专利名称：一种大规模储能系统及其监控平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大规模储能系统及其监控平台。
背景技术：
大规模储能技术有效的解决了用电峰值负荷需求，提高了电力系统的稳定性和可靠性；很大程度上解决新能源发电的间隙性、不稳定性和不可控性等问题，实现了新能源发电的平滑功率输出，促进电动汽车产业的发展；在分布式发电系统中存储一定数量的电能，用以应付突发事件，改善电能质量、维持局部电网稳定运行。储能监控技术是储能系统研究中的重要技术领域，就地监控系统是大规模储能系统的控制中枢，对上连接储能电站控，对下连接双向变流装置、蓄电池、电池管理单元，起到上传数据，下达运行控制指令的作用。就地监控系统负责控制双向变流装置、蓄电池的工作模式，收集变流器及电池组的全部运行数据及运行状态；并快速响应储能站控的控制命令，保障整个储能系统安全、可靠、经济地运行。大规模储能系统就地监控平台的主要技术难点如下:1)储能电站集中控制与储能单元分布协调控制的问题；2 )如何快速准确的将站级控制命令下达给双向变流器，解决储能系统对控制命令实时性要求较高的问题。大规模储能技术的研制在国内外还处于起步阶段，国内尚没有完全适用于大规模储能装置的监控系统，且在储能系统电站集成控制、示范运行技术积累方面，与国外有较大差距，已投运示范工程的监控平台多为现有技术的简单综合，没有完全依照大规模储能装置的特点而单独设计开发，监控平台系统繁杂、成本较高且可靠性低
发明内容
·本发明的目的是提供一种大规模储能系统的就地监控平台及其运行方法，用以解决现有大规模储能系统监控平台系统繁杂且可靠性低的问题。为实现上述目的，本发明的储能系统方案是:一种大规模储能系统，包括一组储能单元，各储能单元均包括本地监控单元、低压控制器、双向变流装置、电池管理单元和蓄电池组，其特征在于，该储能系统的监控平台为三层结构，底层为本地监控单元、低压控制器和电池管理单元，中层为远程监控单元，上层为储能站级监控单元，各层之间通过以太网通讯连接。所述储能站级监控单元和低压控制器均通过以太网与远程监控单元通讯连接，所述储能站级监控单元、远程监控单元和低压控制器均设有两个以太网端口，其中一个以太网端口用于传输所述双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网端口用于传输控制命令。所述低压控制器通过RS485总线与所述本地监控单元通讯连接。所述储能站级监控单元、低压控制器分别通过IEC61850与所述远程监控单元通讯连接。
本发明的监控平台方案是:一种大规模储能系统的监控平台，该监控平台为三层结构，下层为与各储能单元相对应的本地监控单元、低压控制器和电池管理单元，中层设有远程监控单元，上层为储能站级监控单元，各层之间通过以太网通讯连接。所述储能站级监控单元和低压控制器均通过以太网与远程监控单元通讯连接，所述储能站级监控机、远程监控单元和低压控制器均设有两个以太网端口，其中一个以太网端口用于传输所述双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网端口用于传输控制命令。所述本地监控单元通过RS485总线与所述低压控制器通讯连接。所述低压控制器和所述储能站级监控单元分别通过IEC61850与所述远程监控单元通讯连接。本发明达到的有益效果:本发明的就地监控平台采用三层分布式结构，中间层为远程监控单元，其对上连接储能站级监控机，对下连接双向变流装置、蓄电池和电池管理单元，该远程监控单元采 集双向变流装置及电池组的所有运行数据及状态信息，并上传至储能站级监控机，接收储能站级监控机的控制命令，从而控制双向变流装置、蓄电池的工作模式，各层间的通讯方式、通讯内容更明确，能快速响应站级控制命令，实时性强，且系统结构简单，降低了系统成本。另外，本发明的监控平台设置有两个以太网接口，一个以太网接口用于传输双向变流装置、电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网接口用于传输遥控、遥调指令，当某一接口出现故障时，另一接口用于传输所有信息，保证了通信的安全可靠性。
图1是本发明大规模储能系统就地监控平台系统框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。本发明大规模储能系统实施例:如图1，本发明的大规模储能系统包括一组储能单元，各储能单元均包括本地监控单元、低压控制器、双向变流装置、电池管理单元和蓄电池组，该储能系统的监控平台为三层结构，底层为本地监控单元、低压控制器和电池管理单元，中层为远程监控单元，上层为储能站级监控单元，储能站级监控单元和低压控制器均通过以太网与远程监控单元通讯连接，储能站级监控单元、远程监控单元和低压控制器均设有两个以太网端口，其中一个以太网端口用于传输所述双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网端口用于传输控制命令。本发明监控平台实施例:如图1所示，本发明的监控平台采用三层分布式结构，远程监控单元位于中间层，上层为储能站级监控机，下层为本地监控单元和双向变流装置、低压控制器、电池管理单元和蓄电池组，该低压控制器通过CAN总线与电池管理单元通讯连接，该低压控制器还通讯连接一个本地监控单元，该本地监控单元通过RS485总线与低压控制器通讯连接，远程监控单元与储能站级监控机通讯连接，远程监控单元还通过以太网与低压控制器的以太网端口通讯连接，低压控制器、本地监控单元和远程监控单元设置有两个以太网端口，一个用于向储能站级监控机传输双向变流装置、电池组的运行数据及状态信息，另一个用于传输储能站级监控机下达的遥控、遥调指令。