一种储能系统用的本地能量管理机

技术领域

本发明涉及储能系统管理系统技术领域，具体涉及一种储能系统用的本地能量管理机。

背景技术

随着中小储能系统的普及，安全问题日益严峻。一般储能系统最核心的三个部件是BMS（电池管理系统），EMS（能量管理系统），PCS（储能变流器）。现有的中小储能由于项目成本压力且EMS价格比较高昂，一般由BMS同时兼容EMS功能。这种储能管理系统主要应用与中小项目，当遇到数据量大、处理逻辑、能量调度等高级项目时力不从心，BMS已经偏离原本应有的纯粹的保护电池与检测功能，而且更多的功能也就意味着BMS系统的风险增加，由于储能系统不可缺失能量调度与控制的功能，而且BMS还需要实时检测电池系统状态。

如何设计一种设计巧妙，结构简单，可靠性高，实时监控电池簇的全数据，实时监控与控制PCS的全数据，并在监控到电池簇有问题时及时向PCS发出待机停机等指令，实时监控本地PCS、总功率、光伏等多功能表的数据检测与采集，控制工业设备如空调，液冷等散热系统正常运行，云平台数据传输，本地数据、事件记录，外部节点控制与输入处理的一种储能系统用的本地能量管理机是目前需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有的中小储能由于项目成本压力且EMS价格比较高昂，一般由BMS同时兼容EMS功能。这种储能管理系统主要应用与中小项目，当遇到数据量大、处理逻辑、能量调度等高级项目时力不从心，BMS已经偏离原本应有的纯粹的保护电池与检测功能，而且更多的功能也就意味着BMS系统的风险增加等技术问题，本发明提供一种储能系统用的本地能量管理机，来实现设计巧妙，结构简单，可靠性高，实时监控电池簇的全数据，实时监控与控制PCS的全数据，并在监控到电池簇有问题时及时向PCS发出待机停机等指令，实时监控本地PCS、总功率、光伏等多功能表的数据检测与采集，BMS系统只需要处理与电池相关的数据与参数的处理，对电池安全更有保障，防止外部网络数据请求导致BMS工作不正常，系统更加可靠与安全的目的。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种储能系统用的本地能量管理机，包括BMS显控、储能变流器PCS、数据采用与监控系统SCADA、散热系统、消防系统、电表和电池簇构成的多级架构，多级架构包括二级架构和三级架构，其中在二级架构中，BMS显控实时监控储能变流器PCS和电池簇的全数据，并在监控到电池簇有问题时向储能变流器PCS发出待机或停机指令；所述电池簇由电池管理单元BMU、电池控制单元BCU、绝缘模块三个主要部件组成，每个电池簇由多个电池管理单元BMU组成，电池管理单元BMU之间通信采用菊花链通信，电池管理单元BMU与电池控制单元BCU之间通信由菊花链通信转换为隔离SPI；所述电池控制单元BCU用于采集电池数据，并基于电池数据进行逻辑控制；所述绝缘模块用于监控BMS系统绝缘状态，并通过CAN通信与电池控制单元BCU连接。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述电池管理单元BCU监控电池电压、温度等基本数据并通过CAN通信将信息上传至BMS显控，同时根据电池数据进行相应的策略控制。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述BMS显控收到电池管理单元BCU的电池数据后，根据电池当前状态然后通过CAN通信控制散热系统开启或关闭。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，多个电表数据经485通信方式通过BMS显控进行电表数据计算汇总。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述电表数据计算完成后，BMS显控通过485通信控制储能变流器PCS进行功率输出，储能变流器PCS同时通过CAN通信反馈当前工作状态。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述消防系统实时监控箱体内的温度和气体情况，通过CAN通信与BMS显控进行通信。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述BMS显控将所有模块的数据进行打包，通过以太网发送至数据采用与监控系统SCADA。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述三级架构还包括一个BMS总控，BMS总控下辖多个电池簇，通过CAN通信收集多个电池簇的信息，并进行集中处理后再通过CAN通信与BMS显控进行数据交互，之后工作逻辑与二级架构保持一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明包括BMS显控、储能变流器PCS、数据采用与监控系统SCADA、散热系统、消防系统、电表和电池簇构成的多级架构，有了本地能量管理机，所以BMS系统只需要处理与电池相关的数据与参数的处理，在内部处理数据一方面对电池安全更有保障，另一方面也可以防止外部网络数据请求导致BMS工作不正常，使得系统更加可靠与安全。

