CN211404675U - 一种集成式储能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式储能控制系统，包括电池健康状态采集模块、双向逆变转换模块、数据控制模块、保护模块和执行模块、工控机模块和信号交汇模块，工控机模块电连接数据控制模块及信号交汇模块，信号交汇模块用于采集用于用电数据、消防信号数据等，工控机模块综合消防信号数据、用户用电数据及电池组的健康状态来控制双向逆变模块和保护模块、执行模块的动作。实现了BMS、PCS和EMS的功能的同时节省了空间，提高了储能系统的执行命令的响应速度；增强系统的集控能力，提高控制系统的响应执行能力，可以实现毫秒级响应切换，集成度高，在不增加其他设备的前提下实现无缝切换功能，节约储能系统的空间利用率，节约了高压箱等设备成本。

Description

一种集成式储能控制系统

技术领域

本实用新型涉及电池储能领域，尤其涉及一种集成式储能控制系统。

背景技术

电池储能系统是由电池管理系统和多个电池组组合而成。

电池组由专业的电池生产商提供，为了确保出厂的电池组的安全，一般电池组出厂时自带BMS电池管理系统，对电池组的健康状态进行管理，控制单个电池组输出的通断；

而电池储能系统一般是由能源企业运营，一个电池储能系统包括若干个电池组，为了确保所有的电池组的协同工作，确保电池储能系统的正常运行，电池储能系统设置有EMS储能控制系统及PCS储能逆变系统，PCS储能逆变系统用于控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电，EMS储能控制系统综合采集BMS电池管理系统、PCS储能逆变系统及用电设备的用电情况、消防系统的检测数据等做统筹控制，根据电池组的健康状态及用户的用电情况等，进行电池组健康状态的监测、各项监测数据的存储、电池组的实时控制、权限管理等，从而满足一般工商业/大工业客户的分时电价、削峰填谷和动态增容降容等需求。

现有的储能系统一般采用如图1所示的网络架构，其中PCS集成在储能逆变器柜内，BMS控制部分集成在高压箱内，EMS集成在EMS控制柜内。虽然三个系统能够相互配合，但是各自相对独立，尤其PCS和BMS之间无直接的信息沟通，完全通过EMS进行交互，工作效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种集成式储能控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种集成式储能控制系统，包括电池健康状态采集模块、双向逆变转换模块、数据控制模块、保护模块和执行模块。

所述电池健康状态采集模块用于采集电池组的输出电压、输出电流、电池组的温度等数据；

所述双向逆变转换模块用于控制储能系统的充放电；

所述执行模块用于控制所述双向逆变转换模块的通断；

所述保护模块用于控制单个电池组与外界的电连接；

所述数据控制模块收集电池健康状态采集模块采集的数据，进行分析处理后下发控制指令给执行模块，所述执行模块打开或关闭双向逆变转换模块，或者下发控制指令给保护模块，所述保护模块断开单个电池组的断路器或继电器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

传统的方案中BMS电池管理系统和PCS储能逆变器完全独立的，BMS和PCS储能逆变器只是与EMS储能控制系统进行交互，他们之间不直接产生任何信号通讯。现在我们将BMS、PCS进行整合集成，整合后的PCS可直接采集电池信号，独立判断并控制电池回路的通断，提高系统工作效率；电池箱内集成熔断器等保护设施，可取消高压箱设备，取消原有的独立的BMS系统，降低设备成本，并且对事件的判断速度快、状态切换响应速度快，从原有的秒级提升至毫秒级响应。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选地，还包括工控机模块和信号交汇模块，所述工控机模块电连接所述数据控制模块及信号交汇模块，所述信号交汇模块用于采集消防、照明、门禁、电网信息、负载信息、电池信息等等，所述工控机模块综合信号交汇模块汇总的数据及电池组的健康状态来控制双向逆变模块和保护模块、执行模块的动作。

