CN215681813U

CN215681813U - 一种并联储能系统

Info

Publication number: CN215681813U
Application number: CN202121714775.7U
Authority: CN
Inventors: 郁春娜; 李剑铎
Original assignee: GLOBAL MAINSTREAM DYNAMIC ENERGY TECHNOLOGY Ltd
Current assignee: Hangzhou Xuda New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2031-07-26

Abstract

本实用新型揭示了一种并联储能系统，其包括电网端、负荷端、若干储能逆变器、与所述储能逆变器一一配套设置的电池组、一个电网端数据采集器，每个所述储能逆变器内置设置有能源管理模块，每个所述电池组内配套设置有电池管理系统；所述电网端与所述负荷端电连接；所述电网端通过开关电源给所述电池管理系统供电；所述能源管理模块与对应的所述电池管理系统通讯连通，所述电网端数据采集器与每一个所述能源管理模块通讯连通。本实用新型能够通过相对简便的操作即可增减系统容量，而且可以相对方便对系统进行维护和系统策略升级。

Description

一种并联储能系统

【技术领域】

本实用新型属于并网储能系统技术领域，特别是涉及一种并联储能系统。

【背景技术】

随着储能技术的发展，同时因为光伏、风电这些新能源发电的间歇性，储能越来越得到重视。在目前储能系统中，根据采用的储能逆变器，可以分成集中式和组串式两种架构。集中式的架构，一般逆变器功率较大，采用的电池组需要串并联；组串式的架构，一般逆变器功率相对较小，电池组只采用串联的方式。对于退役再利用的动力电池来说，它适合低倍率的充放，组串式架构比较适合。对于新电池来说，两种架构够可以使用，相对集中式更可以发挥它大倍率充放电，响应速度。

储能系统中一般包含有电池组、电池管理系统、储能逆变器、能量管理系统和电网端数据采集器等组成。在系统中能量管理系统是整个储能系统的大脑，它查询和控制储能逆变器、电池管理系统和电网端数据采集器。在组串式架构的储能系统中存在着多套子储能系统并联运行策略时，常见的解决方案是：方案1)配n套完整的储能系统；方案2)配多套电池组、电池管理系统和储能逆变，只采用一个能量管理系统和电网端数据采集器方案1)中，多套电网端数据采集器采集的是同一并网点的数据，从成本上存在浪费，当用户负荷发生变化，需要增减系统容量时，需要整体停电安装或者拆卸电网端数据采集器，不便利。方案2)中，如果能量管理系统出问题会造成多套储能系统停运，而且增减系统容量也不便利。

因此，有必要提供一种新的并联储能系统来解决上述技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种并联储能系统，能够通过相对简便的操作即可增减系统容量，而且可以相对方便对系统进行维护和系统策略升级。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种并联储能系统，其包括电网端、负荷端、若干储能逆变器、与所述储能逆变器一一配套设置的电池组、一个电网端数据采集器，每个所述储能逆变器内置设置有能源管理模块，每个所述电池组内配套设置有电池管理系统；所述电网端与所述负荷端电连接；所述电网端通过开关电源给所述电池管理系统供电；所述能源管理模块与对应的所述电池管理系统通讯连通，所述电网端数据采集器与每一个所述能源管理模块通讯连通。

进一步的，所述储能逆变器的一端连接于所述电网端与所述负荷端连通的线路上，另一端与所述电池组连通。

进一步的，还包括云平台，所述云平台与每一个所述能源管理模块通讯连通。

进一步的，所述储能逆变器包括DCDC模块、直流母线、DCAC模块、主控制模块、以及辅助电源模块；其中，

所述DCDC模块一端与所述电池管理系统的输出端相连，一端与所述直流母线相连，实现对电池组的充放功率和电流的控制；

所述DCAC模块一端与所述直流母线相连，一端接所述电网端的市电，将直流电转换成交流电；

所述主控制模块控制所述DCDC模块与所述DCAC模块的运行，实现所述储能逆变器的基本功能。

进一步的，所述电网端数据采集器为智能电表且只允许有一个主机对其进行查询。

进一步的，所述能源管理模块与所述主控制模块、所述电池管理系统和所述电网端数据采集器通讯连通。

进一步的，所有的所述能源管理模块与所述电网端数据采集器连在一个通讯总线上；所述能源管理模块内设置有监听模块，实时对所述通讯总线进行监听。

与现有技术相比，本实用新型一种并联储能系统的有益效果在于：能够通过相对简便的操作即可增减系统容量的并联储能系统，而且可以相对方便对系统进行维护和系统策略升级。具体的，减少了电网端数据采集器的台数，即使多套储能系统并联，也只需要一个；并且每套储能系统都可以独立工作；当系统需要增容或者减容时，只需要本地或者通过远程云平台修改系统配置，就可便利实现；当其中部分并联储能系统发生故障时，也不影响其他并联系统的运行；多套并联的储能系统可以独立查询和远程控制，给运维带来极大的便利。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的结构原理示意图；

