电站扩容，以及不同品牌梯次电池的差异化都将会增大储能电站监控系统的二次开发成本，不利于实现梯次电池的有效利用和储能电站的可靠监控。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何实现降低储能电站对大规模不同类型电池进行集中监控所需的二次开发成本的技术问题，本实用新型提供了一种储能电站及其监控系统。
在第一方面，本实用新型中储能电站的监控系统包括主控制器和多个支路控制器；
所述各支路控制器分别与所述储能电站内的各电池控制模块通信连接；所述支路控制器，配置为监控对应的电池控制模块；
所述主控制器与所有支路控制器通信连接。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述监控系统还包括云端服务器；
所述云端服务器与一个或多个所述主控制器通信连接。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述各支路控制器与所述主控制器的通信协议相同；
所述支路控制器与电池控制模块的通信协议与该电池控制模块所监控的电池匹配。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述电池控制模块包括变流单元；
所述变流单元，配置为对所述储能电站内的电池进行充/放电。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述主控制器包括第一无线通信模块和/或第一有线通信模块；
所述支路控制器包括第二无线通信模块和/或第二有线通信模块；
其中，
所述第一无线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二无线通信模块进行信息交互；所述第一有线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二有线通信模块进行信息交互。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述第一有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块；
所述第二有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述第一无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块；
所述第二无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述第一有线通信模块通过EtherCAT总线分别与每个第二有线通信模块连接。
在第二方面，本实用新型中储能电站，包括监控系统，所述监控系统为上述技术方案所述的监控系统。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述储能电站还包括多个电池单元；所述电池单元包括一个或多个电池；其中，所述多个电池的通信协议相同；
所述监控系统内的各电池控制模块分别与所述各电池单元通信连接。
进一步地，本实用新型提供的一个优选技术方案为：
所述电池为未拆解且退役的电动汽车动力电池。
方案1、一种储能电站的监控系统，其特征在于，
所述监控系统包括主控制器和多个支路控制器；
所述各支路控制器分别与所述储能电站内的各电池控制模块通信连接；所述支路控制器，配置为监控对应的电池控制模块；
所述主控制器与所有支路控制器通信连接。
方案2、根据方案1所述的监控系统，其特征在于，
所述监控系统还包括云端服务器；
所述云端服务器与一个或多个所述主控制器通信连接。
方案3、根据方案1或2所述的监控系统，其特征在于，
所述各支路控制器与所述主控制器的通信协议相同；
所述支路控制器与电池控制模块的通信协议与该电池控制模块所监控的电池匹配。
方案4、根据方案3所述的监控系统，其特征在于，
所述电池控制模块包括变流单元；
所述变流单元，配置为对所述储能电站内的电池进行充/放电。
方案5、根据方案3所述的监控系统，其特征在于，
所述主控制器包括第一无线通信模块和/或第一有线通信模块；
所述支路控制器包括第二无线通信模块和/或第二有线通信模块；
其中，
所述第一无线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二无线通信模块进行信息交互；所述第一有线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二有线通信模块进行信息交互。
方案6、根据方案5所述的监控系统，其特征在于，
所述第一有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块；
所述第二有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块。
方案7、根据方案5所述的监控系统，其特征在于，
所述第一无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块；
所述第二无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块。
方案8、根据方案6所述的监控系统，其特征在于，
所述第一有线通信模块通过EtherCAT总线分别与每个第二有线通信模块连接。
方案9、一种储能电站，包括监控系统，其特征在于，所述监控系统为方案1-8任一项所述的监控系统。
方案10、根据方案9所述的储能电站，其特征在于，所述储能电站还包括多个电池单元；所述电池单元包括一个或多个电池；其中，所述多个电池的通信协议相同；
所述监控系统内的各电池控制模块分别与所述各电池单元通信连接。
方案11、根据方案10所述的储能电站，其特征在于，
所述电池为未拆解且退役的电动汽车动力电池。
与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：
1、本实用新型中监控系统包括网络层、站控层、间隔层和设备层共四层结构，采用间隔层隔离站控层与设备层的方式，可以在不影响站控层原有控制设计的情况下最大限度支持不同的设备层设备，同时，还可以降低监控系统对大规模不同类型电池进行集中监控所需的二次开发成本。
