全文摘要
本实用新型公开一种储能电池管理和微网控制一体化装置，I\/O单元采集硬接点信号并传送至微网控制单元和电池控制单元；交流采样单元采集微网侧、系统侧或者公共连接点处的电压电流传送到微网控制单元；直流采样单元采集电池组电压和电流传送至电池控制单元；通信管理单元采集电池单体温度、电压、内阻信息并上送至电池控制单元；通信管理单元还采集分布式电源逆变器电压、电流、功率信息并传送至微网控制单元；电池控制单元对下通讯电池单体信息并下发控制指令；微网控制单元对下通讯分布式电源逆变器并下发控制指令。此种装置可有效提高两者之间通讯信息的传输速率和传输可靠性，简化设备配置和通讯回路，降低系统成本。
主设计要求
1.一种储能电池管理和微网控制一体化装置，其特征在于：包括接口模块和功能模块，其中，接口模块包括I\/O单元、交流采样单元、直流采样单元和通信管理单元，功能模块包括微网控制单元和电池控制单元，其中，I\/O单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，用于采集硬接点信号并传送至微网控制单元和电池控制单元；交流采样单元连接微网控制单元，用于采集微网侧、系统侧或者公共连接点处的电压电流传送到微网控制单元；直流采样单元连接电池控制单元，用于采集电池组电压和电流传送至电池控制单元；通信管理单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，通信管理单元采集电池单体温度、电压、内阻信息，并上送至电池控制单元；通信管理单元还采集分布式电源逆变器电压、电流、功率信息，并传送至微网控制单元；电池控制单元根据接收的信息，对下通讯电池单体信息并下发控制指令，同时电池控制单元连接至微网控制单元，传送电池保护和充放电信息；微网控制单元根据接收的信息，对下通讯分布式电源逆变器并下发控制指令。
设计方案
1.一种储能电池管理和微网控制一体化装置，其特征在于：包括接口模块和功能模块，其中，接口模块包括I\/O单元、交流采样单元、直流采样单元和通信管理单元，功能模块包括微网控制单元和电池控制单元，其中，
I\/O单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，用于采集硬接点信号并传送至微网控制单元和电池控制单元；
交流采样单元连接微网控制单元，用于采集微网侧、系统侧或者公共连接点处的电压电流传送到微网控制单元；
直流采样单元连接电池控制单元，用于采集电池组电压和电流传送至电池控制单元；
通信管理单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，通信管理单元采集电池单体温度、电压、内阻信息，并上送至电池控制单元；通信管理单元还采集分布式电源逆变器电压、电流、功率信息，并传送至微网控制单元；
电池控制单元根据接收的信息，对下通讯电池单体信息并下发控制指令，同时电池控制单元连接至微网控制单元，传送电池保护和充放电信息；
微网控制单元根据接收的信息，对下通讯分布式电源逆变器并下发控制指令。
2.如权利要求1所述的一种储能电池管理和微网控制一体化装置，其特征在于：所述微网控制单元对下通讯方式采用GOOSE通信、103通信或Modbus通信。
3.如权利要求1所述的一种储能电池管理和微网控制一体化装置，其特征在于：所述电池控制单元对下通讯方式采用Modbus通信。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于微电网及储能技术领域，特别涉及一种储能电池管理和微网控制一体化装置。
背景技术
随着环境污染、能源危机、电网安全问题日益突出，光伏、风电等可再生清洁能源大量兴起，然而其发电功率具有间隙性和波动性，大量接入电网后，对电网的调频调峰、稳定提出了巨大的挑战，为了解决这个问题，微电网应运而生。微网控制装置作为微电网指挥大脑，对保障微电网安全稳定经济运行起到至关重要的作用。
储能作为微电网的核心部分，为保证微电网供电质量、供电稳定性和可靠性，提升经济效益提供了基础。目前储能主要是通过储能电池来实现，一般储能电池均会配备电池管理系统(BMS)，BMS能够监视电池运行状态，防止电池过充或过放，引导用户规范使用电池，从而延长电池使用寿命。
BMS一般采用两层式架构，包括电池管理装置BMU和电池控制装置BCU。BMU直接采集单体电池电压、温度和内阻，BCU通过通信管理单元接收BMU上送信息，通过直流采样单元测量电池组的电流、电压以及正负极对地的绝缘电阻，根据上述信息计算电池电量SOC、电池健康度SOH并通过I\/O单元协调控制BMU进行均衡以及内阻测量。
微网控制装置对下分布式电源通讯获取运行状态和运行功率等数据，并通过交流采样单元采集系统的电压电流等模拟量，通过I\/O单元采集硬接点信号，然后通过I\/O单元和通信管理单元输出相应控制信号。
由上述分析可知，电池控制装置和微网控制装置存在相同的结构，理论上可以共用相同的功能单元，整合成一个装置实现电池控制和微网控制功能，简化设备配置，以达到节约成本的目的。
目前，微网控制器获取储能电池相关数据，可以通过储能变流器(储能变流器控制装置采集电池控制装置有关电池的信息)获取，也可以直接通过电池控制装置获取。微网控制器采集到相应的储能电池数据后，决定是否控制储能电池充放电或者以多大功率控制储能电池充放电。微网控制装置和电池控制装置之间一般采用Modbus通讯，信息传递的实时性和可靠性较低。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种储能电池管理和微网控制一体化装置，其可有效提高两者之间通讯信息的传输速率和传输可靠性，简化设备配置和通讯回路，降低系统成本。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种储能电池管理和微网控制一体化装置，包括接口模块和功能模块，其中，接口模块包括I\/O单元、交流采样单元、直流采样单元和通信管理单元，功能模块包括微网控制单元和电池控制单元，其中，
