一种分散式电池储能系统的制作方法

1.本实用新型属于电池储能领域，特别涉及一种分散式电池储能系统。


背景技术：

2.在可再生能源占比越来越高的电力系统中，电池储能技术将是未来推动可再生能源规模化开发和利用的重要支撑。锂离子电池因具有相对较好的安全性和较高的能量密度成为储能系统的首选，但是锂电池储能电站的实际投运时间较短，实际经验尚不丰富，关于储能电站的运行、维护、管理、评价技术还处于发展初级阶段，在用储能电池的性能分析与评价技术尤其是在怎样的条件下某个模组不再安全应该退役(end of life,或eol)是影响储能电站和电池系统长期稳定运行的关键。
3.目前储能电站中只有bms监控电池状态，bms本身算力有限，只能做出简单的温差、压差等告警信息，且其安全阈值无法动态更新，无法根据采集到的数据进行详细计算，对电池做到精细化管控，更无全生命周期电池生命状态的管控。
4.专利cn202021598840.x一种包含预诊断模块的组串式两级变换电池储能系统虽然解决了以上问题，但整个系统的控制逻辑仍然不够简单高效，仍需改进。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种分散式电池储能系统，解决了目前无分散式储能系统不够简单高效的问题。
6.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
7.一种分散式电池储能系统，包括预诊断系统、能量管理系统、变压器、若干个一级电池管理系统、若干个二级电池管理系统、若干个dc
‑
ac双向储能变流器模块、及若干个电池簇；
8.每个电池簇包括多个电池模组，每个电池模组对应连接一个一级电池管理系统；
9.每个电池簇对应一个二级电池管理系统，所有一级电池管理系统与二级电池管理系统连接；
10.每个二级电池管理系统对应连接一个dc
‑
ac双向储能变流器模块；
11.多个dc
‑
ac双向储能变流器模块之间互相并联，所有dc
‑
ac双向储能变流器模块均与变压器连接；
12.预诊断系统与所有二级电池管理系统连接，用于获取所有二级电池管理系统的数据，得到电池状态数据；
13.预诊断系统与能量管理系统连接，用于将电池状态数据传输给能量管理系统；
14.能量管理系统与所有dc
‑
ac双向储能变流器模块连接，用于将功率指令分配给dc
‑
ac双向储能变流器模块。
15.进一步，一级电池管理系统与二级电池管理系统采用can通讯方式连接。
16.进一步，dc
‑
ac双向储能变流器模块的功率为30～250kw。
17.进一步，预诊断系统与二级电池管理系统采用can通讯方式连接。
18.进一步，电池簇至少为两个，每个电池簇中的电池模组至少为两个。
19.进一步，每个电池簇的电压为600～1500v。
20.进一步，每个电池簇内的多个电池模组串联连接。
21.进一步，电池簇之间互相独立解耦。
22.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
23.本实用新型公开的一种分散式电池储能系统，在具体操作时，通过一级电池管理系统实现对电池模组中单体电芯电压、电流、模组内部温度的测量，并通过二级电池管理系统将整簇单体电池信息汇集送到预诊断系统中，不同电池簇的电芯信息集中汇集到预诊断系统中，进行数据的总结、分类与计算，除常规模组及各单体的测量信息之外，还可以进行高精度soc、soh计算，并根据所包含的预测评估模型进行电芯内阻、电芯容量、健康状态、一致性等信息计算，对电池、模组、电池簇的健康状态进行判断；预诊断系统将分析结果汇总传送给能量管理系统，能量管理系统根据电池簇状态信息判断电池簇的最大出力情况，并进行相应的功率分配，通过dc
‑
ac双向储能变流器模块控制电池簇的充放电情况。该系统中，电池簇之间互相解耦，可及时发现并隔离问题电池簇，降低了系统对电芯一致性的要求，提高了系统整体的运行效率。本实用新型取消了三级bms，理论上可实现电池簇的无限扩展，降低了电池管理系统成本；还取消了协调控制器，并对储能系统dc
‑
dc变流器的两级拓扑进行了简化，直接采用模块化的一级dc
‑
ac变流器，实现分簇精细化管理的效果，整个系统的控制逻辑更加简单、直接、高效。
附图说明
24.图1为本实用新型的分散式电池储能系统的原理框图。
25.其中：1为电池模组，2为电池簇，3为一级电池管理系统，4为二级电池管理系统，5为dc
‑
ac双向储能变流器模块，6为预诊断系统，7为能量管理系统，8为变压器。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。
28.如图1所示，本实用新型公开了一种分散式电池储能系统，包括一级电池管理系统、二级电池管理系统、dc
‑
ac双向储能变流器模块、预诊断系统、能量管理系统、变压器及由多个电池模组串联组成的电池簇。
29.具体地，该电池储能系统中包含至少两个电池簇，每个电池簇对应一个dc
‑
ac双向储能变流器模块，两者为一一对应关系。
30.具体地，每个电池簇由数个电池模组串联组成，电压等级及功率按照项目需要进行制定。
31.具体地，每个电池模组均配置一个一级电池管理系统，用于实现对电池模组中单体电芯电压、电流、模组内部温度的测量。所有一级电池管理系统的数据通过can通讯的方
式汇集到二级电池管理系统。每个电池簇均配置一个二级电池管理系统，两者亦为一一对应关系。
32.具体地，该电池储能系统中dc
‑
ac双向储能变流器模块之间互相并联，各自解耦，并最终与变压器连接。dc
‑
ac双向储能变流器模块的数量及变压器的容量按照实际项目进行配置。
33.具体地，该电池储能系统中，dc
‑
ac双向储能变流器模块的控制信号与能量管理系统连接，接受能量管理系统的功率分配。
34.具体地，该电池储能系统中，所有二级电池管理系统与预诊断系统采用can通讯方式进行通讯，预诊断系统用于获取所有二级电池管理系统的数据，并进行总结、分类与计算。预诊断系统除了给出的数据包括模组及各单体电压、电流、绝缘电阻、温度、soc、soh、温差、压差等电池状态信息，还可以给出通讯异常信息，接触器、烟感、门禁、空调等信息。除此之外，预诊断系统还能计算电芯内阻、电芯容量、健康状态、一致性等，根据所建立预测评估模型，对电池的健康状态进行判断。
35.具体地，该电池储能系统中，预诊断系统可将电池的诊断结果反馈给二级电池管理系统，并给出电池的维护建议，由二级电池管理系统指导一级管理系统对模组内的电芯进行维护和均衡操作。
36.具体地，该电池储能系统中，预诊断系统与能量管理系统进行通讯，将上述电池状态数据及诊断结果上送到能量管理系统。能量管理系统根据各电池簇的电池信息，判断电池簇的最大出力情况，在接受到电网调度指令，进行功率分配时，根据各电池簇的最大出力状况将功率指令分配给dc
‑
ac双向储能变流器模块，进而控制电池簇的充放电情况，电池簇之间互相独立解耦。
37.具体地，该电池储能系统中，所述dc
‑
ac双向储能变流器模块具有双向升降电压功能，可兼容不同状态的电芯，降低了系统对电芯一致性的要求，提高了系统整体的运行效率。
38.在本技术所提供的实施例中，所揭露的技术内容，主要是电池储能系统的电池模组架构，未包含电池储能系统中其他总成及管理控制单元，消防系统，空调系统等，应该理解到，所有基于此架构的电池储能系统，都包括在本实用新型的专利保护范围内。
39.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
40.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。