一种移动式能源管控系统及方法与流程

1.本发明涉及能源车能源管控技术领域，具体的，涉及一种移动式能源管控系统及方法。


背景技术：

2.配网不停电作业是提高供电可靠性、提升客户服务水平的关键手段，随着城市化进程建设的加快、美丽乡村建设等重点市政工程的开展及用户对供电可靠性要求的不断提高，不停电作业的需要正逐步提升。因此，有必要通过研发创新，通过移动电源不间断保供电等不停电作业技术，有效扩展不停电作业范围及内容，真正提升客户服务感知，提升用户可靠供电，为全天候全地形配网不停电作业的发展积累典型经验，现阶段的应急电源车存在一些缺陷，一方面不能进行不停电并离网操作，另一方面，电源车作为能源临时供给单位，其能源供应形式单一，不能持续的给不同负载需求供应稳定高质量的电源。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决传统电源车能源供应单一，不能很好的匹配负载端的能源需求的问题，设计一种移动式能源管控系统及方法，设置多种能源供给结构，保障负载端的能源供给需求；同时，采用虚拟同步机技术，可从并网模式无缝切换到离网模式工作，实现不停电作业任务。
4.为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种移动式能源管控系统，包括有：储能管理系统、电池管理模块、电池组、储能变流器、并离网切换柜；所述电池管理系统用于对电池组的单体充电性能进行实时监控，与储能管理系统通信；所述储能变流器用于提供双向逆变电量功能和功率平衡分配，保证负载端的稳定运行；与电池组的输出端连通；受控于储能管理系统；所述并离网切换柜用于并离网无缝切换，与储能变流器连通，与储能管理系统通信；所述储能管理系统用于对获取微电网的线路状况数据、电池组状态数据、以及移动式能源管控系统内的设备运行数据进行监视、分析和控制。
5.作为优选，还包括有空调系统和消防系统，所述空调系统用于调节移动式能源管控系统的环境温度，与储能管理系统通信；所述消防系统用于对移动式能源管控系统内的各设备运行安全进行监控和预警；与储能管理系统通信。
6.作为优选，所述储能变流器外设有第一转接口和第二转接口，所述第一转接口与并离网切换柜电连接，所述第二转接口与备用电源连接。
7.作为优选，所述并离网切换柜包括有低压切换柜和高压切换柜，所述高压切换柜包括有匹配高压电网侧的电压等级；所述低压切换柜包括有匹配低压电网侧的电压等级。
8.作为优选，还包括有备用电源，所述备用电源为柴油机或氢能源机的一种。
9.一种移动式能源管控方法，包括如下步骤：s1、储能管理系统接收到微电网的线路状况数据后，微电网的输入端与并离网切换柜连接；s2、储能变流器与电池组的输出端连通，接收储能管理系统的控制指令对电能质量进行调控；s3、并离网切换柜接收储能管理系统的控制指令，切换匹配微电网线路的电压等级；s4、电池管理模块实时监控电池组的储能情况，根据电池组的储能情况选择供电切换模式。
10.作为优选，s1中，包括：当储能管理系统接收到微电网的线路故障为突然停电故障时，移动储能车移动至微电网接入侧，进行电源供给；当储能管理系统接收到微电网的线路故障为计划停电时，移动储能车移动至微电网接入侧；储能管理系统根据计划停电信息确定电源接入时机。
11.作为优选，s3中，储能管理系统根据微电网的电压等级控制并离网切换柜的切换路径。
12.作为优选，s4包括：当电池管理模块检测到电池组的能量小于设定储能阈值时，储能管理系统控制备用电源接入储能变流器；备用电源满足微电网负荷需求后的剩余电能用于对电池组进行充电。
13.本发明的有益效果：本发明的提出的一种移动式能源管控系统及方法，在能源供给端设置有多种能源接入模式，当电源车的电池组能源不足时，采用并入多台能源车供电或采用柴油机发电的模式，实现能源的持续有效的供给，保障负载端的能源供给需求；同时，采用虚拟同步机技术，可从并网模式无缝切换到离网模式工作，实现不停电作业任务。
附图说明
14.图1为一种移动式能源管控系统的结构示意图。
15.图2为一种移动式能源管控方法的流程图。
16.图中标记说明：1-储能管理系统、2-电池管理模块、3-电池组、4-储能变流器、5-并离网切换柜、51-低压切换柜、52-高压切换柜。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做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。
18.实施例：如图1所示，一种移动式能源管控系统，包括有：储能管理系统1、电池管理模块2、电池组3、储能变流器4、并离网切换柜5；所述电池管理系统用于对电池组的单体充电性能进行实时监控，与储能管理系统通信；所述储能变流器用于提供双向逆变电量功能和功率平衡分配，保证负载端的稳定运
行；与电池组的输出端连通；受控于储能管理系统；所述并离网切换柜用于并离网无缝切换，与储能变流器连通，与储能管理系统通信；所述储能管理系统用于对获取微电网的线路状况数据、电池组状态数据、以及移动式能源管控系统内的设备运行数据进行监视、分析和控制。
