一种电化学储能电站电池管理系统应急通信方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统维护技术领域，尤其涉及一种电化学储能电站电池管理系统应急通信方法及装置。

背景技术

电化学储能电站作为构建新型电力系统的重要支撑环节，在电力系统中装机容量不断快速增长。但是受到储能系统工况复杂和通信系统可靠性不高的影响，储能通信系统故障时有发生，现有通信系统中断后通常采用停机方式进行处理，以避免安全事故的发生，从而严重影响电力系统的安全稳定运行。

现有储能电站电池管理系统主要通过CAN、SPI或菊花链等通信方式以单一信道进行通信，当通信信道物理中断或者阻塞时，电池单体信息无法上送，进而无法准确掌握电池的运行状态，只能以停机方式进行处理。同时如单独建立通信信道，会极大增加通信成本和通信设备体积。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电化学储能电站电池管理系统应急通信方法及，通过构建应急通信信道实现了储能电池应急通信，提高了电化学储能电站通信的可靠性，降低了构建安全通信信道的成本。

本发明实施例的第一方面提供了一种电化学储能电站电池管理系统应急通信方法，所述方法包括：

采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，所述数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态；

若所述数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将所述采集模块地址码存在数组中，将所述数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使所述电池管理单元根据所述采集模块地址码进行判断并上传故障信息至所述电池簇管理单元，若所述数据发送状态为发送数据正常状态，则确认电化学储能电站无故障可继续运行，不启动应急通信信道进行通信，其中，所述应急通信信道是通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块建立。

实施本实施例，采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，若数据发送状态为发送数据正常状态，则不启动应急通信，本方法通过构建应急通信信道，实现电化学储能电站的应急通信，提高了电化学储能电站通信的可靠性，降低了构建安全通信信道的成本。

在第一方面的一种可能的实现方式中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，具体为：

将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元判断采集模块地址码与预设地址码是否一致；

若一致，则启动应急通信，利用应急通信将电池管理单元的故障信息上传至电池簇管理单元，并判断电池管理单元的地址码与数组中的采集模块地址码是否一致，若一致则上传故障信息至电池簇管理单元，若不一致，则继续发送采集模块地址码；

若不一致，则不启动应急通信，继续发送采集模块地址码。

在第一方面的一种可能的实现方式中，启动应急通信信道传输数据，具体为：

利用应急通信数据协议接收所述电池管理单元产生的基带信号，将所述基带信号通过调制驱动电路中进行转换后，得到转换后的信号，将所述转换后的信息输入半桥电路中，得到驱动信号；

将所述驱动信号发送至谐振电路后并通过变压器耦合至线路传输电路中，通过传输电路将所述驱动信号传输至信号接收电路中，使得所述接收电路将所述驱动信号通过滤波电路发送至信号调理电路中，得到载波信号；

将所述载波信号通过二阶有源滤波器发送至控制器中。

在第一方面的一种可能的实现方式中，应急通信数据协议包括采集模块地址码、状态位和校验位。

本发明实施例的第二方面提供了一种电化学储能电站电池管理系统应急通信装置，装置包括采集模块和判断模块，

其中，采集模块用于采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态；

判断模块用于若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元；若数据发送状态为发送数据正常状态，则确认电化学储能电站无故障可继续运行，不启动应急通信信道进行通信，其中，所述应急通信信道是通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块建立。

在第二方面的一种可能的实现方式中，判断模块包括地址码判断单元和执行单元，

其中，地址码判断单元用于将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元判断采集模块地址码与预设地址码是否一致；

执行单元用于若一致，则启动应急通信，利用应急通信将电池管理单元的故障信息上传至电池簇管理单元，并判断电池管理单元的地址码与数组中的采集模块地址码是否一致，若一致则上传故障信息至电池簇管理单元，若不一致，则继续发送采集模块地址码，若不一致，则不启动应急通信，继续发送采集模块地址码。

在第二方面的一种可能的实现方式中，判断模块包括接收单元、转换单元和发送单元，

其中，接收子单元用于利用应急通信数据协议接收电池管理单元产生的基带信号，将基带信号通过调制驱动电路中进行转换后，得到转换后的信号，将转换后的信息输入半桥电路中，得到驱动信号；

转换子单元用于将驱动信号发送至谐振电路后并通过变压器耦合至线路传输电路中，通过传输电路将驱动信号传输至信号接收电路中，使得接收电路将驱动信号通过滤波电路发送至信号调理电路中，得到载波信号；

