一种适用于储能一体机的安防控制系统及方法

技术领域

本申请涉及储能一体机技术领域，具体涉及一种适用于储能一体机的安防控制系统及方法。

背景技术

储能一体机是一种应用于分布式储能系统中实现DC/DC+DC/AC变换的设备，其主要功能在于将直流能量经过DC/DC控制向电池单元进行充电，并且可通过DC/AC变换技术输出交流能量向负载供电，或将AC输出和电网进行相位及频率同步，在允许向电网馈电的情况下向电网馈电。

然而，当前的储能一体机运行中储能双向变流器(PCS)将直流电转换成交流电时，有杂波进入用户侧电路影响电网性能，各功能模块的控制信号过于依赖自身模块，电池能量管理系统的供电电源在市电断电和UPS故障时失去电源供电而无法正常工作。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本说明书以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种适用于储能一体机的安防控制系统及方法。

本发明公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

第一方面，本申请实施例提供了一种适用于储能一体机的安防控制系统，安防控制系统包括双运行控制系统和双辅助电源供电系统；双运行控制系统包括第一控制模式和第二控制模式，第一控制模式为储能一体机中各个控制模块分别收集和处理各自采集到的信号并根据信号完成模块功能设定；第二控制模式为通过电池能量管理系统与各个控制模块之间进行数据交互，并判定控制模块出现故障时，替换故障模块完成信号处理功能；双辅助电源供电系统包括UPS电源，UPS电源包括第一路供电模式和第二路供电模式，第二路供电模式为在储能一体机的电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变压器的零线和储能双向变流器的三相电组成220V交流电，第一路供电模式为通过用户配电柜接入220V交流电。

在一些实施例中，各个控制模块包括但不限于能量转换模块、温控模块、消防模块和远程监控模块，电池能量管理系统分别与各个控制模块进行通信连接。

在一些实施例中，能量转换模块包括隔离变压器、储能双向变流器、直流侧电池系统和交流断路器；直流侧电池系统包括电池簇、电池管理系统和直流断路器；能量转换模块用于通过对电池簇充放电完成能量的存储和释放。

在一些实施例中，温控模块包括温湿度传感器和空调，温控模块用于通过温湿度传感器采集的温湿度数据和电池管理系统采集的电池温度数据使空调在预设环境阈值下对储能一体机进行制冷、制热和除湿。

在一些实施例中，消防模块包括安装在储能一体机内部的若干传感器和消防管路；消防模块用于通过若干传感器采集的环境数据以及电池管理系统采集的电压温度数据判定当前时刻储能一体机处于紧急消防情况时，通过消防管路保障储能一体机运行安全。

在一些实施例中，消防管路包括管路阀门、消防药剂和水喷淋系统，当储能一体机处于紧急消防情况时，开启管路阀门，并通过消防药剂和水喷淋系统进行消防处理。

在一些实施例中，若干传感器包括但不限于温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、气体传感器。

在一些实施例中，远程监控模块包括视频监控设备、门禁和无线通信模块。

在一些实施例中，远程监控模块通过无线通信模块将电池能量管理系统的运行信号以及电池管理系统的运行信号实时上传至云平台，通过云平台远程对安防控制系统进行运行数据分析和异常情况处理。

第二方面，本申请提供了一种适用于储能一体机的安防控制方法，应用于如适用于储能一体机的安防控制系统，安防控制系统包括双运行控制系统和双辅助电源供电系统，双辅助电源供电系统包括UPS电源，包括：当双运行控制系统处于第一控制模式时，通过储能一体机中各个控制模块分别收集和处理各自采集到的信号并根据信号完成模块功能设定；当双运行控制系统处于第二控制模式时，通过电池能量管理系统与各个控制模块之间进行数据交互，并判定控制模块出现故障时，替换故障模块完成信号处理功能；当UPS电源处于第二路供电模式时，在储能一体机的电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变压器的零线和储能双向变流器的三相电组成220V交流电；当UPS电源处于第一路供电模式时，通过用户配电柜接入220V交流电。

