CN218783629U - 一种组串式储能***及储能单元 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种组串式储能***及储能单元，涉及能量存储领域。本申请所提供的储能单元，包括PCS控制器，多个电池簇，交流汇流柜，BAMS4，PCS控制器的输入端连接控制终端，输出端连接各电池簇中的组串式PCS，用于采集电池簇的信息，并接收控制终端的控制指令从而对电池簇进行控制，从而PCS控制器能直接与控制终端之间连接，并用原本的通信总线即可实现对电池簇的控制，在未添加导线的情况下，减少了导线的构成，节省了成本，同时由于可以直接对电池簇的PCS进行控制，因此具备一定的自控能力和组网功能，且都是电池簇由PCS控制器进行直接控制，仅仅需要从控制终端获取信息指示即可，因此传输速率较快。

Description

一种组串式储能***及储能单元

技术领域

本申请涉及能量存储领域，特别是涉及一种组串式储能***及储能单元。

背景技术

近年来，随着储能技术的迅速发展，组串式储能***已成为电力生产过程中的一个重要组成部分，在逆变器领域，组串式替代传统的集中式产品，给光伏行业带来了巨大变革。这样的方式也将同样适用于储能领域，通过组串式、数字化，让储能***变得更高效、更稳定、更安全。

目前组串式储能***的组网结构与集中式储能***基本相同，储能单元内采用一个数据采集器，采集储能变流器(Power Conversion System，PCS)和电池管理***(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)的数据，并将PCS数据转发至站控层。通信终端是解决电网侧储能站中PCS与站控层间协议通信的常用设备，但数据采集器通常不具备组网功能，无法实现与储能站内的储能协调控制器进行组网，且由于数据采集器只存在通信功能，因此针对于PCS的控制需要从储能单元与外部进行通信后经过外部的控制终端的控制指令进行控制，因此信号传输较慢，无法实现自控。

鉴于上述技术，寻找一种能实现自控且具备组网功能的组串式储能单元是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种储能单元，以便于解决当前采用通信终端作为解决电网侧储能站中PCS与站控层间协议通信的常用设备，所导致的数据采集器通常不具备组网功能，无法实现与储能站内的储能协调控制器进行组网，且由于数据采集器只存在通信功能，因此针对于PCS的控制需要从储能单元与外部进行通信后经过外部的控制终端的控制指令进行控制，因此信号传输较慢，无法实现自控的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种储能单元，应用于组串式储能***，包括：PCS控制器，多个电池簇，交流汇流柜，BAMS4；

所述PCS控制器的输入端连接控制终端，输出端连接各所述电池簇中的组串式PCS，用于采集所述电池簇的信息，并接收所述控制终端的控制指令从而对所述电池簇进行控制；

所述电池簇包括BMCU以及组串式PCS，所述BMCU与所述组串式PCS连接；

所述交流汇流柜与所述PCS控制器之间相互连接，并通过交流汇流连接所述电池簇的所述组串式PCS；

所述BAMS4连接各所述电池簇的PCS。

优选地，所述PCS控制器还通过光纤B码接口或差分电B码接口与卫星时钟装置连接。

优选地，还包括：消防柜；

所述消防柜与所述PCS控制器连接，用于发送急停信号给所述PCS控制器。

优选地，所述PCS控制器包括2路遥控干接点输出信号，用于控制所述交流汇流柜内的开关分闸与合闸。

优选地，所述PCS控制器组还与CCS连接，用于按照所述CCS下发的交换功率定值，根据自采汇流后的总功率和各组串式PCS上送的实时功率、可充功率，控制所述储能单元的充放电功率。

