[发明专利]一种储能系统的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置

权利要求书

1.一种储能系统的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置，蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)、蓄电池监控管理模块(2)、上位机通讯线(3)、双向储能逆变器通讯线(4)、双向储能逆变器(5)、蓄电池组串直流汇流母排(6)、双向储能逆变器交流电力线(7)、蓄电池监控管理模块监控总线(8)、电网(9)、储能系统上位机(30)、第1蓄电池组串(10)、第1蓄电池组串电池参数采集模块(11)、第1蓄电池组串电池参数采集线束(12)、第1蓄电池组串直流电力线(13)、第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(14)、第2蓄电池组串(20)、第2蓄电池组串电池参数采集模块(21)、第2蓄电池组串电池参数采集线束(22)、第2蓄电池组串直流电力线(23)、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(24)、第N蓄电池组串(N0)、第N蓄电池组串电池参数采集模块(N1)、第1蓄电池组串电池参数采集线束(N2)、第1蓄电池组串直流电力线(N3)、第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(N4)，其中：

第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(14)、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(24)、N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(N4)以及蓄电池组串直流汇流母排(6)和蓄电池监控管理模块(2)安装在一个柜体中，构成执行蓄电池组串电能均衡及安全保护通断控制的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)；

通过第1蓄电池组串电池参数采集线束(12)连接第1蓄电池组串电池参数采集模块(11)的第1蓄电池组串(10)经第1蓄电池组串直流电力线(13)连接第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(14)，由第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(14)顺次经蓄电池组串直流汇流母排(6)、双向储能逆变器(5)、双向储能逆变器交流电力线(7)连接电网(9)，构成第1蓄电池组串(10)充放电的电力路径；

通过第2蓄电池组串电池参数采集线束(22)连接第2蓄电池组串电池参数采集模块(21)的第2蓄电池组串(20)经第2蓄电池组串直流电力线(23)连接第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(24)，由第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(24)顺次经蓄电池组串直流汇流母排(6)、双向储能逆变器(5)、双向储能逆变器交流电力线(7)连接电网(9)，构成第2蓄电池组串(20)充放电的电力路径；

通过第N蓄电池组串电池参数采集线束(N2)连接第N蓄电池组串电池参数采集模块(N1)的第N蓄电池组串(N0)经第N蓄电池组串直流电力线(N3)连接第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(N4)，由第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(N4)顺次经蓄电池组串直流汇流母排(6)、双向储能逆变器(5)、双向储能逆变器交流电力线(7)连接电网(9)，构成第N蓄电池组串(N0)充放电的电力路径；

第1蓄电池组串电池参数采集线束(12)通过第1蓄电池组串电池参数采集模块(11)分别连接第1蓄电池组串(10)中的每一个蓄电池单体，构成第1蓄电池组串(10)单体蓄电池参数实时监测子系统并通过蓄电池监控管理模块监控总线(8)连接蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)的蓄电池监控管理模块(2)；

第2蓄电池组串电池参数采集线束(22)通过第2蓄电池组串电池参数采集模块(21)分别连接第2蓄电池组串(20)中的每一个蓄电池单体，构成第2蓄电池组串(20)单体蓄电池参数实时监测子系统并通过蓄电池监控管理模块监控总线(8)连接蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)的蓄电池监控管理模块(2)；

第N蓄电池组串电池参数采集线束(N2)通过第N蓄电池组串电池参数采集模块(N1)分别连接第N蓄电池组串(N0)中的每一个蓄电池单体，构成第N蓄电池组串(N0)单体蓄电池参数实时监测子系统并通过蓄电池监控管理模块监控总线(8)连接蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)的蓄电池监控管理模块(2)；

蓄电池监控管理模块(2)通过蓄电池监控管理模块监控总线(8)分别连接第1蓄电池组串电池参数采集模块(11)、第2蓄电池组串电池参数采集模块(21)、第N蓄电池组串电池参数采集模块(N1)以及第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(14)、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(24)、N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路(N4)，构成整体储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体的实时监测和蓄电池组串电能均衡管理控制的通信链路；