优选地，还包括通讯模块，所述通讯模块电连接所述工控机模块，用于将经工控机处理的数据或结论发送到手机、电脑或网络等。

采用上述进一步方案的有益效果是：管理人员可以远程及时获知系统的状态，而无需就地查看，提高了管理水平。

优选地，所述集成式储能控制系统集成于一个箱体内；

采用上述进一步方案的有益效果是：实现了传统BMS、PCS和EMS的功能，同时节省了空间，提高了储能系统的执行命令的响应速度。

进一步增强系统的集控能力，可以提高控制系统的响应执行能力，可以实现毫秒级响应切换，实现了不增加任何其他辅助设备的无缝切换功能，节约集装箱空间可以增大集装箱电池容量，实现储能容量的最大化，同时节约了高压箱等设备成本，也缩短削峰填谷等收益型储能系统的回报周期。

附图说明

图1为现有技术式储能控制系统设备的结构示意图；

图2-1为实施例一的一体式储能控制系统结构框图；

图2-2为实施例一的使用场景示意图；

图3-1为实施例二的一体式储能控制系统结构框图；

图3-2为实施例二的使用场景示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、电池；2、一体式储能控制系统；2-1、电池健康状态采集模块；2-2、双向逆变转换模块；2-3、数据控制模块；2-4、执行模块；2-5、保护模块；2-6、继电器/断路器；2-7、工控机模块；2-8、信号交汇模块；2-9、通讯模块；4、动力电缆；5、通讯控制信号线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例一：

请参照图2所示，其为本实用新型的一种集成式储能控制系统的结构示意图。所述一种集成式储能控制系统包括电池健康状态采集模块、双向逆变转换模块、数据控制模块、保护模块和执行模块。数据控制模块对电池健康状态采集模块采集的数据进行处理并下发指令给执行模块，执行模块打开或关闭双向逆变转换模块，执行整个储能系统的充放电；或者下发至保护模块断开断路器或继电器，断开单个电池组与系统的电连接，并将信息实时上报至EMS系统；所述集成式储能控制系统通过开关K通讯联接电池组，所述开关K受集成式储能控制系统的控制；集成式储能控制系统通过网线通信连接网口采集设备，所述网口采集设备通信连接EMS系统；所述EMS系统还通信连接电表、空调和消防信号。

实施例二：

请参照图3所示，其为本实用新型的一种集成式储能控制系统的结构示意图。

本实用新型的一种集成式储能控制系统，包括电池健康状态采集模块、双向逆变转换模块、数据控制模块、保护模块和执行模块、工控机模块和信号交汇模块，所述工控机模块电连接所述数据控制模块及信号交汇模块，数据控制模块将电池健康状态采集模块采集的数据进行数据处理上传至工控机模块，工控机模块结合信号交换模块汇集的消防信号、用户用电数据等其他信号数据，进行数据分析计算，并根据计算结果下发指令给执行模块，执行模块打开或关闭双向逆变转换模块，或者下发至保护模块断开断路器或继电器。

所述集成式储能控制系统还通信连接电表、空调和消防信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种集成式储能控制系统，其特征在于，包括电池健康状态采集模块、双向逆变转换模块、数据控制模块、保护模块和执行模块；

所述的电池健康状态采集模块用于采集电池组的输出电压、输出电流、电池组的温度；

所述的双向逆变转换模块用于将电路中的直流电转换成交流电或者是将交流电转换为直流电；

所述的数据控制模块用于将电池健康状态采集模块的信息进行处理下发至执行模块和保护模块；

所述的保护模块用于保护整个电路的交流和直流的使用安全，是由多个断路器、保险、防浪涌保护器组成；

所述的执行模块用于按照数据控制模块下发的指令执行使双向逆变转换模块运行或停止的命令。

2.根据权利要求1所述的一种集成式储能控制系统，其特征在于，还包括工控机模块和信号交汇模块，所述信号交汇模块用于采集用于用电数据、消防信号数据，所述工控机模块综合消防信号数据、用户用电数据及电池组的健康状态来控制双向逆变模块、保护模块、执行模块的动作。

3.根据权利要求2所述的一种集成式储能控制系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述工控机模块电连接，用于将所述工控机模块处理后的数据上传至手机、电脑或网络。

4.根据权利要求1所述的一种集成式储能控制系统，其特征在于，所述集成式储能控制系统集成设置于一个箱体内。

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