本发明设计了一种适用于储能一体机的安防控制系统，在电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变特有的零线接口和电池系统自身的电源输出，给UPS提供第二路供电系统。另外，本发明增加电池能量管理系统与系统各个控制模块的通信互通和逻辑判定功能，在如温控模块、消防模块和远程通信模块等控制模块出现故障的情况下，电池能量管理系统能接管各控制模块的信号处理功从而确保储能系统高效平稳运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1是本申请实施例提供的适用于储能一体机的安防控制系统示意图；

图2是本申请实施例提供的安防控制系统双运行控制逻辑示意图；

图3是本申请实施例提供的储能一体机的结构正视图；

图4是本申请实施例提供的储能一体机的结构侧视图。

100、消防安装区域，200、储能双向变流器300、隔离变压器，400、UPS电源和电池管理系统安装区域，500、用户配电柜，600、电池簇，700、电池能量管理系统，800、无线通信模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种适用于储能一体机的安防控制系统及方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种适用于储能一体机的安防控制系统，如图1所示，安防控制系统包括电池能量管理系统(EMS)和各个控制模块，各个控制模块包括但不限于能量转换模块、温控模块、消防模块和远程监控模块，电池能量管理系统分别与各个控制模块进行通信连接。

本申请实施例中，电池能量管理系统(EMS)具有采集、存储、逻辑判定等功能，用于记录储能一体机的各种运行数据，也可以在温控模块、消防模块和电池管理系统(BMS)出现故障时，替代相关模块实现各自的功能。

具体地，如图2所示，双运行控制系统和双辅助电源供电系统；双运行控制系统包括第一控制模式和第二控制模式，第一控制模式为储能一体机中各个控制模块分别收集和处理各自采集到的信号并根据信号完成模块功能设定；第二控制模式为通过电池能量管理系统与各个控制模块之间进行数据交互，并判定控制模块出现故障时，替换故障模块完成信号处理功能；双辅助电源供电系统包括UPS电源，UPS电源包括第一路供电模式和第二路供电模式，第二路供电模式为在储能一体机的电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变压器的零线和储能双向变流器的三相电组成220V交流电，第一路供电模式为通过用户配电柜接入220V交流电。

在一些实施例中，能量转换模块包括隔离变压器、储能双向变流器(PCS)、直流侧电池系统和交流断路器；直流侧电池系统包括电池簇、电池管理系统(BMS)和直流断路器；能量转换模块用于通过对电池簇充放电完成能量的存储和释放。

在本申请实施例中，交流断路器还包括高压断路器和低压断路器。能量转换模块由隔离变压器、PCS、交流断路器、电池簇、直流断路器和BMS等构成，本申请实施例通过对电池簇充放电的过程完成能量的存储和释放，实现储能功能。

在一些实施例中，温控模块包括温湿度传感器和空调，温控模块用于通过温湿度传感器采集的温湿度数据和电池管理系统采集的电池温度数据使空调在预设环境阈值下对储能一体机进行制冷、制热和除湿。

在本申请实施例中，温控模块有安装在储能一体机内部的温湿度传感器以及空调构成，通过温湿度传感器采集的温湿度信号和BMS采集的电池温度数据，使空调在合适的条件下对储能一体机内部制冷、制热和除湿功能，确保电池在适宜的环境下工作。

在一些实施例中，如图3和图4所示，本申请实施例在储能一体机的消防安装区域100设置了消防模块、空调以及远程监控模块。另外，储能一体机内部还设置有储能双向变流器200、隔离变压器300、用户配电柜500、电池簇600、电池能量管理系统700和无线通信模块800等。本申请实施例UPS电源以及电池管理系统分别设置在UPS电源和电池管理系统安装区域400。本申请实施例储能一体机的主要电气系统有隔离变压器、PCS、交流断路器、电池簇、直流断路器、BMS和电流表等器件构成，本申请实施例通过PCS对电池簇进行充放电实现直交流转换，满足各种工况用电需求。