蓄电池监控管理模块(2)通过双向储能逆变器通讯线(4)连接双向储能逆变器(5)，构成蓄电池监控管理模块(2)管理控制双向储能逆变器(5)进行蓄电池充放电的功率调节以及蓄电池组串电量均衡的控制链路；

储能系统上位机(30)通过上位机通讯线(3)连接蓄电池监控管理模块(2)，构成储能系统上位机(30)通过蓄电池监控管理模块(2)实时监测控制蓄电池组串充放电的调控通信链路；

储能系统上位机(30)通过上位机通讯线(3)连接双向储能逆变器(5)，构成储能系统上位机(30)调控双向储能逆变器(5)充放电的控制链路；

一种储能系统的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置的运行控制方法为：

①一种储能系统的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置上电开启及运行过程中由蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)中蓄电池监控管理模块(2)和储能系统上位机(30)并行对各蓄电池组串及全体蓄电池单体进行实时监测；

②异常时，报警及停止运行；

③正常时，则蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)的蓄电池监控管理模块(2)实时监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体的电压、电流、温度及计算存储的电量并比较参数的一致性，与系统预置的运行保证性参数进行比对判别，监测到不满足系统预置的运行保证性参数要求时，向双向储能逆变器(5)和储能系统上位机(30)发出报警信息，同时按照系统设置的条件控制蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)中相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路的通断；

④满足系统预置的运行保证性参数时，储能系统上位机(30)根据电网(9)电力需求以及蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)中蓄电池监控管理模块(2)监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时参数并按照系统预置调控策略控制双向储能逆变器(5)充放电功率；充电时进行⑤，放电时进行⑥；

⑤继续运行，储能系统上位机(30)通过蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)中蓄电池监控管理模块(2)监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时参数并根据相应蓄电池组串之间的不一致性程度及比对系统预置的运行保证性参数进行蓄电池组串电量均衡调控，即在充电过程对电能高于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值高于运行保证性要求的蓄电池组串控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路断开，在其相应蓄电池组串电能低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值在运行保证性要求范围时，控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路闭合，转①；

⑥继续运行，储能系统上位机(30)通过蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置(1)中蓄电池监控管理模块(2)监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时参数并根据相应蓄电池组串之间的不一致性程度及比对系统预置的运行保证性参数进行蓄电池组串电能均衡调控，即在放电过程对电能低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值低于运行保证性要求的蓄电池组串控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路断开，在其相应蓄电池组串电能高于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值在运行保证性要求范围时，控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路闭合，转①；

基于蓄电池组串管控的储能系统开启正常后，由储能系统上位机(30)管控并循环运行第①至第⑥，实时对蓄电池组串的电能在充电时高于及放电时低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值大于系统预置的运行保证性参数要求值的相应蓄电池组串断开电力路径，在满足均衡条件参数值时接通相应电力路径，以此控制整体储能系统安全高效运行。

2.根据权利要求1所述一种储能系统的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置，其蓄电池监控管理模块(2)的特征是：主要由嵌入式控制器(201)、程序及数据存储电路(202)、时钟电路(203)、电源电路(204)、通信管理及接口电路(205)、I/O驱动控制与接口及隔离保护电路(206)、模数转换电路(207)、电路控制总线(208)、人工操控电路模块(209)，其中：

嵌入式控制器(201)通过电路控制总线(208)分别连接程序及数据存储电路(202)、时钟电路(203)、电源电路(204)、通信管理及接口电路(205)、I/O驱动控制与接口及隔离保护电路(206)、模数转换电路(207)、人工操控电路模块(209)，构成蓄电池组串单元实时信号采集处理及人工操控的监控信息链路及信号采集处理电路模块。