2、本实用新型中主控制器分别与多个支路控制器通信连接，当对不同类型电池进行集中监控时，只需增加与各类型电池的通信协议对应的支路控制器，而不需要对主控制器的控制程序进行改进。具体地，每个支路控制器按照对应电池的通信协议监测电池的运行信息，并向其发送控制指令，同时所有支路控制器采用统一的通信协议与主控制器进 行信息交互。综上所述，依据不同类型电池的通信协议增设与其匹配的支路控制器，即可实现主控制器对不同类型电池的监控，降低了主控制器的二次开发周期和成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例中储能电站的监控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。
目前，储能电站的监控系统主要采用控制器直接监控电池的监控方式，虽然这种监控方式具有网络结构简单和易于实现的优点，但是当储能电站扩容或对大规模不同类型电池进行集中监控时，势必会增大监控系统的二次开发成本。基于此，本实用新型提供了一种储能电站的监控系统，可以极大地降低监控系统的二次开发成本。
下面结合附图，对本实用新型提供的监控系统进行说明。
参阅附图1，图1示例性示出了本实施例中监控系统的结构。如图1所示，本实施例中储能电站的监控系统可以包括一个主控制器、一个云端服务器，以及支路控制器#1～支路控制器#N共N个支路控制器。
具体地，本实施例中每个支路控制器分别与储能电站内的一个电池控制模块通信连接。其中，支路控制器可以配置为监控与其连接的电池控制模块。例如，该支路控制器可以监测电池控制模块的运行状态，并向其发送预设的第一控制指令，使得电池控制模块可以执行第一控制指令所指示的动作。
本实施例中主控制器与所有支路控制器通信连接。其中，主控制器可以配置为监控所有支路控制器，以及每个支路控制器对应的电池控制模块。例如，该主控制器可以监测支路控制器的运行状态，并向其发送预设的第二控制指令，使得支路控制器可以执行第二控制指令所指示的动作。又例如，该主控制器可以通过支路控制器间接监测电池控 制模块的运行状态，并向支路控制器发送预设的第三控制指令，支路控制器依据该第三控制指令再向电池控制模块发送预设的第四控制指令，使得电池控制模块可以执行第四控制指令所指示的动作。
本实施例中云端服务器可以与一个主控制器通信连接，也可以与多个主控制器通信连接。其中，云端服务器可以配置为获取主控制器的监测信息，并向其发送控制指令。同时，由于每个储能电站均设置有一个主控制器，因此本实施例中云端服务器与多个主控制器通信连接时，可以实现对多个储能电站的远程监控。
进一步地，本实施例中各支路控制器与主控制器的通信协议均相同。同时，各支路控制器与各电池控制模块的通信协议，与各电池控制模块所监控的电池匹配。如图1所示，支路控制器#1～支路控制器#N与主控制器的通信协议均相同。支路控制器#1与电池控制模块#1的通信协议，与电池控制模块#1所监控的电池#1匹配。支路控制器#2与电池控制模块#2的通信协议，与电池控制模块#2所监控的电池#2匹配。支路控制器#N与电池控制模块#N的通信协议，与电池控制模块#N所监控的电池#N匹配。
当对不同类型电池进行集中监控时，只需增加与各类型电池的通信协议对应的支路控制器，而不需要对主控制器的控制程序进行改进。具体地，每个支路控制器按照对应电池的通信协议监测电池的运行信息，并向其发送控制指令，同时所有支路控制器采用统一的通信协议与主控制器进行信息交互。
进一步地，本实施例中电池控制模块可以包括变流单元。该变流单元可以配置为对储能电站内的电池进行充/放电控制。具体地，本实施例中变流单元可以采用DC/DC、AC/DC或DC/AC等常规的变流器或变流设备。其中，图1所示的监控系统包括变流单元#1～变流单元#N共N个变流单元，且变流单元#1～变流单元#N分别配置为控制电池#1～电池#N进行充/放电。同时，本实施例中电池控制模块还可以包括电池管理系统BMS。
进一步地，本实施例中主控制器可以包括第一无线通信模块和/或第一有线通信模块，支路控制器可以包括第二无线通信模块和/或第二有线通信模块。其中，第一无线通信模块可以配置为与所有支路控 制器的第二无线通信模块进行信息交互。第一有线通信模块可以配置为与所有支路控制器的第二有线通信模块进行信息交互。
具体地，本实施例中主控制器可以仅包括第一无线通信模块，且支路控制器也仅包括第二无线通信模块。进一步地，本实施例中主控制器可以仅包括第一有线通信模块，且支路控制器也仅包括第二有线通信模块。再进一步地，本实施例中主控制器可以同时包括第一无线通信模块和第一有线通信模块，且支路控制器仅包括第二无线通信模块。再进一步地，本实施例中主控制器可以同时包括第一无线通信模块和第一有线通信模块，且支路控制器仅包括第二有线通信模块。再进一步地，本实施例中主控制器可以仅包括第一无线通信模块，且支路控制器可以同时包括第二无线通信模块和第二有线通信模块。再进一步地，本实施例中主控制器可以仅包括第一有线通信模块，且支路控制器可以同时包括第二无线通信模块和第二有线通信模块。
本实施例中第一无线通信模块可以为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块。第二无线通信模块可以为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块。
本实施例中第一有线通信模块可以为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块。第二有线通信模块可以为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块。
在本实施例的一个优选实施方案中，图1所示的监控系统中主控制器通过EtherCAT总线分别与每个支路控制器连接。具体地，本实施例中主控制器作为EtherCAT通信主站，支路控制器#1～支路控制器#N分别作为EtherCAT通信从站#1～EtherCAT通信从站#N。
本实施例中云端服务器、主控制器、支路控制器和电池控制模块形成了监控系统的分布式结构，即网络层设备、站控层设备、间隔层设备和设备层设备。采用间隔层设备隔离站控层设备与设备层设备的方式，可以在不影响站控层设备原有控制设计的情况下最大限度支持不同的设备层设备。
基于上述监控系统的技术方案，本实用新型还提供了一种储能电站。具体地，本实施例中储能电站包括一个监控系统和多个电池单元。其中，监控系统采用上述监控系统实施例所述的监控系统。监控系 统内每个电池控制模块分别与一个电池单元通信连接，且电池控制模块可以配置为对电池单元内的电池进行充/放电，或运行状态监控。本实施例中电池单元包括一个或多个电池。其中，电池单元内的多个电池具有相同的通信协议，这些电池可以同时与对应的支路控制器进行信息交互。
