CN212063509U - 分布式逆变器储能系统的协调控制装置 - Google Patents

分布式逆变器储能系统的协调控制装置 Download PDF

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

分布式逆变器储能系统的协调控制装置,配电箱(3)、储能单元(4)和Wi‑Fi模块(7)依次连接；配电箱(3)中安装计量电表(31)和负载电表(32)；储能单元(4)中安装PCS逆变器(41)、EMS能源管理系统(42)和BMS电池管理系统(43)；Wi‑Fi模块(7)与EMS能源管理系统(42)连接，EMS能源管理系统(42)与计量电表(31)和负载电表(32)连接。对系统的多套逆变器并联运行主要采用本地监控，再远程控制实现对系统可靠稳定监控。包括数据上传、远程升级、远程设置、数据分析等功能。适用于功率和容量较小的应用场景，可根据现场实际负荷大小，灵活调整分布式储能系统中储能单元并联数量。有利于分布式储能系统灵活扩容，远程监控功能显著增强，操作简便，易于数据分析。

Description

分布式逆变器储能系统的协调控制装置
技术领域
本实用新型涉及单台或多台储能逆变器并联运行的系统远程监控储能系统控制技术，尤其是分布式逆变器储能系统的协调控制装置。
背景技术
电动汽车退役电池梯次利用储能系统，一般在同一并网点集中接入，在大规模可再生能源发电并网、电网辅助服务等方面主要采用此集中形式，具有数兆瓦到百兆瓦级大功率、持续分钟级至小时级长放电时间等特点。集中式的储能系统投资大、建设周期长、占地面较大、不适用于功率、容量较小的应用场景。集中式的储能系统不利于扩容，也不具备灵活性。
目前，对分布式储能系统的监控是依靠远程控制软件采用本地模式，如附图1所示，如多套系统在不同地点运行时，只能通过本地监控软件单套系统查看，不利于做对比和数据分析。其中，更新微控制器和数字信号处理器的代码升级主要有两种方案：一种方案是用仿真器，另一种方案是用RS-485通讯接口，此两种方案的缺点是灵活性太差，都需要人在现场，而且对系统的参数设置也需要人在现场操作显示屏。分布式储能系统需要解决多套逆变器并联运行时，系统的稳定性和可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供分布式逆变器储能系统的协调控制装置，对系统的多套逆变器并联运行进行可靠稳定监控。
本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括配电箱、储能单元和Wi-Fi模块；配电箱、储能单元和Wi-Fi模块依次连接；其中，配电箱中安装计量电表和负载电表；储能单元中安装PCS逆变器、EMS能源管理系统和BMS电池管理系统；其中，Wi-Fi模块与EMS能源管理系统连接，EMS能源管理系统与计量电表和负载电表连接。
尤其是，储能单元连接配电箱，然后通过连接负荷接入电网。负载电表与负荷连接。
尤其是，Wi-Fi模块通过云平台连接主机。主机有至少二部时，按照主从机模式通过485总线并联连接。
尤其是，配电箱中还安装空开。
尤其是，储能单元中还安装磷酸铁锂电池。
尤其是，Wi-Fi模块和云平台之间的通信采用消息队列遥测传输MQTT协议，Wi-Fi模块作为客户端，云平台作为服务器。
本实用新型的优点和效果：对分布式储能系统的多套逆变器并联运行进行可靠稳定远程监控。有利于分布式储能系统灵活扩容，远程监控功能显著增强，操作简便，易于数据分析。
附图说明
图1为现有分布式系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例1结构示意图。
图3为本实用新型实施例1中分布式系统的485通讯总线连接示意图。
图4为本实用新型实施例1中系统主从机多台运行配置参数流程示意图。
图5为本实用新型实施例1中数据上传功能实现程序示意图。
图6为本实用新型实施例1中远程升级功能实现程序示意图。
图7为本实用新型实施例1中远程设置功能实现示意图。
附图标记包括：
电网1、负荷2、配电箱3、计量电表31、负载电表32、空开33、储能单元4、PCS逆变器41、EMS能源管理系统42、BMS电池管理系统43、磷酸铁锂电池44、主机5、云平台6、Wi-Fi模块7。
具体实施方式
本实用新型原理在于，系统的监控方式主要采用本地监控，再利用远程控制实现对系统的监控。
本实用新型中分布式储能系统的远程监控包括数据上传、远程升级、远程设置、数据分析等功能。适用于功率和容量较小的应用场景，可根据现场实际负荷大小，灵活调整分布式储能系统中储能单元4并联数量。
本实用新型中，分布式储能系统由电网1、负荷2、配电箱3、储能单元4组成；其中，配电箱3包括计量电表31、负载电表32和空开33；储能单元4包括PCS逆变器41、EMS能源管理系统42、BMS电池管理系统43和磷酸铁锂电池44。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如附图3所示，配电箱3、储能单元4和Wi-Fi模块7依次连接；其中，配电箱3中安装计量电表31和负载电表32；储能单元4中安装PCS逆变器41、EMS能源管理系统42和BMS电池管理系统43；其中，Wi-Fi模块7与EMS能源管理系统42连接，EMS能源管理系统42与计量电表31和负载电表32连接。
前述中，储能单元4连接配电箱3，然后通过连接负荷2接入电网1。负载电表32与负荷2连接。
前述中，Wi-Fi模块7通过云平台6连接主机5。主机5有至少二部时，按照主从机模式通过485总线并联连接。
前述中，配电箱3中还安装空开33。
前述中，储能单元4中还安装磷酸铁锂电池44。
本实用新型实施例中，Wi-Fi模块7和云平台6之间的通信采用消息队列遥测传输MQTT协议，Wi-Fi模块7作为客户端，云平台6作为服务器。
本实用新型实施例中，分布式储能系统在谷时段给电池充电，在尖峰时段电池放电为负荷2供电，从而降低用电成本。分布式储能系统在放电时，实时读取负载电表32数据，根据负荷2大小调整放电功率，防止分布式储能系统反灌。分布式储能系统实时读取计量电表31数据并上传至监控云平台6，实现远程抄表功能。分布式储能系统在放电时间段根据读取负载电表32的功率因数进行无功功率补偿。当负载电表32读到的功率因数小于0.90时，将输出的无功功率调整为Q＝-10kVar，容性无功。当负载电表32读到的功率因数大于等于0.90时，调整输出无功功率为0kVar。
本实用新型实施例中，当多台主机5系统并联运行时，如附图3所示，采取主从机运行方式，即所有系统的485线接在同一总线上，设置在在不同地址httpn的若干个主机5，通过485通讯总线连接计量电表31、负载电表32。多套系统并联，由主机5对负载电表32和计量电表31进行数据查询，其他从机通过监听485总线得到电表数据。主从机的设定通过系统配置参数进行设置,按照序号1,2,3…顺序设置地址，默认地址1为主机，其他为从机。具体流程如附图4：在放电时间段，各个子系统按电表功率除以并机系统个数，来作为负载数据调整放电功率。在充电时间段，并联系统运行策略与单套系统相同。
本实用新型实施例在应用中，数据上传功能实现方法如附图5所示：EMS能源管理系统42获取负载电表32和计量电表31、磷酸铁锂电池44、PCS逆变器41数据；Wi-Fi模块7采取http post方式获取密匙，然后用密匙连接服务器；Wi-Fi模块7每5分钟按照通信协议发布消息，实现数据上传。
本实用新型实施例中，远程升级功能实现方法如附图6所示：将要升级的程序文件上传到服务器，接着服务器会生成一个文件下载链接；Wi-Fi模块7通过订阅服务器，升级程序时Wi-Fi模块7接收到下载链接地址；Wi-Fi模块7通过http get方式下载程序文件；Wi-Fi模块7根据文件名实现Wi-Fi模块7、PCS逆变器41、EMS能源管理系统42程序升级。
本实用新型实施例中，远程设置功能实现方法如附图7所示：Wi-Fi模块通过订阅服务器，下发远程设置时，Wi-Fi模块7会接收到设置值；Wi-Fi模块7将设置值发送给EMS能源管理系统42，EMS能源管理系统42通过设置值设定相关参数实现对系统的控制。