消防模块包括安装在储能一体机内部的若干传感器、排风装置和消防管路等；电池管理系统与消防模块连接。消防模块用于通过若干传感器采集的环境数据以及电池管理系统采集的电压温度数据判定当前时刻储能一体机处于紧急消防情况时，通过消防管路保障储能一体机运行安全。

在一些实施例中，消防管路包括管路阀门、消防药剂和水喷淋系统，当储能一体机处于紧急消防情况时，开启管路阀门，并通过消防药剂和水喷淋系统进行消防处理。

在本申请实施例中，若干传感器包括但不限于温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、气体传感器。消防模块有安装在储能一体机内部的各种传感器和消防管路构成，本申请实施例通过温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等以及电池管理系统采集的电压温度等数据，在紧急情况下，开启内部消防系统保障一体机运行安全。

在一些实施例中，远程监控模块包括视频监控设备、门禁和无线通信模块。

在一些实施例中，远程监控模块通过无线通信模块将电池能量管理系统的运行信号以及电池管理系统的运行信号实时上传至云平台，通过云平台远程对安防控制系统进行运行数据分析和异常情况处理。

在本申请实施例中，无线通信模块可以包括4G/WIFI通信模块等。本申请实施例远程监控模块由视频监控设别、门禁和无线通信模块等组成。本申请实施例通过无线通信模块，将储能系统运行信号实时上传至云平台，做到远程对系统运行数据分析和异常情况处理；也可以实现远程BMS、EMS等软件系统的迭代升级功能，减少异常停机时间和系统的运维成本。

在本申请实施例中，适用于储能一体机的安防控制系统有高压交流断路器、隔离变压器、PCS、电池管理系统、电池能量管理系统、直流断路器、电池包、空调、消防、远程通信等模块构成。安防控制系统电路中的隔离变压器的零线与PCS的线路构成220V电源线路，为系统的辅助电源UPS提供双电源供电。UPS电源作为储能一体机的辅助电源，给温控模块、消防模块、电池管理系统、电池能量管理系统和远程监控模块进行供电，在市电断电的情况下，安防控制系统的各个管理模块仍可长期正常工作。电池能量管理系统与PCS、空调、消防、变压器、断路器、监控以及电表等器件实现信号交叉互通，在各部件出现故障的情况下，电池能量管理系统实现各项功能的管控工作，从而提高系统的运行可靠性。

第二方面，本申请提供了一种适用于储能一体机的安防控制方法，应用于如适用于储能一体机的安防控制系统，安防控制系统包括双运行控制系统和双辅助电源供电系统，双辅助电源供电系统包括UPS电源，包括：当双运行控制系统处于第一控制模式时，通过储能一体机中各个控制模块分别收集和处理各自采集到的信号并根据信号完成模块功能设定；当双运行控制系统处于第二控制模式时，通过电池能量管理系统与各个控制模块之间进行数据交互，并判定控制模块出现故障时，替换故障模块完成信号处理功能；当UPS电源处于第二路供电模式时，在储能一体机的电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变压器的零线和储能双向变流器的三相电组成220V交流电；当UPS电源处于第一路供电模式时，通过用户配电柜接入220V交流电。

本发明设计了一种适用于储能一体机的安防控制系统，在电气线路中加入隔离变压器，利用隔离变特有的零线接口和电池系统自身的电源输出，给UPS提供第二路供电系统。另外，本发明增加电池能量管理系统与系统各个控制模块的通信互通和逻辑判定功能，在如温控模块、消防模块和远程通信模块等控制模块出现故障的情况下，电池能量管理系统能接管各控制模块的信号处理功能确保储能系统高效平稳运行。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个模块的具体实施可参见前面的系统以及方法实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种适用于储能一体机的安防控制系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。