[发明专利]一种变电站用可重构电池网络能量管控系统

权利要求书

1.一种变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述能量管控系统包括：电池柜控制终端、电池网络、开关阵列模块、电池能量适配器、数据总线、变电站内直流母线、变电站直流电源云平台、能量流动控制模块、变电站直流负载及交流配电单元；所述电池网络包括多块配备电池能量网卡的单体电池；并采用以下步骤：

⑴、电池能量信息采集与传输：采用电池能量网卡对单体电池的电压、电流、温度进行实时监测，电池能量集线器对各电池组支路的电压和电流进行实时监测，并将实时监测的数据通过总线传输至电池柜控制终端；

⑵、电池能量信息处理：电池柜控制终端对电池网络的能量信息进行实时处理和分析，计算出各单体电池的SOC和SOH，判断各单体电池的健康状态，并对各单体电池的使用寿命进行估计；

⑶、电池网络的执行控制：电池柜控制终端根据电池网络的能量信息，对各单体电池容量、电池组容量进行排序，当系统执行充电指令时，电池电量不足的单体电池、电池组优先进行充电；当系统执行放电指令时，电池电量不足的单体电池、电池组优先不参与充电；

⑷、故障电池、过充和过放电池隔离：电池柜控制终端通过电池网络能量信息的分析结果，当单体电池电压低于阈值2.8V时，判断为电池过放，当单体电池电压高于阈值3.6V时，判断为电池过充，当电池温度高于阈值55℃时，发出高温报警指令，对过充和过放电池、高温报警电池进行隔离处理；程序运行中，先选中要隔离的电池编号，并在电池网络总输出电压、电流变化最小的基础上，重构各单体电池的连接方式，优化电池网络拓扑，并将新的开关阵列拓扑信息传输至开关阵列模块，进行电池网络重构；

⑸、变电站直流电源云平台的数据整合：电池柜控制终端将电池网络中的单体电池的能量信息以及健康状态、故障电池隔离信息、电池网络实时拓扑信息发送至变电站直流电源云平台进行统一的数据存储和处理，便于工作人员进行运维。

2.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述电池能量集线器包括电池组支路集线器、电压传感器和电流传感器。

3.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述电池网络由多块配备电池能量网卡的单体电池组成，这多块所述单体电池经过开关阵列的组合，形成多条并联的电池支路组，每条所述电池支路组由若干单体电池串联形成，每条所述电池支路组分别与一个电池能量集线器相连。

4.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述开关阵列模块，包括与嵌入到电池网络中的开关阵列和嵌入式控制器。

5.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述电池能量网卡包括：电压传感器、电流传感器、温度传感器、嵌入式控制器、以及数据收发模块，所述电池能量网卡实时采集单体电池的电压、电流、温度信息。

6.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述电池能量适配器包括嵌入式控制器模块、双向DC/DC模块、多个电池能量集线器，多个所述电池能量集线器与所述双向DC/DC模块相连。

7.根据权利要求1所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述电池柜控制终端包括处理器、数据交互模块、存储单元及通信模块；所述通信模块将所述处理器发出的电池网络能量信息、故障电池、过充和过放电池隔离信息上传到变电站直流电源云平台，所述电池能量信息集线器将所述电池能量网卡的总线数据进行编辑传输至所述处理器进行数据分析和处理，所述存储单元对所述电池网络能量信息和处理器分析后的结果进行存储，所述数据交互模块将所述处理器对外的执行指令传输到开关阵列、电池能量适配器、能量流动控制模块。

8.根据权利要求7所述的变电站用可重构电池网络能量管控系统，其特征在于：所述能量流动控制模块包括双向AC/DC模块和变压模块。