I\/O单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，用于采集硬接点信号并传送至微网控制单元和电池控制单元；
交流采样单元连接微网控制单元，用于采集微网侧、系统侧或者公共连接点处的电压电流传送到微网控制单元；
直流采样单元连接电池控制单元，用于采集电池组电压和电流传送至电池控制单元；
通信管理单元分别连接微网控制单元和电池控制单元，通信管理单元采集电池单体温度、电压、内阻信息，并上送至电池控制单元；通信管理单元还采集分布式电源逆变器电压、电流、功率信息，并传送至微网控制单元；
电池控制单元根据接收的信息，对下通讯电池单体信息并下发控制指令，同时电池控制单元连接至微网控制单元，传送电池保护和充放电信息；
微网控制单元根据接收的信息，对下通讯分布式电源逆变器并下发控制指令。
上述微网控制单元对下通讯方式采用GOOSE通信、103通信或Modbus通信。
上述电池控制单元对下通讯方式采用Modbus通信。
采用上述方案后，本实用新型的储能电池管理和微网控制一体化装置将储能电池控制装置与微网控制装置有机融合，有效提高两者之间通讯信息的传输速率和传输可靠性，简化设备配置和通讯回路，降低系统成本。
附图说明
图1是本实用新型中储能电池管理和微网控制一体化装置的结构示意图；
图2是储能电池控制装置、微网控制装置一体化过程的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的技术方案及有益效果进行详细说明。
本实用新型提供一种储能电池管理和微网控制一体化装置，将储能电池控制装置与微网控制装置有机结合，能够有效提高两者之间通讯信息的传输速率和传输可靠性，简化设备配置，简化通讯回路，降低系统成本。
如图1所示，一种储能电池管理和微网控制一体化装置包括接口模块和功能模块，其中，接口模块包括I\/O单元、交流采样单元、直流采样单元和通信管理单元，功能模块包括微网控制单元和电池控制单元，下面分别介绍。
I\/O单元连接微网控制单元和电池控制单元，用于采集硬接点信号传送到功能模块，并用于功能模块的遥控和保护跳闸出口。
交流采样单元连接微网控制单元，用于采集微网侧、系统侧或者公共连接点处的电压电流传送到微网控制单元。
直流采样单元连接电池控制单元，用于采集电池组电压和电流传送至电池控制单元。
通信管理单元连接微网控制单元和电池控制单元，微网控制单元对下通讯储能、光伏等分布式电源逆变器并下发控制指令，通讯方式包括GOOSE通信、103通信和Modbus通信；电池控制单元对下通讯电池单体信息并下发控制指令，通讯方式为Modbus通信。
电池控制单元连接I\/O单元、直流采样单元、通信管理单元，用于采集电池单体信息，计算电池电量和健康度等信息并提供电池保护；同时电池控制单元连接至微网控制单元，用于传送电池保护和充放电信息。
微网控制单元连接I\/O单元、交流采样单元、通信管理单元，用于采集微电网相关信息，实现对微电网的控制和保护功能。
直流采样单元采集电池组电压和电流，通信管理单元采集电池单体温度、电压、内阻等信息，I\/O单元采集硬接点信息，然后将上述信息上送至电池控制单元；电池控制单元处理后将电池保护和充放电信息传送至微网控制单元，并通过I\/O单元和通信管理单元下发控制信号。
交流采样单元采集微网侧、系统侧或者公共连接点处电压电流信息，通信管理单元采集分布式电源逆变器电压、电流和功率等信息，I\/O单元采集硬接点信息，电池控制单元获取电池保护和充放电信息，然后将上述信息传送至微网控制单元，然后微网控制单元通过I\/O单元和通信管理单元下发控制信号。
在具体实施中，微网控制单元和电池控制单元共用I\/O单元和通信管理单元。
如图2所示，本实用新型的储能电池管理和微网控制一体化装置，整合微网控制装置和电池控制装置相同的单元，简化设备配置，节约装置成本；同时微网控制单元和电池控制单元信息交互，从不同装置间的通信变为同一装置内不同单元间的通信，提升了信息交互的可靠性和快速性。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920298290.0
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209562241U
授权时间:20191029
主分类号:H02J 13/00
专利分类号:H02J13/00
范畴分类:37P;
申请人:南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继保工程技术有限公司
第一申请人:南京南瑞继保电气有限公司
申请人地址:211102 江苏省南京市江宁区苏源大道69号
发明人:魏阳;徐光福;王万纯;董凯达;侯炜;陈俊
第一发明人:魏阳
当前权利人:南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继保工程技术有限公司
代理人:葛潇敏
代理机构:32200
代理机构编号:南京经纬专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计