本发明监控平台的下层由本地监控单元、双向变流装置、蓄电池组和电池管理单元构成，通过远程监控单元的一个以太网端口将双向变流装置、蓄电池组的全部运行数据及状态信息上传至储能站级监控机，并通过其另一个以太网端口接收储能站级监控机下发的控制命令，用于实现远方控制。每个低压控制器都设有一个本地监控单元，该本地监控单元通过工业现场RS485总线与低压控制器通讯连接，低压控制器可以实现双向变流装置数据采集、闭环保护、故障录波和远程网络通讯等多种功能，低压控制器接收本地监控单元或远程监控单元下发的指令并下达给双向变流装置，双向变流装置接收控制命令并作出响应，实现就地或远程控制，低压控制器还通过CAN总线采集蓄电池组的所有信息，并将采集到的所有数据信息及状态信息上传至本地监控单元或将采集到的部分数据信息及状态信息上传至远程监控单元。本发明监控平台的中间层为远程监控部分，由远程监控单元构成，对上通讯连接储能站级监控机，主要上传双向变流装置、蓄电池组的部分运行数据及状态信息，并接收储能站级监控机的控制命令；对下通过以太网连接低压控制器的以太网端口，采集双向变流装置及电池组的所有运行数据及状态信息。本监控平台最上层为储能站控部分，由储能站级监控机组成，其对下连接远程监控单元，接收就地监控上传的数据及状态信息，并下发控制命令到远程监控单元。由于远程监控单元和本地控制单元都与低压控制器连接，所以就会出现双重控制上的矛盾。因此，低压控制器设有一个接收本地/远方控制有效性的信号接收端口，该信号用于标示本地/远方控制的有效性，当本地控制有效时，低压控制器将不对远程监控单元下发的控制命令做出响应；反之当远方控制有效时，低压控制器将不对本地监控单元下发的控制命令做出响应。该监控平台在运行时，首`先根据低压控制器的本地/远方控制有效性信号接收端口的接收信号对就地/远方控制的有效性进行判断，若就地控制有效，则低压控制器对远程监控单元下达的控制命令不会做出响应；若远方控制有效，则低压控制器对本地监控单元下达的控制命令不会做出响应，而且双向变流装置与蓄电池组的运行数据和状态信息通过低压控制器装置上设置的一个以太网端口进行传输，低压控制器接收到的远程监控单元下达的遥控、遥调命令通过低压控制器上设置的另一个以太网端口进行传输，当两个以太网端口中的一个发生故障时，双向变流装置与蓄电池组的运行数据和状态信息、双向变流装置接收到的远程监控单元下达的控制命令都通过另一个以太网端口进行传输。就地监控采集到各电池组的SOC、SOH状态后，会进行一个比较，当储能站级监控机下发有功功率给定命令时，远程监控单元会根据各变流装置的电池状况进行功率分配。
权利要求
1.一种大规模储能系统，包括一组储能单元，各储能单元均包括本地监控单元、低压控制器、双向变流装置、电池管理单元和蓄电池组，其特征在于，该储能系统的监控平台为三层结构，底层为本地监控单元、低压控制器和电池管理单元，中层为远程监控单元，上层为储能站级监控单元，各层之间通过以太网通讯连接。
2.根据权利要求1所述的大规模储能系统，其特征在于，所述储能站级监控单元和低压控制器均通过以太网与远程监控单元通讯连接，所述储能站级监控单元、远程监控单元和低压控制器均设有两个以太网端口，其中一个以太网端口用于传输所述双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网端口用于传输控制命令。
3.根据权利要求1所述的大规模储能系统，其特征在于，所述低压控制器通过RS485总线与所述本地监控单元通讯连接。
4.根据权利要求1所述的大规模储能系统，其特征在于，所述储能站级监控单元、低压控制器分别通过IEC61850与所述远程监控单元通讯连接。
5.一种如权利要求1所述大规模储能系统的监控平台，其特征在于，该监控平台为三层结构，下层为与各储能单元相对应的本地监控单元、低压控制器和电池管理单元，中层设有远程监控单元，上层为储能站级监控单元，各层之间通过以太网通讯连接。
6.根据权利要求5所述的监控平台，其特征在于，所述储能站级监控单元和低压控制器均通过以太网与远程监控单元通讯连接，所述储能站级监控机、远程监控单元和低压控制器均设有两个以太网端口，其中一个以太网端口用于传输所述双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息，另一个以太网端口用于传输控制命令。
7.根据权利要求5所述的监控平台，其特征在于，所述本地监控单元通过RS485总线与所述低压控制器通讯连接。
8.根据权利要求5所述的监控平台，其特征在于，所述低压控制器和所述储能站级监控单元分别通过IEC6 1850与所述远程监控单元通讯连接。
全文摘要
本发明涉及一种大规模储能系统及其监控平台，监控平台采用三层分布式结构，中间层为远程监控单元，对上连接储能站级监控机，对下连接双向变流装置、蓄电池和电池管理单元，该监控平台设有两个以太网端口，一个以太网端口用于将双向变流装置和蓄电池组的运行数据及状态信息传输至储能站级监控机，另一个以太网端口用于传输储能站级监控机下达的控制命令，从而控制双向变流装置、蓄电池的工作模式，各层间的通讯方式、通讯内容更明确，能快速响应站级控制命令，实时性强，通信更加可靠且系统结构简单，降低了系统成本。
文档编号H02J3/32GK103236707SQ20131015366
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者李景云, 闫寒明, 曹智慧, 赵玲, 于浩然, 周长春, 张宇, 柳劲松, 陈斌, 郑高, 时珊珊 申请人:许继集团有限公司, 许继电源有限公司, 国家电网公司