具有本地环境监控功能的集装箱储能系统

技术领域

本发明属于集装箱储能系统领域，具体涉及一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统。

背景技术

随着国际能源油价的不断上涨和城市环境压力的增大，寻求新能源来替代传统能源的浪潮逐渐显现。在这一趋势下，清洁能源走入了人们的视野，成为人们选择新能源。同时，随着国家对新能源产业的大力支持和新能源相关行业的快速发展，储能电池相关技术、设备、产品的应用越来越广泛，如锂电池产品、新能源车、锂电池储能系统、储能电仓等。

在储能技术的发展过程中，储能集装箱的使用也越来越多，储能集装箱的内部设有用于供电、储能的锂电池，整体为集装箱结构，可以随车移动，运输方便，能够很好地解决一些特殊地区的临时用电、储能需求。

现有技术中，储能集装箱中还缺少与其配合的比较好的储能系统，使得储能集装箱的智能化程度不高，容易发生故障，运行时意外风险大。基于此，本申请对集装箱储能系统进行了进一步的研究，提供了一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统，能够对储能集装箱中的电气设备进行智能化监控与管理，以保障箱内环境符合系统工作要求。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

具有本地环境监控功能的集装箱储能系统，该集装箱储能系统包括储能集装箱，该储能集装箱中设有制冷空调、电加热器、加热风扇、循环风扇、温湿度计、储能变流器PCS、电池管理系统BMS、二次回路电表、消防系统、箱门信息模块、就地显示模块、排风风扇、急停按钮、能量管理系统EMS；还包括控制中心，所述制冷空调、电加热器、加热风扇、循环风扇、排风风扇连接至设于所述控制中心上的各自的电源开关；所述制冷空调还连接至所述控制中心上的RS485接口，所述温湿度计、二次回路电表、消防系统、箱门信息模块、就地显示模块均连接至所述控制中心上的RS485接口； 所述储能变流器PCS、电池管理系统BMS、消防系统、急停按钮、能量管理系统EMS均连接至设于所述控制中心上的各自的干接点；所述消防系统还连接至网络接口中，用于联网。

本申请中的集装箱储能系统通过在集装箱中设置了多个功能电气单元及智能模块，可以实现对储能集装箱的智能化管理和信息采集，能够对环境与设备进行有效监控和控制，保障系统的稳定高效运行。

一种优选的实施方式中，所述制冷空调用于进行集装箱电池仓内的空气制冷，所述制冷空调的通信/控制内容包括：制冷温度设置、制冷偏差温度设置、高温告警温度设置、低温告警温度设置、加热温度设置、加热偏差温度设置、开关机控制、柜内当前温度信息、高低压告警信息、高低温告警信息、传感器故障信息中的一种或多种。制冷空调能够根据工作环境和设备指令进行工作，保证储能集装箱内的温度处于稳定合适的区间内。

一种优选的实施方式中，所述电加热器用于进行集装箱电池仓内的空气加热；所述加热风扇用于进行集装箱电池仓内的加热空气强制流动；所述循环风扇用于进行集装箱电池仓内的加热/制冷空气的强制流动；所述排风风扇用于进行集装箱电池仓的通风。这些设备的配合工作能够保证储能集装箱内的温度处于稳定合适的区间内。

一种优选的实施方式中，所述温湿度计用于进行集装箱电池仓内空气温度、空气湿度信息的监测，以及集装箱外环境空气温度、空气湿度信息的监测；所述温湿度计的通信/控制内容包括：温度信息、湿度信息中的一种或多种。所述温湿度计的监控信息会传输至控制中心，若温度、湿度超过设定的合理范围，可以由控制中心发送指令控制设备进行降温、加热、通风、排湿等操作。

一种优选的实施方式中，所述二次回路电表用于进行集装箱配电回路的电能计量，所述二次回路电表的通信/控制内容包括：电压信息、电流信息、功率信息、有功电能信息中的一种或多种。二次回路电表所采集的信息会传输至控制中心，若信号异常，可以由控制中心发送指令控制设备进行对应的操作。

