一种微网系统中储能装置管理系统

摘要

本发明涉及一种微网系统中储能装置管理系统，包括系统模块和功能模块，其中，系统模块为锂电池储能管理子系统，储能管理子系统与PCS集成在一起，对锂电池储能系统进行监控；功能模块具体包括通讯接口、数据采集器、数据处理器、数据显示器及数据存储器，通讯接口与系统模块连接，数据采集器、数据处理器、数据显示器及数据存储器均与通讯接口连接，数据采集器收集锂电池储能管理子系统的运行的数据；数据处理器对采集到的数据进行数据处理；数据存储器将数据分类后分别储存到不同数据库中；数据显示器对储能装置的装置参数及运行状态进行显示。与现有技术相比，本发明的系统功能强大，使用方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种微网中管理系统，尤其是涉及一种微网系统中储能装置管理 系统。

背景技术

储能管理系统(Energy Storage Management System)，是指为基于磷酸铁锂电 池、超级电容等储能元件经过多串并组合而成的储能模组提供电源管理、保护等功 能的系统。储能管理系统(ESMS)包括但不限于电池管理系统(BMS)、超级电 容管理系统(CMS)。

电池管理单元的主要功能是采集电池箱体内电芯的电压、箱体温度以及均衡 功能。控制单元的功能是收集电池管理单元的数据，并对电池数据进行集中分析和 处理，判断当前电池的故障，进行能量系统的预警和报警。同时，控制单元还完成 电池组工作电流的测量、充放电控制，综合利用电池的数据进行电池的估测，电池 的离散性评价。另一方面，能量管理系统设计了强大的数据通讯功能，可以与上位 机进行通讯。

现有的用于微网中的储能装置管理系统存在着功能不强大、运行操作不便等 缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功能强大的 微网系统中储能装置管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种微网系统中储能装置管理系统，包括系统模块和功能模块，其中，

系统模块为锂电池储能管理子系统，储能管理子系统与PCS集成在一起，对 锂电池储能系统进行监控；

功能模块具体包括通讯接口、数据采集器、数据处理器、数据显示器及数据存 储器，所述的通讯接口与系统模块连接，所述的数据采集器、数据处理器、数据显 示器及数据存储器均与通讯接口连接；

其中，所述的数据采集器收集锂电池储能管理子系统的运行的数据；数据处理 器对采集到的数据进行数据处理；数据存储器将数据分类后分别储存到不同数据库 中；数据显示器对储能装置的装置参数及运行状态进行显示。

所述的系统模块可扩展接入新的储能系统。

所述的通讯接口与系统模块之间采用RJ45网络口连接，采用TPC/IP协议、 使用MODBUS规约交换数据。

所述的功能模块还包括分别与通讯接口连接的数据查询模块、遥控指令模块、 事件与告警模块、用户管理模块及用户报表模块。

数据采集器的具体功能为：收集子系统的运行的数据，并做相应的分类处理， 根据上级系统请求，发送相应格式的数据。

数据采集器能够采集和处理下列几类数据：模拟量，数字量，电度量，状态控 制，保护装置的定值参数、告警信号和动作信号等。系统将采集的实时数据处理后 送至实时数据库，对于数据量变化、保护告警信号和保护动作信号形成告警事件， 以告警窗或语音方式表现，同时存入相应的数据库。

数据采集器主要采集的数据来源有：配电网的电压、电流值；储能并网逆变器 (PCS)传送的交流侧和直流侧电压、电流、功率等信号；电池管理系统(BMS)传送 的电池信息；电能表传送的有功、无功，电流，功率因数。

数据处理器对采集到的数据，根据系统对数据的需求，做相应的偏移、计算、 移位等数据处理，转换为系统所需要的数据类型。主要包括模拟量处理、状态量处 理、电度量数据处理、效率分析及运行分析。

数据显示器主要包括系统画面显示、系统参数及运行状态显示、PCS显示、 BMS显示及实时曲线显示。

数据存储器以一定的格式，把数据实行分类，分别存储到不同的数据库与表中。 并且与整个智能微电网子系统进行数据库集成，放在能源管理系统统一的Oracle 数据库平台。

数据查询模块根据查询的条件，以列表或是以曲线的方式，返回查询的数据。 通过历史数据整合，分析储能系统的可靠性、安全性和经济性，包括以下分析内容： 建立储能系统运行和充放电数据的历史数据库，建立储能系统在电池SOC、电压、 电流、温度等状态的充放电数据库。

遥控指令模块进行控制操作时，必须使用有控制权限账户进行登入。操作过程 要经过相关操作闭锁条件检测，确定相关操作储能系统是否能执行。控制操作执行 后，系统会记录操作时间、操作内容、操作结果和操作登录账户。在系统记录中会 区分本地控制、远程控制和自动运行。一个系统同时只有一个操作能被执行。具体 功能有：启动、停机、复位、恒功率控制充放电模式、恒电流控制充放电模式、自 定义充放电模式、固定充放电模式。

事件与告警模块显示与记录各子系统运行报警与事件，并可以根据条件查询。

用户管理模块具有权限用户的添加、删除、修改等功能。

用户报表模块根据需要，对历史数据进行分类处理，以报表的形式显示和存储。

与现有技术相比，本发明的微网系统中储能装置管理系统具有以下优点及有 益效果：

(1)对储能电池系统和储能装置PCS、BMS相关遥测、遥信点的实时数据 进行采集接入。监测每节蓄电池电压、温度、蓄电池组电流、组端电压，蓄电池监 测状态以数据和图形化显示(折线图、棒状图、方块图)、数据与图表可打印。

