[发明专利]一种储能系统的电池监控信息传输方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种储能系统的电池监控信息传输方法。

背景技术

电池储能站是电力系统一种全新的调节手段，与传统抽水蓄能相比，具有响应速度快、调节性能好、选址灵活、效率高等优点。能作用于电网发输配变用各个环节，可用于削峰填谷、调频、调压、配合新能源接入等，能有效提高能源和电网设备综合利用效率，从而达到节能减排的目的。

在大容量电池储能站的建设中，与常规变电站监控系统不同，储能站监控系统需实现实时闭环控制，面临的技术瓶颈包括：（1）监控规模大，储能站监测电池单体电压、温度、告警信号，信息点规模是常规变电站的数十倍；（2）实时要求高，电网对储能电站的高级应用有多种需求，其实时响应时间从十几毫秒到数分钟不等，既要满足容量的要求，又要满足实时性的要求，站内通信系统的分层分区设计也是一个技术难点；（3）通信规约各异，储能站包括多种电池管理系统（BMS）、能量转换系统（PCS）、保护测控设备等，其通信规约各异，需要参照国际通行的标准，设计储能站的信息模型和通信体系。

由于电池单体数量大，电池模块、电池堆的数量相比单体存在数量级差异，因而电池单体信息量多少决定了监控的技术策略。实际交互的信息以BMS系统最终提供的信息模型为准，由于各电池厂家单芯的容量及组堆策略的不同，电池组成方式在单体、模块，组三个层次上存在着数量的差异。电池的监视信息中，遥测数据占比重很小，告警信息占绝大部分，在庞大的BMS监视信息量，遥测数据约占20%，而告警信息占80%。因此，有必要对电池监控信息进行分类，将一些不必要的状态信息进行就地处理和存储，而只上传必要的告警信息。而目前大容量电池储能站监控系统并没有将监控信息按照这一原则进行处理。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既能满足容量需求又能有效提高电池监控信息实时性的储能系统的电池监控信息分层分级分类的传输方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

为了全面监视电池的运行状态，同时为高级应用准备数据源，BMS传递给监控系统的数据应包括电池单体级信息、电池模块级信息、电池堆级信息。电池单体级信息由电池单体管理模块(BMMU)提供。电池模块级信息由蓄电池模块管理单元(BCMU)提供。电池堆级信息由电池管理系统(BMS)提供。在考虑监控系统时，有必要将电池信息按照这些层级进行排列，逐层筛选。

由于整个监控系统的信息量庞大，为避免大容量的BMS信息通讯对监控系统造成冲击，BMS系统宜单独组网。由于BMS系统的信息也要通过远动上送双调/地调，为避免对双调/地调的冲击和改动过大，BMS系统大容量信息需要经过就地计算处理和存储，按照分类、分级和分层的方式进行上传。

本发明的技术方案为：

一种储能系统的电池监控信息传输方法，对电池监控信息进行分类、分级和分层的处理：

a.分类，将电池监控信息分两类，即遥测信息和告警信息；相对于遥测信息而言，给告警信息配置较高的优先等级，在传输和处理的工程中，告警信息都较遥测信息得到优待；

b．分级，将电池监控信息划分为电池单体级信息、电池模块级信息和电池堆级信息；

c．分层，将电池监控信息的传输路径由下往上划分为电池单体管理单元、电池模块管理单元、电池管理系统、储能系统的后台监控主机和上级主站监控系统这五层；

其中，电池单体管理单元实现电池单体级信息的采集和上传；

电池模块管理单元实现电池模块级信息的采集和上传；

电池管理系统实现电池堆级信息的采集和上传；

储能系统的后台监控主机实现整个储能系统的数据采集和上传；

上级主站监控系统实现所管辖范围内储能系统的数据采集；

上一层实现对下一层数据的采集并作数据处理。

在分类过程中，采用QoS相关技术在网络带宽和计算处理能力等条件约束下，优化和改善数据传输的实时性。通过对储能系统的电池监控信息的传输途径进行分层，明确数据传输的层次性，便于数据通信的管理。

在一种优选方案中，电池单体级信息是蓄电池单体的监测数据，只在蓄电池模块中有效，上传到上一级的蓄电池组的电池模块管理单元之后成为蓄电池模块级信息，在蓄电池组中有效，其它级别数据的有效范畴和生命周期，以此类推。

在一种优选方案中，数据处理包括数据过滤、数据压缩和数据整合。