优选地，所述PCS控制器可通过CAN总线、RS485总线、以太网进行通信，完成对PCS的数据采集和快速控制。

优选地，所述PCS控制器还包括停机干接点，用于控制所述储能单元的停机。

为解决上述问题，本申请还提供一种组串式储能***，包括上述的储能单元。

本申请所提供的储能单元，包括PCS控制器，多个电池簇，交流汇流柜，BAMS4，PCS控制器的输入端连接控制终端，输出端连接各电池簇中的组串式PCS，用于采集电池簇的信息，并接收控制终端的控制指令从而对电池簇进行控制，电池簇包括BMCU以及组串式PCS，BMCU与组串式PCS连接，交流汇流柜与PCS控制器之间相互连接，并通过交流汇流连接电池簇的组串式PCS，BAMS4连接各电池簇的PCS，通过将原有的通信终端更换为PCS控制器，从而PCS控制器能直接与控制终端之间连接，并用原本的通信总线即可实现对电池簇的控制，在未添加导线的情况下，减少了导线的构成，节省了成本，同时由于可以直接对电池簇的PCS进行控制，因此具备一定的自控能力和组网功能，且都是电池簇由PCS控制器进行直接控制，控制指令由PCS直接发出，仅仅需要从控制终端获取信息指示即可，因此传输速率较快。

本申请所提供的组串式储能***，包括上述的储能单元，有益效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种储能单元结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种储能单元，以便于解决当前采用通信终端作为解决电网侧储能站中PCS与站控层间协议通信的常用设备，所导致的数据采集器通常不具备组网功能，无法实现与储能站内的储能协调控制器进行组网，且由于数据采集器只存在通信功能，因此针对于PCS的控制需要从储能单元与外部进行通信后经过外部的控制终端的控制指令进行控制，因此信号传输较慢，无法实现自控的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种储能单元结构示意图，应用于组串式储能***，如图1所示，该储能单元包括：PCS控制器1，多个电池簇2，交流汇流柜3，BAMS4；

PCS控制器1的输入端连接控制终端，输出端连接各电池簇2中的组串式PCS，用于采集电池簇2的信息，并接收控制终端的控制指令从而对电池簇2进行控制；

电池簇2包括电池管理控制单元(Battery management control unit，BMCU)以及组串式PCS，BMCU与组串式PCS连接；

交流汇流柜3与PCS控制器1之间相互连接，并通过交流汇流连接电池簇2的组串式PCS；

BAMS4连接各电池簇2的PCS。

PCS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由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。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。PCS控制器通过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。需要说明的是，在本实施例中对于PCS控制器1所采用的通信方式不进行具体限定，可以理解的是，对于PCS控制器1而言，可以采用之前使用的通信总线作为通信基础，无需额外添加线路。

电池簇2由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体，还宜包括电池管理***、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。在本实施例中对于电池簇2的类型以及其涉及的具体的个数等等均不进行限定。

汇流箱在光伏发电***中是保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。该装置能够保障光伏***在维护、检查时易于切断电路，当光伏***发生故障时减小停电的范围。汇流箱是指用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流箱，在光伏汇流箱内汇流后，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电***，实现与市电并网。交流汇流柜3则代指光伏汇流箱与交流配电柜所构成的光伏发电***，在本实施例中对于交流汇流柜3的具体配电方式以及其类型均不进行限定。

储能电站总控***(BATTERY ALL MANAGEMENT SYSTEM，BAMS)即对于电站的总体的电池簇控制管理***，用于管理所有电池簇的PCS相应的信息。

本申请所提供的储能单元，包括PCS控制器1，多个电池簇2，交流汇流柜3，BAMS4，PCS控制器1的输入端连接控制终端，输出端连接各电池簇2中的组串式PCS，用于采集电池簇2的信息，并接收控制终端的控制指令从而对电池簇2进行控制，电池簇2包括BMCU以及组串式PCS，BMCU与组串式PCS连接，交流汇流柜3与PCS控制器1之间相互连接，并通过交流汇流连接电池簇2的组串式PCS，BAMS4连接各电池簇2的PCS，通过将原有的通信终端更换为PCS控制器1，从而PCS控制器1能直接与控制终端之间连接，并用原本的通信总线即可实现对电池簇2的控制，在未添加导线的情况下，减少了导线的构成，节省了成本，同时由于可以直接对电池簇2的PCS进行控制，因此具备一定的自控能力和组网功能，且都是电池簇2由PCS控制器1进行直接控制，控制指令由PCS直接发出，仅仅需要从控制终端获取信息指示即可，因此传输速率较快。

