CN212969066U - 储能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种储能控制系统。该系统包括：主控单元、储能控制单元和测控保护单元，主控单元分别与储能控制单元和测控保护单元连接，主控单元用于接收用户输入的控制指令、测控保护单元发送的检测结果和储能控制单元上传的储能数据，并根据控制指令、检测结果和储能数据，对储能控制单元进行控制，该储能数据包括储能控制单元的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种，解决了现有技术中储能系统数据监测以及集中控制效果实时性差，响应速率较慢等问题，从而实现对储能控制单元的高效、精准、集中的控制。

Description

储能控制系统

技术领域

本实用新型涉及电源方案技术领域，尤其涉及一种储能控制系统。

背景技术

随着世界人口不断提升以及工业生产日趋普遍，各行各业对能源以及电力的需求都愈加强烈，当前形势下，全球范围内的能源结构普遍集中于化石燃料。众所周知，石油、天然气、煤炭等化石燃料形成周期高达千万年之久，据不完全统计，按照当今化石燃料开采使用形式，百年后即将面临枯竭。对此，各国政府都在出台相关政策去有效利用太阳能、风能以及抽水蓄能等可再生资源进行发电，但这些类型的发电存在一定的局限性，受地域因素影响相对较为严重。储能系统不但能够进行高效快速精准响应，而且其实现形式不受地域限制，在一定程度上能够担任服务于电网的角色，在用电低谷时期进行储能电池充电，用电高峰期储能电池放电补偿于电网降低电网负荷，一方面能够实现削峰填谷的功效，另一方面还存在一定的经济效益。

如图1所示，为现有技术中采用的储能系统架构示意图，该储能系统包括电池矩阵控制器BAU1，该电池矩阵控制器BAU1通过以太网分别通信连接有若干电池簇控制器2(BCU1至BCUm)，各电池簇控制器2通过对应的控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线分别通信连接有若干电池模组控制器2(BMU1至BMUn)，各电池模组控制器2均对应连接有一电池组4，电池矩阵控制器BAU1还通信连接有一变流器PCS5。

现有技术中的储能系统缺乏对采集的整体数据的集中管理，容易导致数据失真，降低了对储能单元控制的准确度，并且由于不便于运维管理，导致运维成本上升。

实用新型内容

本实用新型提供一种储能控制系统，提高了对储能单元实时监测和控制的实时性和准确性。

第一方面，本实用新型提供一种储能控制系统，包括：主控单元、储能控制单元和测控保护单元；

所述主控单元分别与所述储能控制单元和所述测控保护单元连接；

所述主控单元用于接收用户输入的控制指令、所述测控保护单元发送的检测结果和所述储能控制单元上传的储能数据，并根据所述控制指令、所述检测结果和所述储能数据，对所述储能控制单元进行控制；所述储能数据包括所述储能控制单元的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种。

在一种具体的实现方式中，所述主控单元包括：能量管理系统EMS主控制器、第一交换机和第二交换机；

所述EMS主控制器分别与所述第一交换机和所述第二交换机连接，通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述测控保护单元和所述储能控制单元连接。

进一步地，所述主控单元还包括：对时装置；

所述对时装置分别与所述第一交换机和所述第二交换机连接；

所述对时装置用于根据所述EMS主控制器的控制，对所述储能控制系统进行时间校准。

进一步地，所述主控单元还包括：综合工作站；

所述综合工作站通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述EMS主控制器连接；

所述综合工作站用于接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

可选的，所述主控单元还包括：EMS备控制器；

所述EMS备控制器分别与所述第一交换机和所述第二交换机连接，通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述测控保护单元和所述储能控制单元连接；所述EMS备用控制器用于在所述EMS主控制器故障后，代替所述EMS主控制器工作。

在一种具体的实现方式中，所述EMS主控制器的左侧第一列上口与所述第一交换机连接，所述EMS主控制器的左侧第一列下口与所述第二交换机连接，形成以太网环网。

可选的，所述储能控制单元包括：n个储能单元和n个储能变流器；

第一个储能单元与第一个储能变流器连接，第一个储能变流器与第二个储能单元连接，第二个储能单元与第二个储能变流器连接，以此类推直至第n-1个储能变流器与第n个储能单元连接，第n个储能单元与第n个储能变流器连接。