Claims (8)

1.分布式逆变器储能系统的协调控制装置,包括配电箱(3)、储能单元(4)和Wi-Fi模块(7)；其特征在于，配电箱(3)、储能单元(4)和Wi-Fi模块(7)依次连接；其中，配电箱(3)中安装计量电表(31)和负载电表(32)；储能单元(4)中安装PCS逆变器(41)、EMS能源管理系统(42)和BMS电池管理系统(43)；其中，Wi-Fi模块(7)与EMS能源管理系统(42)连接，EMS能源管理系统(42)与计量电表(31)和负载电表(32)连接。
2.如权利要求1所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，储能单元(4)连接配电箱(3)，然后通过连接负荷(2)接入电网(1)。
3.如权利要求1所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，Wi-Fi模块(7)通过云平台(6)连接主机(5)。
4.如权利要求1所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，配电箱(3)中还安装空开(33)。
5.如权利要求1所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，储能单元(4)中还安装磷酸铁锂电池(44)。
6.如权利要求1所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，Wi-Fi模块(7)和云平台(6)之间的通信采用消息队列遥测传输MQTT协议，Wi-Fi模块(7)作为客户端，云平台(6)作为服务器。
7.如权利要求2所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，负载电表(32)与负荷(2)连接。
8.如权利要求3所述的分布式逆变器储能系统的协调控制装置，其特征在于，主机(5)有至少二部时，按照主从机模式通过485总线并联连接。
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