CN220964399U - 一种储能系统功率调度架构以及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能系统功率调度架构，包括：汇流柜，所述汇流柜与交流电网连接，用于采集与所述交流电网连接的用户负载端的负载数据；至少一储能柜，所述储能柜通过交流电并联至所述汇流柜，用于向所述汇流柜发送本机状态；所述汇流柜包括EMS电能管理系统，所述EMS电能管理系统用于根据所述负载数据及所述储能柜的状态向各个所述储能柜进行充放电功率分配，并生成对应的充放电指令；所述储能柜包括PCS储能变流器，所述储能柜接收所述汇流柜下发的所述充放电指令，并通过所述PCS储能变流器进行充放电功率调节。避免了直流侧并联产生环流导致的产品的使用性能降低的问题，并提高了储能系统的可靠性。

Description

一种储能系统功率调度架构以及储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池领域，进一步的涉及一种储能系统功率调度架构以及储能系统。

背景技术

目前市面上的大容量储能系统并联普遍采用电池直流侧并联，而直流侧容易随着时间累加及充放电使用次数增大，电池电压、容量一致性差异变的越来越大时，电池相互间因直流侧并联产生环流，从而降低了产品的使用性能，同时缩减了产品的使用寿命；

业内普遍采用的直流侧并联方式，当其中一个柜子或一簇电池发生异常，汇导致整个储能电站停运，无法正常工作，整体可靠性大幅降低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构、储能系统，避免了直流侧并联产生环流导致的产品的使用性能降低的问题，并提高了储能系统的可靠性。

具体的，本使用新型的技术方案如下：

一种储能系统功率调度架构，包括：

汇流柜，所述汇流柜与交流电网连接，用于采集与所述交流电网连接的用户负载端的负载数据；

至少一储能柜，所述储能柜并联至所述汇流柜，用于向所述汇流柜发送本机状态；

所述汇流柜包括EMS电能管理系统，所述EMS电能管理系统用于根据所述负载数据及所述储能柜的状态向各个所述储能柜进行充放电功率分配，并生成对应的充放电指令；

所述储能柜包括PCS储能变流器，所述储能柜接收所述汇流柜下发的所述充放电指令，并通过所述PCS储能变流器进行充放电功率调节。

汇流柜获取用户负载数据，计算负载所需的充放电功率。储能柜通过交流电并联至汇流柜，避免了直流侧并联产生环流导致的产品的使用性能降低的问题。汇流柜与至少一个储能柜通信连接，用于接收储能柜上报的工作状态，并根据储能柜上报的工作状态确认哪些储能柜正常工作，并将通过用户负载数据计算出来的充放电功率分配给正常工作的储能柜，正常工作的储能柜接收到汇流柜分配的充放电功率后，控制电池进行充放电。

进一步的，至少一个储能柜通过低压交流线并联至汇流柜上，且低压交流线包括但不限于400V交流电线。若储能柜为2个以上进行并联时，即使其中一个储能柜损坏，其他储能柜可以独立工作和进行充放电，由此提高了储能系统的可靠性。

在一些实施方式中，

所述EMS电能管理系统与所述负载、电网、光伏系统通讯连接。

EMS电能管理系统还用于对光伏系统、电网进行监测，并获取光伏系统、电网的电表数据，根据获取到的电表数据计算需要分配给储能柜的充放电功率，然后将充放电功率发送至正常工作的储能柜，正常工作的储能柜接收分配的功率，并进行电池的充放电。

进一步的，储能柜接收汇流柜下发的"心跳“指令，当超过10秒没有心跳指令时，则认为与汇流柜通讯异常，储能柜自动进入停机模式。由此，提高了储能系统的使用寿命。

在一些实施方式中，

所述储能柜还包括BMS电池管理系统，所述EMS电能管理系统与所述BMS电池管理系统通讯连接；

所述BMS电池管理系统与所述本地控制器通讯连接，用于监测所述储能柜的电池状态。

BMS电池管理系统用于智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，进一步的提高了储能系统的可靠性。

在一些实施方式中，

所述储能柜还包括本地控制器，所述本地控制器与所述PCS储能变流器通讯连接。

在一些实施方式中，还包括：

所述PCS储能变流器与所述负载、所述电网、所述光伏系统连接。

在一些实施方式中，还包括：

显示屏；

所述显示屏与EMS电能管理系统通信连接。

在一些实施方式中，还包括：

储能云监控平台

所述储能云监控平台与所述EMS电能管理系统通信连接，且用于接收所述EMS电能管理系统上传的数据。

在一些实施方式中，还包括：

负荷跟踪电表；

所述负荷跟踪电表与所述EMS电能管理系统连接。

在一些实施方式中，还包括：

变压器；

所述变压器，与所述负荷跟踪电表连接。

本实用新型还提供一种储能系统，包括上述实施方式中的所述储能系统功率调度架构。

与现有技术相比，本发明至少具有以下一项有益效果：

1、汇流柜获取用户负载数据，计算负载所需的充放电功率。储能柜通过交流电并联至汇流柜，避免了直流侧并联产生环流导致的产品的使用性能降低的问题。汇流柜与至少一个储能柜通信连接，用于接收储能柜上报的工作状态，并根据储能柜上报的工作状态确认哪些储能柜正常工作，并将通过用户负载数据计算出来的充放电功率分配给正常工作的储能柜，正常工作的储能柜接收到汇流柜分配的充放电功率后，控制电池进行充放电。