图2为本实用新型实施例中储能逆变器与能源管理模块的框架结构示意图；

图3为本实用新型实施例中削峰填谷策略的控制流程示意图；

图中数字表示：

1电网端；2负荷端；3储能逆变器，31DCDC模块，32直流母线，33DCAC模块，34主控制模块，35辅助电源模块；4电池组；5电网端数据采集器；6能源管理模块；7电池管理系统；8开关电源；9云平台。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图3，本实施例一种并联储能系统，其包括电网端1、负荷端2、若干储能逆变器3、与储能逆变器3一一配套设置的电池组4、一个电网端数据采集器5，每个储能逆变器3内置设置有能源管理模块6，每个电池组4内配套设置有电池管理系统7，电网端1与负荷端2电连接，电网端1通过开关电源8给所述电池管理系统7供电，能源管理模块6与对应的电池管理系统7通讯连通，电网端数据采集器5与每一个能源管理模块6通讯连通。

储能逆变器3的一端连接于电网端1与负荷端2连通的线路上，另一端与电池组4连通。

本实施例还包括云平台9，云平台9与每一个能源管理模块6通讯连通。

本实施例并联储能系统配套设置有n套电池组4及电池管理系统7、n套内置有能源管理模块6的储能逆变器3、以及一个电网端数据采集器5。

本实施例中，电池组4可以是梯次电池或者新的锂电池，相对应配备的电池管理系统7根据电池类别，实现以下几个基本功能：(1)电池端电压的测量；(2)单体电池间的能量均衡；(3)电池组总电压测量；(4)电池组总电流测量；(5)SOC计算：准确估测电池组的荷电状态(State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤；(6)动态监测电池组的工作状态：在电池充放电过程中，实时采集电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压，防止电池发生过充电或过放电现象；(7)实时数据显示；(8)数据记录及分析。

储能逆变器3包括DCDC模块31、直流母线32、DCAC模块33、主控制模块34、以及辅助电源模块35。其中，

DCDC模块31一端与电池管理系统7的输出端相连，一端与直流母线32相连，实现对电池组4的充放功率和电流的控制。

DCAC模块33一端与直流母线32相连，一端接电网端1的市电，将直流电转换成交流电。

主控制模块34控制DCDC模块31与DCAC模块33的运行，实现储能逆变器3的基本功能。

辅助电源模块35为储能逆变器3内部器件供电。

电网端数据采集器5为智能电表，实时侦测负荷和电网状态，属于从机设备，同时只能有一个主机对其进行查询。

能源管理模块6是本实用新型整个控制方法实现的核心装置，同时与主控制模块34、电池管理系统7和电网端数据采集器5进行通讯；其主要包括核心控制芯片与通讯电路。

能源管理模块6与电池管理系统7通讯，收集电池管理系统7的数据，对电池组4的SOC进行控制和保护，使得电池组4能稳定可靠可控地充放电；能源管理模块6与主控制模块34通讯，收集储能逆变器3采样和运行数据，根据储能系统运行策略通知主控制模块34，控制储能逆变器3充电功率及充放电时间；另外，能源管理模块6还具备有线通讯模块和无线通讯模块，与远程的云平台9进行通讯，可以通过云平台9查询储能系统的相关采样和运行信息，也可以通过云平台9给能源管理模块6下发设置、运行策略修改和储能逆变器相关软体更新升级。

所有的能源管理模块6与电网端数据采集器5连在一个通讯总线上。能源管理模块6对电网端数据采集器5的查询遵循主从机策略。能源管理模块6内设置有监听模块，实时对通讯总线进行监听；所有储能逆变器3并联运行时对电网端数据采集器5的查询运行策略方法为：设定其中一个能源管理模块6作为主机，对电网端数据采集器5进行数据查询，其他能源管理模块处于监听通讯总线的状态；当通讯总线上在设定的时间期限内没有查询帧，则从监听模块中选出一个新的能源管理模块6作为新的主机对电网端数据采集器5进行查询；同时，当原主机在设定的时间期限内没有收到电网端数据采集器5的回复，则自动转入从机状态。