(2)具有专业分析管理软件，自动生成月报表并可打印。月报表显现每节电 池在当月运行中电压、报警记录，发生最高、最低运行事件，通过储能系统管理模 块的人机界面对所采集的数据进行监视分析，支持容量核对，可显示蓄电池组在放 电过程中的放电曲线和每节放电曲线。

(3)数据分析过程无需中断蓄电池在线监测，可同时多组监测。

(4)通过人机界面对各储能装置进行遥控和遥调操作(如PCS的充放电策略、 BMS的温度控制调节等)，方便通过储能系统管理模块对储能设备做各种测试试 验。

(5)具有历史数据记录功能，可查询历史记录。

(6)远程在线监测蓄电池电压、电流、温度。

(7)远程单体蓄电池内阻超限报警、电压超高、超低报警、市电和故障报警 并自动记录报警内容时间。

(8)对关口表、线路表等智能电表的信息进行采集，通过储能系统管理模块 可了解储能系统充用电和供放电数据，分析储能系统充放电效率。

(9)根据各种能源的使用情况，做出储能系统最优化使用方案，引导用户对 储能系统的合理使用。

(10)根据储能系统本身的设备性能指标，进行设备间的协调控制，提供高 效的充放电策略。

(11)结合能源管理系统给出的电能质量相关数据，控制储能系统的运行， 优化储能系统对电能质量的影响。

(12)存储各储能系统运行数据，形成相关数据表报，评估储能系统各项性 能指标。

(13)集中展示社区各储能系统的运行情况和相关数据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种微网系统中储能装置管理系统，如图1所示，包括系统模块1和功能模块 2，其中，系统模块1为锂电池储能管理子系统11，储能管理子系统11与PCS集 成在一起，对锂电池储能系统进行监控；

功能模块2具体包括通讯接口21、数据采集器22、数据处理器23、数据显示 器24、数据存储器25、数据查询模块26、遥控指令模块27、事件与告警模块28、 用户管理模块29及用户报表模块20，通讯接口21与系统模块1连接，数据采集 器22、数据处理器23、数据显示器24、数据存储器25、数据查询模块26、遥控 指令模块27、事件与告警模块28、用户管理模块29及用户报表模块20均与通讯 接口21连接。系统模块1可扩展接入新的储能系统。

其中，通讯接口21与系统模块1之间采用RJ45网络口连接，采用TPC/IP协 议、使用MODBUS规约交换数据。

数据采集器22收集锂电池储能管理子系统的运行的数据；数据处理器23对采 集到的数据进行数据处理；数据存储器25将数据分类后分别储存到不同数据库中； 数据显示器24对储能装置的装置参数及运行状态进行显示。

数据采集器22的具体功能为：收集子系统的运行的数据，并做相应的分类处 理，根据上级系统请求，发送相应格式的数据。数据采集器22能够采集和处理下 列几类数据：模拟量，数字量，电度量，状态控制，保护装置的定值参数、告警信 号和动作信号等。系统将采集的实时数据处理后送至实时数据库，对于数据量变化、 保护告警信号和保护动作信号形成告警事件，以告警窗或语音方式表现，同时存入 相应的数据库。数据采集器22主要采集的数据来源有：配电网的电压、电流值； 储能并网逆变器(PCS)传送的交流侧和直流侧电压、电流、功率等信号；电池管理 系统(BMS)传送的电池信息；电能表传送的有功、无功，电流，功率因数。

数据处理器23对采集到的数据，根据系统对数据的需求，做相应的偏移、计 算、移位等数据处理，转换为系统所需要的数据类型。主要包括模拟量处理、状态 量处理、电度量数据处理、效率分析及运行分析。

数据显示器24主要包括系统画面显示、系统参数及运行状态显示、PCS显示、 BMS显示及实时曲线显示。

数据存储器25以一定的格式，把数据实行分类，分别存储到不同的数据库与 表中。并且与整个智能微电网子系统进行数据库集成，放在能源管理系统统一的 Oracle数据库平台。

数据查询模块26根据查询的条件，以列表或是以曲线的方式，返回查询的数 据。通过历史数据整合，分析储能系统的可靠性、安全性和经济性，包括以下分析 内容：建立储能系统运行和充放电数据的历史数据库，建立储能系统在电池SOC、 电压、电流、温度等状态的充放电数据库。

遥控指令模块27进行控制操作时，必须使用有控制权限账户进行登入。操作 过程要经过相关操作闭锁条件检测，确定相关操作储能系统是否能执行。控制操作 执行后，系统会记录操作时间、操作能容、操作结果和操作登录账户。在系统记录 中会区分本地控制、远程控制和自动运行。一个系统同时只有一个操作能被执行。 具体有功能有：启动、停机、复位、恒功率控制充放电模式、恒电流控制充放电模 式、自定义充放电模式、固定充放电模式。

事件与告警模块28显示与记录各子系统运行报警与事件，并可以根据条件查 询。用户管理模块29具有权限用户的添加、删除、修改等功能。用户报表模块20 根据需要，对历史数据进行分类处理，以报表的形式显示和存储。