进一步地，所述测控保护单元包括：

m个升压变测控保护装置、m个低压测控保护装置、第三交换机和第四交换机；

所述第三交换机分别与每个升压变测控保护装置的左口连接，所述第四交换机分别与每个升压变测控保护装置的右口连接；

所述第三交换机分别与所述每个低压测控保护装置的左口连接，所述第四交换机分别与每个低压测控保护装置的右口连接。

可选的，所述装置还包括：至少一个远动单元；

所述至少一个远动单元与所述主控单元连接；

所述至少一个远动单元用于接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

在一种具体的实现方式中，所述远动单元包括二次安防屏和远动模块；

所述远动模块分别与所述二次安防屏和所述主控单元连接；

所述远动模块用于通过所述二次安防屏接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

本实用新型实施例提供的一种储能控制系统，包括主控单元、储能控制单元和测控保护单元，主控单元分别与储能控制单元和测控保护单元连接，主控单元用于接收用户输入的控制指令、测控保护单元发送的检测结果和储能控制单元上传的储能数据，并根据控制指令、检测结果和储能数据，对储能控制单元进行控制，该储能数据包括储能控制单元的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种，解决了现有技术中储能系统数据监测以及集中控制效果实时性差，响应速率较慢等问题，从而实现对储能控制单元的高效、精准、集中的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中采用的储能系统架构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例三的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例四的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例五的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的储能控制系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型的说明书中通篇提到的“一实施例”或“另一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”或“本实施例中”未必一定指相同的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例一的结构示意图，如图2所示，该系统10包括：

主控单元11、储能控制单元12和测控保护单元13。

其中，主控单元11分别与储能控制单元12和测控保护单元13连接。

主控单元11用于接收用户输入的控制指令、测控保护单元13发送的检测结果和储能控制单元12上传的储能数据，并根据控制指令、检测结果和储能数据，对储能控制单元12进行控制；储能数据包括储能控制单元12的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种。

在一种具体的实现方式中，主控单元11接收用户输入的控制指令，该控制指令可以包括调度下发的调度曲线，主控单元11可以将控制指令发送至储能控制单元12，储能控制单元12对调度曲线解析得到离散的调度数据，根据调度数据进行充电或者放电，或者，主控单元11可以将调度曲线进行解析得到离散的调度数据，并将调度数据发送至储能控制单元12，使储能控制单元12根据调度数据进行充电或者放电。

示例性的，测控保护单元13用于检测控制开关状态的低压测控设备，并将检测结果发送至主控单元11，主控单元11根据检测结果确定控制储能控制单元12充电或者放电或者停止工作，例如，测控保护单元13检测到控制开关状态的低压测控设备发生故障，将带有故障信息的检测结果发送给主控单元11，主控单元11根据该检测结果控制储能控制单元12停止充电或者放电。

示例性的，储能控制单元12用于采集储能数据，例如储能控制单元12运行时产生的运行数据、运行时的环境温度、电池温度、电压等数据中的一至多种，并将采集的储能数据发送至主控单元11，使主控单元根据储能数据实时调整对储能控制单元12的控制。

本实施例提供的一种储能控制系统10，包括主控单元11、储能控制单元12和测控保护单元13，主控单元分别与储能控制单元和测控保护单元连接，主控单元用于接收用户输入的控制指令、测控保护单元发送的检测结果和储能控制单元上传的储能数据，并根据控制指令、检测结果和储能数据，对储能控制单元进行控制，该储能数据包括储能控制单元的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种，解决了现有技术中储能系统数据监测以及集中控制效果实时性差，响应速率较慢等问题，从而实现对储能控制单元的高效、精准、集中的控制。

在图2所示实施例的基础上，图3为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例二的结构示意图，如图3所示，该系统10还包括：至少一个远动单元14。

至少一个远动单元14与主控单元11连接。

至少一个远动单元14用于接收用户输入的控制指令，并将控制指令发送至主控单元11。

在上述实施例的基础上，图4为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例三的结构示意图，如图4所示。

主控单元11包括：能量管理系统(Energy Management System，EMS)主控制器111、第一交换机112和第二交换机113。

EMS主控制器111分别与第一交换机112和第二交换机113连接，通过第一交换机112和第二交换机113与测控保护单元13和储能控制单元12连接。

示例性的，EMS主控制器111的左侧第一列上口与第一交换机112连接，通过以太网Ethernet通讯，EMS主控制器111的左侧第一列下口与第二交换机连接，形成Ethernet环网。

进一步地，为了使储能系统内的各个单元或者装置的时间保持一致，本实用新型提供的主控单元11还包括：对时装置114。

对时装置114分别与第一交换机112和第二交换机113连接。

对时装置114用于根据EMS主控制器111的控制，对储能控制系统10进行时间校准。

进一步地，本实用新型提供的主控单元11可通过上述至少一个远动单元14获取用户输入的控制指令，还可通过主控单元11中的综合工作站115接收用户输入的控制指令，并将控制指令发送至主控单元11，其中综合工作站115通过第一交换机112和第二交换机113与EMS主控制器111连接。