一种优选的实施方式中，所述消防系统通过其中的传感器和灭火装置进行集装箱内电池组的烟雾探测、温度探测及消防灭火；所述消防系统的通信/控制内容包括：消防控制器运行状态信息、火警状态信息、启动/停止状态信息，气体喷洒状态信息中的一种或多种。

一种优选的实施方式中，所述储能变流器PCS用于通过干接点接收告警信号；所述电池管理系统BMS用于通过干接点接收告警信号。

一种优选的实施方式中，所述能量管理系统EMS用于建立通信及进行数据交互，所述能量管理系统EMS的通信/控制内容包括：集装箱内温度信息、湿度信息、空调运行状态、消防系统运行状态、加热运行状态、风机运行状态、急停信息、箱门开关状态中的一种或多种。

一种优选的实施方式中，所述箱门信息模块包括箱门行程开关，所述箱门行程开关的开关状态信息通过干接点传送至控制中心；所述就地显示模块用于通过显示屏显示：集装箱内温度信息、湿度信息、空调运行状态、消防系统运行状态、加热运行状态、风机运行状态、急停信息、箱门开关状态信息中的一种或多种，方便工作人员查看。

一种优选的实施方式中，所述急停按钮用于执行集装箱中的设备单元的急停操作，并将急停信号通过干接点传送至控制中心。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统，能够对储能集装箱中的电气设备进行智能化监控与管理，以保障箱内环境符合系统工作要求。

附图说明

图1为本发明中的集装箱储能系统的模块示意图。

图2为本发明中的集装箱储能系统中的上电逻辑流程图。

图3为本发明中的集装箱储能系统中的温度监控逻辑流程图。

图4为本发明中的集装箱储能系统中的空调启动逻辑流程图。

图5为本发明中的集装箱储能系统中的加热逻辑流程图。

图6为本发明中的集装箱储能系统中的应急处置逻辑流程图。

图7为本发明中的集装箱储能系统中的故障告警逻辑流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1，本申请中的一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统，该集装箱储能系统包括储能集装箱，该储能集装箱中设有制冷空调、电加热器、加热风扇、循环风扇、温湿度计、储能变流器PCS、电池管理系统BMS、二次回路电表、消防系统、箱门信息模块、就地显示模块、排风风扇、急停按钮、能量管理系统EMS；还包括控制中心，所述制冷空调、电加热器、加热风扇、循环风扇、排风风扇连接至设于所述控制中心上的各自的电源开关；所述制冷空调还连接至所述控制中心上的RS485接口，所述温湿度计、二次回路电表、消防系统、箱门信息模块、就地显示模块均连接至所述控制中心上的RS485接口； 所述储能变流器PCS、电池管理系统BMS、消防系统、急停按钮、能量管理系统EMS均连接至设于所述控制中心上的各自的干接点；所述消防系统还连接至网络接口中，用于联网。

具体的，本申请中，所述制冷空调用于进行集装箱电池仓内的空气制冷，所述制冷空调的通信/控制内容包括：制冷温度设置、制冷偏差温度设置、高温告警温度设置、低温告警温度设置、加热温度设置、加热偏差温度设置、开关机控制、柜内当前温度信息、高低压告警信息、高低温告警信息、传感器故障信息中的一种或多种。制冷空调能够根据工作环境和设备指令进行工作，保证储能集装箱内的温度处于稳定合适的区间内。

本申请中，所述电加热器用于进行集装箱电池仓内的空气加热；所述加热风扇用于进行集装箱电池仓内的加热空气强制流动；所述循环风扇用于进行集装箱电池仓内的加热/制冷空气的强制流动；所述排风风扇用于进行集装箱电池仓的通风。这些设备的配合工作能够保证储能集装箱内的温度处于稳定合适的区间内。

