CN209104811U - 一种用户侧储能电站管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用户侧储能电站管理系统，储能电站包括有储能电池组，储能电池组用于给负载供电，所述管理系统包括有双向变流系统、电池管理系统和能源监控管理系统，双向变流系统连接分布式能源发电站和电网。本实用新型的用户侧储能电站管理系统，能够有效的储能电站管理进行管理，合理分配利用电网、分布式能源发电站、储能电池组三者的电能，节省用电成本，减少能源浪费，提高用电稳定性。

Description

一种用户侧储能电站管理系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种用户侧储能电站管理系统。

背景技术

随着社会的发展和人民生活水平的提高，电力需求日益增长。大多数用户对于电力的需求主要集中在白天的高峰时段，所以用户的用电成本较高。开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。分布式发电具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点。但风能、太阳能等清洁能源受环境影响较大，功率不稳定，致使传统电网无法使用造成能源浪费。为了解决上述问题，通过储能电站在用电低谷时将分布式电能存储起来，用电高峰时再供电，达到平衡电力负荷的目的。为了让储能设备实现功率补偿、满足功率平滑的需求，储能设备需要配备储能管理系统。

储能电站有效的提高区域能源系统和常规电力系统的效率，解决了可再生能源的间歇性和不稳定性。对于保障电网安全、提高可再生能源比例、提高能源利用效率、实现能源的可持续发展均具有重大的战略意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用户侧储能电站管理系统，所述储能电站包括有储能电池组，储能电池组用于给负载供电，所述管理系统包括有双向变流系统、电池管理系统和能源监控管理系统，双向变流系统连接分布式能源发电站和电网，

双向变流系统从分布式能源发电站获取电能，并将电能分配给电网、负载和储能电池组，或者从储能电池组中获取电能，并将电能输送给电网或负载，或者从电网中获取电能，并将电能输送给负载或者储能电池组，双向变流系统接受能源监控管理系统的监管；

电池管理系统用于对储能电池组进行过充、过放、短路保护，并实时监控储能电池组的状态信息，上传储能电池组及电池管理系统自身的状态信息至能源监控管理系统，接收能源监控管理系统的控制指令；

能源监控管理系统能够跟踪用户侧用电状态，结合电池管理系统反馈的储能电池组的状态信息以及分布式能源发电站的状态信息，控制双向变流系统，能源监控管理系统包括有数据接收模块，数据接收模块中采用ESAM安全芯片作为通信芯片，数据接收模块以SMV方式连接区域配电主站，并接收配网主站的GOOSE下行控制指令。

分布式能源发电站为光伏发电站或者风能发电站。

双向变流系统包括有变换器，变换器包括有单相 IGBT全桥电路、LC滤波器、直流侧开关、采样电路、驱动保护电路以及交流侧开关。

电池管理系统包括有通信单元、主电源管理单元、绝缘监测模块、后备电源模块以及连接储能电池组的电池采样电路，主电源管理单元中包括有时钟校对模块。

能源监控管理系统运行于ARM与DSP可编程设备之上，能源监控管理系还包括有系统显示模块、系统报警模块、系统控制模块。

本实用新型的工作原理是：分布式能源发电站电能充足且电网处于用电高峰时，能源监控管理系统控制双向变流系统将分布式能源发电站以最大功率向电网送电，并将分布式能源发电站中多余的电能存储在储能电池组中。当分布式发电不足时间时段，能源监控管理系统控制双向变流系统将存储在储能电池组中的电能，供给电网。在谷段电价时间段，能源监控管理系统控制双向变流系统从电网中获取电能，输送给储能电池组存储。在峰段电价时间段，将储能电池组中存储的电能输送给电网或者负载。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的用户侧储能电站管理系统，能够有效的储能电站管理进行管理，合理分配利用电网、分布式能源发电站、储能电池组三者的电能，节省用电成本，减少能源浪费，提高用电稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用户侧储能电站管理系统，所述储能电站包括有储能电池组4，储能电池组4用于给负载1供电，所述管理系统包括有双向变流系统3、电池管理系统5和能源监控管理系统7，双向变流系统3连接分布式能源发电站6和电网2，

双向变流系统3从分布式能源发电站6获取电能，并将电能分配给电网2、负载1和储能电池组4，或者从储能电池组4中获取电能，并将电能输送给电网2或负载1，或者从电网2中获取电能，并将电能输送给负载1或者储能电池组4，双向变流系统3接受能源监控管理系统7的监管；

电池管理系统5用于对储能电池组4进行过充、过放、短路保护，并实时监控储能电池组4的状态信息，上传储能电池组4及电池管理系统5自身的状态信息至能源监控管理系统7，接收能源监控管理系统7的控制指令；