在本实施例的一个优选实施方案中，电池单元内的电池为梯次电池。其中，梯次电池指的是未拆解且退役的电动汽车动力电池。具体地，梯次电池为电动汽车淘汰下来的动力电池，虽然这样的动力电池已经不再适合在电动汽车上使用，但能量贮存还处于额定容量的一定范围内，因此可以将其应用在其他领域。
本实施例中基于上述监控系统的分布式架构，可以最大限度地支持储能电站扩容，以及降低在扩容过程中监控系统的二次开发成本。
本领域技术人员可以理解，可以对实施例中系统的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个系统中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的PC来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本实用新型的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种储能电站的监控系统，其特征在于，
所述监控系统包括主控制器和多个支路控制器；
所述各支路控制器分别与所述储能电站内的各电池控制模块通信连接；所述支路控制器，配置为监控对应的电池控制模块；
所述主控制器与所有支路控制器通信连接。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，
所述监控系统还包括云端服务器；
所述云端服务器与一个或多个所述主控制器通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的监控系统，其特征在于，
所述各支路控制器与所述主控制器的通信协议相同；
所述支路控制器与电池控制模块的通信协议与该电池控制模块所监控的电池匹配。
4.根据权利要求3所述的监控系统，其特征在于，
所述电池控制模块包括变流单元；
所述变流单元，配置为对所述储能电站内的电池进行充/放电。
5.根据权利要求3所述的监控系统，其特征在于，
所述主控制器包括第一无线通信模块和/或第一有线通信模块；
所述支路控制器包括第二无线通信模块和/或第二有线通信模块；
其中，
所述第一无线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二无线通信模块进行信息交互；所述第一有线通信模块，配置为与所有支路控制器的第二有线通信模块进行信息交互。
6.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于，
所述第一有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块；
所述第二有线通信模块为基于百兆以太网或千兆以太网的通信模块。
7.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于，
所述第一无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块；
所述第二无线通信模块为基于3G网络、4G网络、5G网络、WiFi网络或ZigBee网络的通信模块。
8.根据权利要求6所述的监控系统，其特征在于，
所述第一有线通信模块通过EtherCAT总线分别与每个第二有线通信模块连接。
9.一种储能电站，包括监控系统，其特征在于，所述监控系统为权利要求1-8任一项所述的监控系统。
10.根据权利要求9所述的储能电站，其特征在于，所述储能电站还包括多个电池单元；所述电池单元包括一个或多个电池；其中，所述多个电池的通信协议相同；
所述监控系统内的各电池控制模块分别与各所述电池单元通信连接。
11.根据权利要求10所述的储能电站，其特征在于，
所述电池为未拆解且退役的电动汽车动力电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721086390.4U CN207352428U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种储能电站及其监控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201721086390.4U CN207352428U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种储能电站及其监控系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207352428U true CN207352428U (zh) | 2018-05-11 |
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| CN201721086390.4U Active CN207352428U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种储能电站及其监控系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207352428U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109450018A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-08 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 动力电池梯次利用的储能系统 |
| CN111142464A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 安徽星玛新能源有限公司 | 一种储能电站的监控安全系统 |
-
2017
- 2017-08-28 CN CN201721086390.4U patent/CN207352428U/zh active Active
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| CN109450018A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-08 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 动力电池梯次利用的储能系统 |
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