进一步的，至少一个储能柜通过低压交流线并联至汇流柜上，且低压交流线包括但不限于400V交流电线。若储能柜为2个以上进行并联时，即使其中一个储能柜损坏，其他储能柜可以独立工作和进行充放电，由此提高了储能系统的可靠性。

2、EMS电能管理系统还用于对光伏系统、电网进行监测，并获取光伏系统电网的电表数据，根据获取到的电表数据计算需要分配给储能柜的充放电功率，然后将充放电功率发送至正常工作的储能柜，正常工作的储能柜接收分配的功率，并进行电池的充放电。

进一步的，储能柜接收汇流柜下发的"心跳“指令，当超过10秒没有心跳指令时，则认为与汇流柜通讯异常，储能柜自动进入停机模式。由此，提高了储能系统的使用寿命。

3、BMS电池管理系统用于智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，进一步的提高了储能系统的可靠性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一种储能系统功率调度架构一个实施例的结构简图；

图2是本实用新型一种储能系统功率调度架构一个实施例的结构框图；

附图说明：汇流柜100；储能柜200；用户负载端300；负荷跟踪电表400；变压器500；显示屏600；储能云监控平台700；EMS电能管理系统110；PCS储能变流器210；BMS电池管理系统220；本地控制器230；光伏系统310；电网320。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

在一个实施例中，如图1、2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，包括：汇流柜100、至少一储能柜200、用户负载端300、EMS电能管理系统110、PCS储能变流器210。

汇流柜100，汇流柜100与交流电网连接，用于采集与交流电网连接的用户负载端的负载数据。

至少一储能柜200，储能柜200通过交流电并联至汇流柜100，用于向汇流柜100发送本机状态。

汇流柜100包括EMS电能管理系统110，EMS电能管理系统110用于根据负载数据及储能柜200的状态向各个储能柜200进行充放电功率分配，并生成对应的充放电指令；

储能柜200包括PCS储能变流器210，储能柜200接收汇流柜100下发的充放电指令，并通过PCS储能变流器210进行充放电功率调节。

具体的，用户负载端300与交流电网连接，且与汇流柜100通信连接，该通信连接包括但不限于RS458、CAN、以太网等方式。汇流柜100采集用户负载端300的负载数据，汇流柜100与交流电网连接。

至少一个储能柜200通过400V交流电线并联至汇流柜100，且储能柜200还与汇流柜100通信连接，储能柜200将自身的工作状态上报至汇流柜100，汇流柜100根据储能柜200上报的工作状态确认哪些储能柜200正常工作，哪些储能柜200无法正常工作。

进一步的，汇流柜100内部的EMS(Energy Management System，ESM)电能管理系统110将通过用户负载数据计算所需的充放电总功率，并将计算出来的充放电功率按照预设的分配规则分配给每个正常工作的储能柜200，且生成对应的充放电指令。EMS电能管理系统110将充放电指令下发至每个正常工作的储能柜200。正常工作的储能柜200接收到充放电指令后，储能柜200内部的PCS储能变流器根据充放电指令对储能柜200进行充放电功率调节，使得储能柜200按照汇流柜100分配的功率进行充放电，避免了电池相互间因直流侧并联产生环流的问题。

进一步的，若储能柜200为2个以上进行并联时，即使其中一个储能柜200损坏，其他储能柜200可以独立工作和进行充放电，且汇流柜100分配充放电功率之前，先监测储能柜200的工作状态，只对正常工作的储能柜200分配充放电功率，由此减少了功耗，提高了储能系统的可靠性。

在一个实施例中，如图1、2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，

EMS电能管理系统110与负载、电网320、光伏系统310通讯连接。

具体的，EMS电能管理系统110与光伏系统310、电网320以及负载通过RS485进行通信，即EMS电能管理系统进行电网320侧电表以及光伏系统310侧电表进行数据监测，通过监测到的数据进行总体系统功率运算和充放电功率运算与分配，然后将充放电功率分配至每个正常工作的储能柜200，以使正常工作的储能柜200根据汇流柜100分配的充放电功率进行充放电。由上可知，通过对光伏系统310、电网320进行数据监测，提高了计算充放电总功率的精确性。

进一步的，储能柜200接收汇流柜100下发的"心跳“指令，当超过10秒没有心跳指令时，则认为与汇流柜100通讯异常，储能柜200自动进入停机模式。由此，提高了储能系统的使用寿命。