发送子单元用于将载波信号通过二阶有源滤波器发送至电池管理单元的控制器中。

在第二方面的一种可能的实现方式中，应急通信数据协议包括采集模块地址码、状态位和校验位。

本发明实施例的第三方面提供了一种电化学储能电站电池管理系统应急通信系统，系统包括低压辅助线路、电化学储能电站电池管理系统应急通信装置和低压辅助电源端口，

其中，电化学储能电站电池管理系统应急通信装置用于执行如本实施例第一方面任意一项的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法；

低压辅助线路与电化学储能电站电池管理系统应急通信装置连接，电化学储能电站电池管理系统应急通信装置与低压辅助电源端口连接。

在第三方面的一种可能的实现方式中，低压辅助线路用于向电化学储能电站电池管理系统应急通信装置供电；

电化学储能电站电池管理系统应急通信装置用于采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态，若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，若数据发送状态为发送数据正常状态，则不启动应急通信；

低压辅助电源端口用于将采集的电化学储能电站电池管理系统应急通信装置的信号通过电化学储能电站电池管理系统应急通信装置发送至控制器中。

附图说明

图1：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的流程示意图；

图2：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的应急通信方法结构示意图；

图3：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的BCMU程序流程示意图；

图4：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的BMU程序流程示意图；

图5：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的应急通信模块结构示意图；

图6：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法一种实施例的应急通信数据协议示意图；

图7：为本发明提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法另一种实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明实施例提供的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法的一种实施例的流程示意图，包括步骤S11～S12，各步骤具体如下：

S11、采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态。

在本实施例中，如图2所示，该储能电站应急通信主要通过在高压信号箱、电池管理单元、电池簇管理单元的低压辅电处加装应急通信模块，利用电池管理系统的低压辅助回路进行供电。在使用中BCMU通过检测原有的通信方式是否能正常发送数据，原有通信方式可以判断BMU通信数据收发是否正常。

S12、若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，若所述数据发送状态为发送数据正常状态，则不启动应急通信。

在优选的实施例当中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，具体为：

将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元判断采集模块地址码与预设地址码是否一致；

若一致，则启动应急通信，利用应急通信将电池管理单元的故障信息上传至电池簇管理单元，并判断电池管理单元的地址码与数组中的采集模块地址码是否一致，若一致则上传故障信息至电池簇管理单元，若不一致，则继续发送采集模块地址码；

若不一致，则不启动应急通信，继续发送采集模块地址码。

在优选的实施例当中，启动应急通信信道传输数据，具体为：

利用应急通信数据协议接收电池管理单元产生的基带信号，将基带信号通过调制驱动电路中进行转换后，得到转换后的信号，将转换后的信息输入半桥电路中，得到驱动信号；

将驱动信号发送至谐振电路后并通过变压器耦合至线路传输电路中，通过传输电路将驱动信号传输至信号接收电路中，使得接收电路将驱动信号通过滤波电路发送至信号调理电路中，得到载波信号；

将载波信号通过二阶有源滤波器发送至控制器中。

在优选的实施例当中，应急通信数据协议包括采集模块地址码、状态位和校验位。

在本实施例中，如果BCMU检测到原有的通信方式不能正常发送数据，即发送数据处于故障状态，则启动应急通信信道，将存在故障的BMU和高压箱信号采集模块地址码存在数据a(i)中，然后依次下发故障数据地址码到BMU中，并判断故障的BMU或高压箱信息采集模块是否上传故障信息。如果上传了故障信息，则进行下一个故障地址码的下发工作，如果没有接收到故障信息，则继续发送原地址码。

如图3和图4所示，在将故障数据地址码下发到对应的BMU中后，对应的BMU单元需要对故障地址码数据进行响应，判断所述故障地址码是否与该单元地址码对应，若对应，则启动应急通信上传故障数据到BCMU中，在上传故障数据到BCMU时，判断上传故障数据的地址码与下发的故障地址码是否一致，若一致，则将故障数据上传至BCMU中，若不一致，则继续检测BCMU下发的故障数据地址码。

图5为所提的电化学储能电站电池管理系统应急通信模块结构示意图，线路传输电路一端接入供电开关电源组成的低压辅助线路，另一端接入电池簇管理单元(BCMU)、电池管理单元(BMU)和高压箱信号采集模块的低压辅助电源端口。线路传输电路还由L

图6所示为电化学储能电站数据协议示意图，所示地址位为各电池簇管理单元(BCMU)、电池管理单元(BMU)和高压箱信号采集模块的固定地址编码，地址为个数可随个数进行地址的增减，所示状态位展示可充电、可放电、电池过温和电池过压三种状态，上传至BCMU以供储能电站进行临时应急充电电管理和决策。所示校验位通过将前述地址位和状态位相加，并进行奇偶判断，以验证数据传输的正确性。