能源监控管理系统7能够跟踪用户侧用电状态，结合电池管理系统5反馈的储能电池组4的状态信息以及分布式能源发电站6的状态信息，控制双向变流系统3，能源监控管理系统7包括有数据接收模块，数据接收模块中采用ESAM安全芯片作为通信芯片，数据接收模块以SMV方式连接区域配电主站，并接收配网主站的GOOSE下行控制指令。

分布式能源发电站6为光伏发电站或者风能发电站。

双向变流系统3采用DM642+CPLD全数字化控制，支持MODBUS、CAN、104、IEC61850等。硬件部分包括有变换器，变换器包括有单相 IGBT全桥电路、LC滤波器、直流侧开关、采样电路、驱动保护电路以及交流侧开关。通过双向逆变电路，将储能电池组4与光伏发电站或者风能发电站等相连接，接受能源监控管理系统7控制，进行分布式能源向储能、储能向交流负载1之间的电能转换。

电池管理系统5包括有通信单元、主电源管理单元、绝缘监测模块、后备电源模块以及连接储能电池组4的电池采样电路，主电源管理单元中包括有时钟校对模块。电池管理系统5支持CAN、基于485的Modbus、104等协议。电池管理系统5中包含电池采样电路，对电池组中电芯的电压、温度进行采样，并诊断是否有温度采样线、采样线是否短路、断线，将采集信息通过通信网络发送到管理单元。电池管理系统5控制内部主正继电器、主负继电器和预充继电器的通断，对电池荷电状态（SOC）,健康状态（SOH），充放电限制值，可放电量、可充电量进行估算。当电池管理系统5与双向变流系统3通信时，执行上下电命令。具有时钟校对模块的电池管理系统5，通过GPS校对时钟。

电池管理系统5对所监控管理的储能电池组4进行过充、过放、短路保护，实时监控储能电池组4的容量、电压、电流、电池温度、内阻信息。与能源监控管理系统7通信上传储能电池组4信息及自身状态信息，接收能源监控管理系统7控制指令，实现负载1、电网2、分布式能源发电站6与储能电池组4之间的电能变换。

能源监控管理系统7运行于ARM与DSP可编程设备之上，实时监测、显示、记录系统的工作状态，通过ARM的主逻辑控制，DSP芯片高速数字处理。能源监控管理系还包括有系统显示模块、系统报警模块、系统控制模块。能源监控管理系统7根据配置跟踪用户侧用电能耗，结合电池管理系统5的电池组容量、电压、电流、电池温度、内阻等信息，调控双向变流系统3，将储能电池组4中存储的电能输送给电网2。用户侧储能电站可以提高能源利用效率、提高电网2的稳定性、可靠性和电能质量，有效提高分布式能源接入电网2的比例。能源监控管理系统7具有简单的事件顺序记录功能（SOE）,可以供后续查阅、历史反演。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用户侧储能电站管理系统，所述储能电站包括有储能电池组，储能电池组用于给负载供电，其特征在于，所述管理系统包括有双向变流系统、电池管理系统和能源监控管理系统，双向变流系统连接分布式能源发电站和电网，

双向变流系统从分布式能源发电站获取电能，并将电能分配给电网、负载和储能电池组，或者从储能电池组中获取电能，并将电能输送给电网或负载，或者从电网中获取电能，并将电能输送给负载或者储能电池组，双向变流系统接受能源监控管理系统的监管；

电池管理系统用于对储能电池组进行过充、过放、短路保护，并实时监控储能电池组的状态信息，上传储能电池组及电池管理系统自身的状态信息至能源监控管理系统，接收能源监控管理系统的控制指令；

能源监控管理系统能够跟踪用户侧用电状态，结合电池管理系统反馈的储能电池组的状态信息以及分布式能源发电站的状态信息，控制双向变流系统，能源监控管理系统包括有数据接收模块，数据接收模块中采用ESAM安全芯片作为通信芯片，数据接收模块以SMV方式连接区域配电主站，并接收配网主站的GOOSE下行控制指令。

2.如权利要求1所述的用户侧储能电站管理系统，其特征在于，所述分布式能源发电站为光伏发电站或者风能发电站。

3.如权利要求1所述的用户侧储能电站管理系统，其特征在于，所述双向变流系统包括有变换器，变换器包括有单相 IGBT全桥电路、LC滤波器、直流侧开关、采样电路、驱动保护电路以及交流侧开关。

4.如权利要求1所述的用户侧储能电站管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括有通信单元、主电源管理单元、绝缘监测模块、后备电源模块以及连接储能电池组的电池采样电路，主电源管理单元中包括有时钟校对模块。

5.如权利要求1所述的用户侧储能电站管理系统，其特征在于，所述能源监控管理系统运行于ARM与DSP可编程设备之上，能源监控管理系还包括有系统显示模块、系统报警模块、系统控制模块。