附图说明

图1是本发明二级架构模块管理示意图；

图2是本发明二级架构模块管理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，图1是本发明二级架构模块管理示意图；一种储能系统用的本地能量管理机，包括BMS显控、储能变流器PCS、数据采用与监控系统SCADA、散热系统、消防系统、电表和电池簇构成的多级架构，多级架构包括二级架构和三级架构，其中在二级架构中，BMS显控实时监控储能变流器PCS和电池簇的全数据，并在监控到电池簇有问题时向储能变流器PCS发出待机或停机指令；所述电池簇由电池管理单元BMU、电池控制单元BCU、绝缘模块三个主要部件组成，每个电池簇由多个电池管理单元BMU组成，电池管理单元BMU之间通信采用菊花链通信，电池管理单元BMU与电池控制单元BCU之间通信由菊花链通信转换为隔离SPI；所述电池控制单元BCU用于采集电池数据，并基于电池数据进行逻辑控制；所述绝缘模块用于监控BMS系统绝缘状态，并通过CAN通信与电池控制单元BCU连接。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述电池管理单元BCU监控电池电压、温度等基本数据并通过CAN通信将信息上传至BMS显控，同时根据电池数据进行相应的策略控制。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述BMS显控收到电池管理单元BCU的电池数据后，根据电池当前状态然后通过CAN通信控制散热系统开启或关闭。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，多个电表数据经485通信方式通过BMS显控进行电表数据计算汇总。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述电表数据计算完成后，BMS显控通过485通信控制储能变流器PCS进行功率输出，储能变流器PCS同时通过CAN通信反馈当前工作状态。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述消防系统实时监控箱体内的温度和气体情况，通过CAN通信与BMS显控进行通信。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述BMS显控将所有模块的数据进行打包，通过以太网发送至数据采用与监控系统SCADA。

作为上述一种储能系统用的本地能量管理机的进一步优化方案，所述三级架构还包括一个BMS总控，BMS总控下辖多个电池簇，通过CAN通信收集多个电池簇的信息，并进行集中处理后再通过CAN通信与BMS显控进行数据交互，之后工作逻辑与二级架构保持一致。

如图2所示，图2是本发明二级架构模块管理示意图，三级架构在二级架构中多一个BMS总控，通过CAN通信收集多个电池簇的信息，并进行集中处理后再通过CAN通信与BMS显控进行数据交互，之后的工作逻辑与二级架构一致。

实际操作中本发明的工作逻辑如下：

电池管理单元BCU监控电池电压、温度等基本数据通过CAN通信把这些信息上传至BMS显控。同时也会根据电池数据进行相应的策略控制。BMS显控在收到电池管理单元BCU的电池数据后进行逻辑策略判断：

1：根据电池当前状态然后通过CAN通信控制散热系统开启或关闭；

2：多个电表数据通过485通信，通过BMS显控进行电表数据计算汇总；

3：电表数据计算完成后，BMS显控通过485通信控制储能变流器PCS进行功率输出，储能变流器PCS同时通过CAN通信反馈当前工作状态；

4：同时消防系统实时监控箱体内的温度和气体情况，通过CAN通信与BMS显控通信；

5：BMS显控将所有模块的数据进行打包，通过以太网发送至数据采用与监控系统SCADA 。

本发明设计巧妙，结构简单，可靠性高，实时监控电池簇的全数据，实时监控与控制PCS的全数据，并在监控到电池簇有问题时及时向PCS发出待机停机等指令，实时监控本地PCS、总功率、光伏等多功能表的数据检测与采集，BMS系统只需要处理与电池相关的数据与参数的处理，对电池安全更有保障，防止外部网络数据请求导致BMS工作不正常，系统更加可靠与安全，解决现有的中小储能由于项目成本压力且EMS价格比较高昂，一般由BMS同时兼容EMS功能。这种储能管理系统主要应用与中小项目，当遇到数据量大、处理逻辑、能量调度等高级项目时力不从心，BMS已经偏离原本应有的纯粹的保护电池与检测功能，而且更多的功能也就意味着BMS系统的风险增加等技术问题，对现有技术来说，具有很好的市场前景和发展空间。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。