其中，地址位：5位地址位，最高支持32个节点，可拓展；状态位：11表示可充电，01表示可放电，11表示电池过温，10表示电池过压；校验位：奇偶校验位，采用每个位相加进行校验。

本发明提供的一种电化学储能电站电池管理系统应急通信方法，用以解决当电化学储能电站通信中断无法正常工作的难题。通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块，提升了电化学储能电站通信的可靠性，同时采用提出的应急工作判断机制和应急数据上送协议，便于电化学储能电站在运维人员到达前持续安全稳定的运行，而且提出的电化学储能电站应急通信协议及MCU软件工作流程，可以利用简化的编程模式及握手通信方法，实现电化学储能电站安全、快速、实时的应急通信。

实施例二

相应地，参见图7，图7是本发明提供的一种电化学储能电站电池管理系统应急通信装置，如图所示，该一种电化学储能电站电池管理系统应急通信装置包括采集模块701和判断模块702，

其中，采集模块701用于采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态；

判断模块702用于若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元；若数据发送状态为发送数据正常状态，则确认电化学储能电站无故障可继续运行，不启动应急通信信道进行通信，其中，所述应急通信信道是通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块建立。

在优选的实施例当中，判断模块702包括地址码判断单元7021和执行单元7022，

其中，地址码判断单元7021用于将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元判断采集模块地址码与预设地址码是否一致；

执行单元7022用于若一致，则启动应急通信，利用应急通信将电池管理单元的故障信息上传至电池簇管理单元，并判断电池管理单元的地址码与数组中的采集模块地址码是否一致，若一致则上传故障信息至电池簇管理单元，若不一致，则继续发送采集模块地址码，若不一致，则不启动应急通信，继续发送采集模块地址码。

在优选的实施例当中，判断模块702包括接收单元7023、转换单元7024和发送单元7025，

其中，接收单元7023用于利用应急通信数据协议接收电池管理单元产生的基带信号，将基带信号通过调制驱动电路中进行转换后，得到转换后的信号，将转换后的信息输入半桥电路中，得到驱动信号；

转换单元7024用于将驱动信号发送至谐振电路后并通过变压器耦合至线路传输电路中，通过传输电路将驱动信号传输至信号接收电路中，使得接收电路将驱动信号通过滤波电路发送至信号调理电路中，得到载波信号；

发送单元7025用于将载波信号通过二阶有源滤波器发送至电池管理单元的控制器中。

在优选的实施例当中，应急通信数据协议包括采集模块地址码、状态位和校验位。

实施例三

相应地，本发明提供了一种电化学储能电站电池管理系统应急通信系统，如图所示，系统包括低压辅助线路、电化学储能电站电池管理系统应急通信装置和低压辅助电源端口，

其中，电化学储能电站电池管理系统应急通信装置用于执行如实施一任意一项的电化学储能电站电池管理系统应急通信方法；

低压辅助线路与电化学储能电站电池管理系统应急通信装置连接，电化学储能电站电池管理系统应急通信装置与低压辅助电源端口连接。

在优选的实施例当中，低压辅助线路用于向电化学储能电站电池管理系统应急通信装置供电；

电化学储能电站电池管理系统应急通信装置用于采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，其中，数据发送状态包括发送数据正常状态和发送数据故障状态，若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，若数据发送状态为发送数据正常状态，则确认电化学储能电站无故障可继续运行，不启动应急通信信道进行通信，其中，所述应急通信信道是通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块建立。

低压辅助电源端口用于将采集的电化学储能电站电池管理系统应急通信装置的信号通过电化学储能电站电池管理系统应急通信装置发送至控制器中。

本实施例更详细的工作原理和步骤流程可以但不限于参见实施例一的相关记载。

综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

采集的正常信道电池簇管理单元的数据发送状态，判断是否启动应急通信信道进行通信，若数据发送状态为发送数据故障状态，则启动应急通信信道传输数据，并采集保存故障的电池管理单元和高压箱信号的采集模块地址码，将采集模块地址码存在数组中，将数组中的采集模块地址码依次发送至电池管理单元中，以使电池管理单元根据采集模块地址码进行判断并上传故障信息至电池簇管理单元，若数据发送状态为发送数据正常状态，则确认电化学储能电站无故障可继续运行，不启动应急通信信道进行通信，其中，所述应急通信信道是通过利用低压辅电回路在各通信节点中增加应急通信模块建立，本方法通过构建应急通信信道，实现电化学储能电站的应急通信，提高了电化学储能电站通信的可靠性，降低了构建安全通信信道的成本。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。