作为一种示例，第一交换机112与综合工作站115的上口连接，第二交换机113与综合工作站115的下口连接，可实现后台工作站的综合操作。

为了使本实用新型提供的一种储能控制系统10的运行更加稳定，在本实用新型提供的主控单元11中，还包括：EMS备控制器116。

EMS备控制器116分别与第一交换机112和第二交换机113连接，通过第一交换机112和第二交换机113与测控保护单元13和储能控制单元12连接。EMS备用控制器116用于在EMS主控制器111故障后，代替EMS主控制器111工作。

作为一种示例，图5为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例四的结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的一种储能控制系统实施例五的结构示意图，结合图4至图6所示，EMS主控制器111的左侧第二列上口与EMS备控制器116的左侧第二列上口连接，通过以太网控制自动化技术EtherCAT，也称作工业以太网通讯，EMS主控制器111的第二列下口以及EMS备控制器116的第二列下口均与第二EtherCAT交换机118连接，EMS主控制器111的右侧接口和EMS备控制器116的右侧接口均与第一EtherCAT交换机117连接，通过EtherCAT进行通讯，形成EtherCAT环网。

储能控制单元12包括：n个储能单元121和n个储能变流器122，第一个储能单元121-1与第一个储能变流器122-1连接，第一个储能变流器122-1与第二个储能单元121-2连接，第二个储能单元121-2与第二个储能变流器122-2连接，以此类推直至第n-1个储能变流器122-n-1与第n个储能单元121-n连接，第n个储能单元121-n与第n个储能变流器122-n连接，其中n为正整数。

可选的，所述储能单元121为锂电池储能单元，可基于具体需求进行储能单元121数量的扩展，第一个储能单元至第n个储能单元，一方面与EMS主控制器形成EtherCAT环网，另一方面，第一个储能单元至第n个储能单元与EMS主控制器也形成Ethernet环网，EtherCAT为快速控制网络，Ethernet为监控数据网络，实现对储能单元121以及储能变流器122进行实时控制以及数据采集。

可选的，储能变流器优选EtherCAT进行通讯，当储能变流器不支持EtherCAT时，采取CAN总线通讯。

在一种具体的实现方式中，结合图4至图6所示，第一EtherCAT交换机引出线X01与第二光电转换模块通讯口连接，第二光电转换模块收发数据上口RX与第三光电转换模块收发数据下口TX连接，第二光电转换模块的收发数据下口TX与第三光电转换模块的收发数据上口RX连接，通过光纤进行Ethernet通讯，第二EtherCAT交换机与第一光电转换模块的通讯口连接，第一光电转换模块的收发数据上口RX引出线X05与第四光电转换模块的收发数据下口TX连接，第一光电转换模块的收发数据下口TX引出线X04与第四光电转换模块的收发数据上口RX连接，通过光纤进行Ethernet通讯，第一交换机112的数据收发口引出线X02与A网交换机n连接，第二交换机112的数据收发口引出线X03与B网交换机n连接，A网交换机n分别与A网交换机1、A网交换机2连接，B网交换机n分别与B网交换机1、B网交换机2连接，通过Ethernet进行通讯。

作为一种示例，储能变流器通过EtherCAT进行通信，第三光电转换模块的通讯端口与第一储能单元连接，第一储能单元与第一储能变流器连接，第一储能变流器与第二储能单元连接，第二储能单元与第二储能变流器连接，依次手拉手可以扩展n个储能单元以及储能变流器，第n个储能单元与第n个储能变流器连接，第n个储能变流器n与第四光电转换模块连接，形成EtherCAT环网，可选的，基于EtherCAT最大性能，储能变流器以及储能单元的数量可扩展到255个。

作为另一种示例，储能变流器通过CAN总线进行通讯。第三光电转换模块的通讯端口与第一储能单元连接，第一储能单元与第二储能单元连接，第二储能单元与分布式从站连接，分布式从站与第n个储能单元连接，第n个储能单元n与第四光电转换模块连接，各个储能单元与分布式从站通过EtherCAT进行通讯，分布式从站CAN模块1与第一个储能变流器连接，分布式从站CAN模块2与第二个储能变流器连接，分布式从站CAN模块n与第n个储能变流器连接，形成储能变流器CAN通讯网络。

本实用新型提供的测控保护单元13包括：m个升压变测控保护装置131、m个低压测控保护装置132、第三交换机133和第四交换机134。其中m为正整数。

其中，第三交换机133分别与每个升压变测控保护装置131的左口连接，第四交换机132分别与每个升压变测控保护装置131的右口连接，第三交换机133分别与每个低压测控保护装置132的左口连接，第四交换机分别与每个低压测控保护装置132的右口连接。