本实施例一种并联储能系统，当n台内置有能源管理模块6的储能逆变器3并联运行时，每个储能逆变器3都能独立的运行储能系统运行策略。由于本实施例中只有一个电网端数据采集器5，通过将每个能源管理模块6与电网端数据采集器5通讯连接，则保证了每个能源管理模块6都能采集到电网端数据采集器5的数据，且通过远程云平台9与每个能源管理模块6无线通讯连接，使得每个能源管理模块6可独立接收远程云平台9的查询和控制，保障每个能源管理模块6的独立工作，大大降低了运维人力成本和时间成本。

本实施例一种并联储能系统，对电网端数据采集器5采用可自动更替的主从机策略，所有储能逆变器3内的能源管理模块6和电网端数据采集器5连在一个通讯总线上。在并联储能系统运行前，先设定其中一个能源管理模块为主机，对电网端数据采集器5进行数据查询，其他能源管理模块处于监听总线的状态；当总线上在设定时间期间内没有查询帧时，从监听模块中选出一个新的主机进行查询，原主机若在设定时间内没有新收到电网端数据采集器5的回复，则自动转入从机状态。这样可自动更替主从机策略，避免因为主机的损坏，造成其他系统无法运行的现象发生。

本实施例一种并联储能系统中，能源管理模块6可根据储能逆变器3的并联个数独立进行系统运行策略，所述系统运行策略包括削峰填谷策略，其包括以下步骤：

S1)判断当前时间是否为峰时段，若是，执行步骤S2)；否则，执行步骤S3)；

S2)判断电池组4是否满足放电条件，若是，则取对应储能系统放电最大功率、P负荷/n、电池管理系统7(简称BMS)建议放电功率三者中最小功率进行放电操作，并返回至步骤S1)；否则，设定放电功率为0后返回至步骤S1)；其中，P为从电表收集的实时负荷、n为储能逆变器的个数；

S3)判断当前时间是否为谷时段，若是，则执行步骤S4)，否则，返回至步骤S1)；

S4)判断电池组4是否满足充电条件，若是，则取对应储能系统充电最大功率、电池管理系统7(简称BMS)建议充电功率两者中最小功率进行充电操作，并返回至步骤S3)；否则，设置充电功率为0后返回至步骤S3)。

本实施例一种并联储能系统，减少了电网端数据采集器的台数，即使多套储能系统并联，也只需要一个；并且每套储能系统都可以独立工作；当系统需要增容或者减容时，只需要本地或者通过远程云平台修改系统配置，就可便利实现；当其中部分并联储能系统发生故障时，也不影响其他并联系统的运行；多套并联的储能系统可以独立查询和远程控制，给运维带来极大的便利。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种并联储能系统，其特征在于：其包括电网端、负荷端、若干储能逆变器、与所述储能逆变器一一配套设置的电池组、一个电网端数据采集器，每个所述储能逆变器内置设置有能源管理模块，每个所述电池组内配套设置有电池管理系统；所述电网端与所述负荷端电连接；所述电网端通过开关电源给所述电池管理系统供电；所述能源管理模块与对应的所述电池管理系统通讯连通，所述电网端数据采集器与每一个所述能源管理模块通讯连通。

2.如权利要求1所述的并联储能系统，其特征在于：所述储能逆变器的一端连接于所述电网端与所述负荷端连通的线路上，另一端与所述电池组连通。

3.如权利要求1所述的并联储能系统，其特征在于：还包括云平台，所述云平台与每一个所述能源管理模块通讯连通。

4.如权利要求3所述的并联储能系统，其特征在于：所述储能逆变器包括DCDC模块、直流母线、DCAC模块、主控制模块、以及辅助电源模块；其中，

5.如权利要求4所述的并联储能系统，其特征在于：所述电网端数据采集器为智能电表且只允许有一个主机对其进行查询。

6.如权利要求5所述的并联储能系统，其特征在于：所述能源管理模块与所述主控制模块、所述电池管理系统和所述电网端数据采集器通讯连通。

7.如权利要求1所述的并联储能系统，其特征在于：所有的所述能源管理模块与所述电网端数据采集器连在一个通讯总线上；所述能源管理模块内设置有监听模块，实时对所述通讯总线进行监听。