19.本实施例中，本实施例移动式能源管控系统的载体是移动能源车，其能源输出包括是三种模式：一是接入市电，直接电量输出；二是使用交通运输，移动到必要的地点，作应急电量输出；三是通过配置升压变压器接入高压电网。其能源输入包括两种模式：一是与多台移动能源车进行并联，可以根据线路负荷情况用多台电源舱连机并网，增大供电容量和电能续航能力；二是采用柴油机或者氢能源机作为能源补给提供持续稳定的电源。储能变流器采用采用虚拟同步机技术，自动发出有功和无功功率调节交流母线电压为400v，频率为50hz，可以自动跟踪锁定电网电压、频率、相位角，智能并网自动校准同期操作，实现并网、离网过程不停电；储能管理系统主要完成微电网运行的能量管理、调度及实时监控。主要由微电网中心控制、数据采集器及能量管理软件等组成。储能管理系统(ems)是整个储能系统的调度器，综合分析整个系统的数据制定整个系统的充放电策略，结合电池管理模块(bms)上传的电池组电压、温度、soc等信息及电网的需求率及实时的电价等；电池储能系统中储能电池、电池管理模块等主要设备以及设备的主要元器件模块化。一种具体事例为：电池组由2个电池簇组成，每个电池簇由5个电池柜组成，每个电池柜由16个电池箱组成，每个电池箱由4并6串的24个100ah单体电池构成；每个电池簇配置一个高压控制箱(含主控bcm)，用于对该路电池簇各bms模块进行监测控制，同时可控制该簇电气元件或汇流柜总开关对储能系统进行保护。储能变流器(pcs)由dc/ac双向变流器、控制单元等构成，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs控制器通过can接口与bms通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全；pcs控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。电池管理模块(bms)对储能系统进行电池层的监控和管理，完成对储能电池组的电压、电流、电池运行温度、soc参数的实时监控和计算，并将数据上传至综合监控系统(或微网监控保护系统)，具备电池运行工的实时监控和紧急情况的报警和保护功能。
20.移动式能源管控系统还包括有空调系统和消防系统，所述空调系统用于调节移动式能源管控系统的环境温度，与储能管理系统通信；所述消防系统用于对移动式能源管控系统内的各设备运行安全进行监控和预警；与储能管理系统通信。
21.储能变流器外设有第一转接口和第二转接口，所述第一转接口与并离网切换柜电连接，所述第二转接口与备用电源连接。
22.所述并离网切换柜包括有低压切换柜51和高压切换柜52，所述高压切换柜包括有匹配高压电网侧的电压等级；所述低压切换柜包括有匹配低压电网侧的电压等级。高压切换柜匹配有电源舱电压，通过配置电源升压舱，采用储能+升压转变为10kv供电。电源升压舱有效解决了储能车并网接入必须依托台区配变的问题，可灵活并网接入10kv线路；当电池电量不足时，柴油发电机可通过升压仓的储能变流器(pcs)将交流转化成直流对电源仓
的电池充电，同时两台pcs可以在直流侧并联接同一簇电池工作，因此可实现一台pcs离网放电过程中，另一台pcs通过柴发给电池补电续航；通过电源升压仓并离网并离网切换柜(sts)，可以实现对低压供电用户双路电源(网电电源和储能电源)的无缝切换，为重要保供电现场保电。
23.并离网交换柜自动切换系统原理如下：移动式能源管控系统接入电网，当电网断电后，sts检测到电网断电，断开并网开关，并给500kw pcs#1离网开机命令，储能系统通过500kw pcs#1放电供负载使用；当电池放空后，电池改接入500kw pcs#2，柴发发电通过500kw pcs#2给电池充电。
24.移动式能源管控系统还还包括有备用电源，所述备用电源为柴油机或氢能源机的一种。
25.如图2所示，一种移动式能源管控方法，包括如下步骤：s1、储能管理系统接收到微电网的线路状况数据后，微电网的输入端与并离网切换柜连接；s1中，包括：当储能管理系统接收到微电网的线路故障为突然停电故障时，移动储能车移动至微电网接入侧，进行电源供给；当储能管理系统接收到微电网的线路故障为计划停电时，移动储能车移动至微电网接入侧；储能管理系统根据计划停电信息确定电源接入时机。
26.s2、储能变流器与电池组的输出端连通，接收储能管理系统的控制指令对电能质量进行调控；s3、并离网切换柜接收储能管理系统的控制指令，切换匹配微电网线路的电压等级；s3中，储能管理系统根据微电网的电压等级控制并离网切换柜的切换路径。
27.s4、电池管理模块实时监控电池组的储能情况，根据电池组的储能情况选择供电切换模式；s4包括：当电池管理模块检测到电池组的能量小于设定储能阈值时，储能管理系统控制备用电源接入储能变流器；备用电源满足微电网负荷需求后的剩余电能用于对电池组进行充电。
28.以上所述之具体实施方式为本发明一种移动式能源管控系统及方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。