示例性的，第一交换机112的数据收发口与第三交换机133的数据收发口连接，第二交换机113的数据收发口与第四交换机134的数据收发口连接，第三交换机133分别与第一个至第m个升压变测控保护装置131的左口连接，第四交换机134分别与第一个至第m个升压变测控保护装置131的右口连接，可基于实际工况对升压变测控保护装置131进行扩展，第三交换机133分别与第一个至第m个低压测控保护装置132的左口连接，第四交换机134分别与第一个至第m个低压测控保护装置132的右口连接，可基于实际工况对低压测控保护装置132进行扩展，低压测控保护装置132以及升压变测控保护装置131即可与EMS主控制器或者EMS备控制器进行通讯并将数据上传，实现测控保护装置的实时监控。

结合图4至图6所示的实施例，本实用新型提供的至少一个远动单元14，优选的，远动单元14的数量为两个，每个远动单元14包括二次安防屏141和远动模块142。

远动模块142分别与二次安防屏141和主控单元11连接；

远动模块142用于通过二次安防屏141接收用户输入的控制指令，并将控制指令发送至主控单元。

图7为本实用新型实施例提供的储能控制系统的硬件结构示意图。如图7所示，本实施例提供的储能控制系统30可以包括：存储器301、处理器302；可选的还可以包括总线303。其中，总线303用于实现各元件之间的连接。

所述存储器301存储计算机执行指令；

所述处理器302执行所述存储器301存储的计算机执行指令。

其中，存储器301和处理器302之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线303连接。存储器301中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器301中的软件功能模块，处理器302通过运行存储在存储器301内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

存储器301可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器301用于存储程序，处理器302在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器301内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。

处理器302可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器302可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。可以理解，图7的结构仅为示意，还可以包括比图7中所示更多或者更少的组件，或者具有与图7所示不同的配置。图7中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。

本实用新型实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行，用于控制上述实施例所述的电源短路检测装置实现电源短路检测。

本实施例中的计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种储能控制系统，其特征在于，包括：主控单元、储能控制单元和测控保护单元；

所述主控单元分别与所述储能控制单元和所述测控保护单元连接；

所述主控单元用于接收用户输入的控制指令、所述测控保护单元发送的检测结果和所述储能控制单元上传的储能数据，并根据所述控制指令、所述检测结果和所述储能数据，对所述储能控制单元进行控制；所述储能数据包括所述储能控制单元的运行数据、环境温度、电池温度、电压中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控单元包括：能量管理系统EMS主控制器、第一交换机和第二交换机；

所述EMS主控制器分别与所述第一交换机和所述第二交换机连接，通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述测控保护单元和所述储能控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控单元还包括：对时装置；

所述对时装置分别与所述第一交换机和所述第二交换机连接；

所述对时装置用于根据所述EMS主控制器的控制，对所述储能控制系统进行时间校准。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控单元还包括：综合工作站；

所述综合工作站通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述EMS主控制器连接；

所述综合工作站用于接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述主控单元还包括：EMS备控制器；

所述EMS备控制器分别与第一交换机和第二交换机连接，通过所述第一交换机和所述第二交换机与所述测控保护单元和所述储能控制单元连接；所述EMS备用控制器用于在EMS主控制器故障后，代替所述EMS主控制器工作。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述EMS主控制器的左侧第一列上口与所述第一交换机连接，所述EMS主控制器的左侧第一列下口与所述第二交换机连接，形成以太网环网。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能控制单元包括：n个储能单元和n个储能变流器；

第一个储能单元与第一个储能变流器连接，第一个储能变流器与第二个储能单元连接，第二个储能单元与第二个储能变流器连接，以此类推直至第n-1个储能变流器与第n个储能单元连接，第n个储能单元与第n个储能变流器连接；

其中，n为正整数。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测控保护单元包括：

m个升压变测控保护装置、m个低压测控保护装置、第三交换机和第四交换机；其中，m为正整数；

所述第三交换机分别与每个升压变测控保护装置的左口连接，所述第四交换机分别与每个升压变测控保护装置的右口连接；

所述第三交换机分别与所述每个低压测控保护装置的左口连接，所述第四交换机分别与每个低压测控保护装置的右口连接。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个远动单元；

所述至少一个远动单元与所述主控单元连接；

所述至少一个远动单元用于接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述远动单元包括二次安防屏和远动模块；

所述远动模块分别与所述二次安防屏和所述主控单元连接；

所述远动模块用于通过所述二次安防屏接收用户输入的控制指令，并将所述控制指令发送至所述主控单元。

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