本申请中，所述温湿度计用于进行集装箱电池仓内空气温度、空气湿度信息的监测，以及集装箱外环境空气温度、空气湿度信息的监测；所述温湿度计的通信/控制内容包括：温度信息、湿度信息中的一种或多种。所述温湿度计的监控信息会传输至控制中心，若温度、湿度超过设定的合理范围，可以由控制中心发送指令控制设备进行降温、加热、通风、排湿等操作。

本申请中，所述二次回路电表用于进行集装箱配电回路的电能计量，所述二次回路电表的通信/控制内容包括：电压信息、电流信息、功率信息、有功电能信息中的一种或多种。二次回路电表所采集的信息会传输至控制中心，若信号异常，可以由控制中心发送指令控制设备进行对应的操作。

本申请中，所述消防系统通过其中的传感器和灭火装置进行集装箱内电池组的烟雾探测、温度探测及消防灭火；所述消防系统的通信/控制内容包括：消防控制器运行状态信息、火警状态信息、启动/停止状态信息，气体喷洒状态信息中的一种或多种。

本申请中，所述储能变流器PCS用于通过干接点接收告警信号；所述电池管理系统BMS用于通过干接点接收告警信号。所述能量管理系统EMS用于建立通信及进行数据交互，所述能量管理系统EMS的通信/控制内容包括：集装箱内温度信息、湿度信息、空调运行状态、消防系统运行状态、加热运行状态、风机运行状态、急停信息、箱门开关状态中的一种或多种。

本申请中，所述箱门信息模块包括箱门行程开关，所述箱门行程开关的开关状态信息通过干接点传送至控制中心；所述就地显示模块用于通过显示屏显示：集装箱内温度信息、湿度信息、空调运行状态、消防系统运行状态、加热运行状态、风机运行状态、急停信息、箱门开关状态信息中的一种或多种，方便工作人员查看。所述急停按钮用于执行集装箱中的设备单元的急停操作，并将急停信号通过干接点传送至控制中心。

图1中，a类箭头为 LCS电气控制输出，可控制空调、电加热器、加热风扇、循环风扇、排风风扇的电源通断；c类箭头为LCS与环境监控及控制设备的数据通信方向，其中电表及温湿度计为单相上传通信，空调、消防、就地显示、EMS为双向通信；b类箭头为干接点输入输出，其中急停按钮为输入，PCS、BMS为输出。

具体来看图2至图7所示的本发明中的实施方式中的控制流程。

如图2所示，为系统中的上电逻辑流程图，上电时设备依次启动，设备运行过程中进行自检及循环自检，若发现故障和异常，就进行就地信息显示告警及上传至系统控制中心。

如图3所示，为系统中的温度监控逻辑流程图，温度传感器按照设定的时段采集箱内温度信息，当温度高于30°时，启动制冷空调和循环风扇，当温度小于10°时，启动电加热和加热风扇，使箱内温度维持在10°~30°之间，保证设备的温度运行。

如图4所示，为系统中的空调启动逻辑流程图，空调获取温湿度计采集的温湿度信息，与设定的温度范围进行比对，根据比对结果执行制冷操作。

如图5所示，为系统中一种实施方式中的加热逻辑流程图，可参考温度监控逻辑流程图。

如图6所示，为系统中的应急处置逻辑流程图，系统不断监控及进行应急信息采集，并对应急信息进行识别，应急信息包括急性信息、消防信息、EMS应急信息等，识别后进行报警，同时切断相应的电气设备，并上报处置信息。

如图7所示，为系统中的故障告警逻辑流程图，当系统识别出故障后，除了就地显示故障信息，还将信息上报。

本申请中，控制中心可以为集装箱内部的电脑设备或PLC控制中心；系统的数据信息获取通过安装的传感器、摄像头、检测单元、麦克风等设备获得。

以上描述可以看出，本发明提供了一种具有本地环境监控功能的集装箱储能系统，能够对储能集装箱中的电气设备进行智能化监控与管理，以保障箱内环境符合系统工作要求。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。