在一个实施例中，如图1、2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，

储能柜200还包括本地控制器230，本地控制器230与PCS储能变流器通讯连接。

具体的，储能柜200内部还设置有本地控制器230，本地控制器230与PCS储能变流器210通讯连接，且与EMS电能管理系统110通讯连接。汇流柜100中的EMS电能管理系统通过采集负载、电网、光伏系统等数据计算出充放电功率，且将充放电功率分配给正常工作的储能柜200，发送相应的充放电指令至正常工作的储能柜200。储能柜200中的本地控制器230接收充放电指令后，将其发送至储能柜200内部的PCS储能变流器210，使其按照汇流柜100分配的充放电功率进行充放电。

进一步的，本地控制器230与EMS电能管理系统110通过RS485、CAN、TCP/IP等方式通信连接。

在一个实施例中，如图1、2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，

储能柜200还包括BMS(Battery Management System，BMS)电池管理系统220。BMS电池管理系统220，与EMS电能管理系统110通信连接。

BMS电池管理系统220与本地控制器230通讯连接，用于监测储能柜200的电池状态。

具体的，储能柜200内部还设置有BMS电池管理系统220，BMS电池管理系统220与EMS电能管理系统110通过RS485或CAN的方式通信连接

进一步的，BMS电池管理系统220与本地控制器230通信连接，用于监测储能柜200的电池状态。

进一步的，BMS电池管理系统220还用于智能化管理及维护各个储能柜的电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，进一步的提高了储能系统的可靠性。

在一个实施例中，如图2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，

PCS储能变流器210还与负载、所述电网320、所述光伏系统310连接。

具体的，光伏系统310、电网320以及负载通过交流电线并联至PCS储能变流器210上。

进一步的，断电模式下设备应急供电工作(仅放电模式)，因此当储能柜200设备需要工作时，PCS储能变流器210放电功率输出值由负载决定，不需要EMS电能管理系统110进行功率分配和调度计算，负载需要多少功率，PCS储能变流器210会自动输出多少功率。

在一个实施例中，如图2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，还包括：

显示屏600。

显示屏600与EMS电能管理系统110通信连接。

具体的，显示屏600与EMS电能管理系统110通过RS485连接，用于显示EMS电能管理系统110发送的设备相关参数，包括整个储能电站允许工况和设备状态等。

在一个实施例中，如图2所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，还包括：

储能云监控平台700。

储能云监控平台700与EMS电能管理系统110通信连接。

具体的，储能云监控平台700与EMS电能管理系统110通过TCP/IP、以太网等方式通讯连接，接收EMS电能管理系统上传的数据。

在一个实施例中，如图1所示，本实用新型提供一种储能系统功率调度架构，在上述实施例的基础上，还包括：

负荷跟踪电表400、变压器500。

负荷跟踪电表400与所述EMS电能管理系统110通过RS485通讯连接，用于监测负载用电功率、光伏系统310发电功率、电网320状态和变压器500的状态参数、电压电流、电网质量等。

变压器500，与负载跟踪电表连接。

在一个实施例中，本实用新型提供一种储能系统，包括上述实施例所提出的储能系统功率调度架构。

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种储能系统功率调度架构，其特征在于，包括：

汇流柜，所述汇流柜与交流电网连接，用于采集与所述交流电网连接的用户负载端的负载数据；

至少一储能柜，所述储能柜通过交流电并联至所述汇流柜，用于向所述汇流柜发送本机状态；

所述汇流柜包括EMS电能管理系统，所述EMS电能管理系统用于根据所述负载数据及所述储能柜的状态向各个所述储能柜进行充放电功率分配，并生成对应的充放电指令；

所述储能柜包括PCS储能变流器，所述储能柜接收所述汇流柜下发的所述充放电指令，并通过所述PCS储能变流器进行充放电功率调节。

2.根据权利要求1所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

所述EMS电能管理系统与所述负载、电网、光伏系统通讯连接。

3.根据权利要求2所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，所述储能柜还包括本地控制器，所述本地控制器与所述PCS储能变流器通讯连接。

4.根据权利要求3所述的储能系统功率调度架构，其特征在于

所述储能柜还包括BMS电池管理系统，所述EMS电能管理系统与所述BMS电池管理系统通讯连接；

所述BMS电池管理系统与所述本地控制器通讯连接，用于监测所述储能柜的电池状态。

5.根据权利要求4所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

所述PCS储能变流器与所述负载、所述电网、所述光伏系统连接。

6.根据权利要求2-5任一项所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

显示屏；

所述显示屏与EMS电能管理系统通信连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

储能云监控平台；

所述储能云监控平台与所述EMS电能管理系统通信连接。

8.根据权利要求1所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

负荷跟踪电表；

所述负荷跟踪电表与所述EMS电能管理系统连接。

9.根据权利要求1所述的储能系统功率调度架构，其特征在于，还包括：

变压器；

所述变压器，与负荷跟踪电表连接。

10.一种储能系统，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的储能系统功率调度架构。