考虑到通过需要对储能单元进行时间修正，在此提供优选方案，PCS控制器1还通过光纤B码接口或差分电B码接口与卫星时钟装置连接。

卫星时间同步装置继承卫星同步钟所有功能的同时，内嵌国际流行的NTP-SERVER服务，以网络时间服务(Network Time Protocol，NTP)协议给各个网络设备提供精确的时间校对服务，独立于其他网络***，可直接作为网络校时服务器接入网络。具有多种校时方式,使用方便。光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。通过光纤的方式连接卫星时钟装置以及本方案提出的PCS控制器1，从而保证能对整个储能单元进行标准的时间修正。

考虑到储能***的安全性能，在此提供优选方案，还包括：消防柜5；

消防柜5与PCS控制器1连接，用于发送急停信号给PCS控制器1。

考虑到安全性能问题，消防柜5宜采用柜式七氟丙烷灭火装置，***由火灾报警***、灭火控制***及七氟丙烷灭火装置三部分组成。火灾报警***设置感烟、感温两路报警，通过气体灭火控制器进行控制。消防柜5应包括但不限于以下功能和要求：具备自动控制、手动控制、机械应急操作三种控制方式。各类电器元件符合规范标准。控制柜应满足***的功能及控制要求。控制屏应用中文和英文显示各项工作参数。通过加入消防柜5，从而保证了元件的安全问题。

上述实施例中对于PCS以及交流汇流柜3的通信方式未进行限定，在此提供优选方案，PCS控制器1包括2路遥控干接点输出信号，用于控制交流汇流柜3内的开关分闸与合闸。

需要说明的是，本实施例中采用交流汇流柜3与PCS控制器1之间通过遥控干接点进行连接，从而控制交流汇流柜3的导通以及关断，实现储能单元的自控制。

考虑到整个储能***的协调能力，在此提供优选方案，PCS控制器1组还与CCS连接，用于按照CCS下发的交换功率定值，根据自采汇流后的总功率和各组串式PCS上送的实时功率、可充功率，控制储能单元的充放电功率。

需要说明的是，协调控制***(Coordination Control System，CCS)同时给储能站内所有储能单元发出功率指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥储能站的调频、调峰能力，稳定运行参数。

上述实施例中对于PCS控制器1的通信方式未进行限定，在此提供优选方案，PCS控制器1可通过CAN总线、RS485总线、以太网进行通信，完成对PCS的数据采集和快速控制。

控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)是国际上应用最广泛的现场总线之一，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制***实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

RS485总线是一个定义平衡数字多点***中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。RS485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。RS485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。有些RS485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。RS485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。

以太网是一种计算机局域网技术。包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3～10Mbps不等；而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。在本实施例中对于以太网的具体类型不进行限定。

通过上述三种通信方式，从而保证了PCS控制器1与储能***中其他元件通信的便携性以及快速性。

考虑到对于储能***的停机控制，在此提供优选方案，PCS控制器1还包括停机干接点，用于控制储能单元的停机。

干接点和湿接点信号，在工业控制领域中，是一个标准的名词了。干接点是一种电气开关，具有闭合和断开2个状态。干接点两个接点间没有极性，可以互换。通过采取干接点的方式，使得储能***能实现电源的自控。

为解决上述问题，本申请还提供一种组串式储能***，包括上述的储能单元。

由于***部分的实施例与储能单元部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例及其对应的有益效果请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

以上对本申请所提供的一种储能单元及进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种储能单元，其特征在于，应用于组串式储能***，包括：PCS控制器，多个电池簇，交流汇流柜，BAMS4；

所述PCS控制器的输入端连接控制终端，输出端连接各所述电池簇中的组串式PCS，用于采集所述电池簇的信息，并接收所述控制终端的控制指令从而对所述电池簇进行控制；

所述电池簇包括BMCU以及组串式PCS，所述BMCU与所述组串式PCS连接；

所述交流汇流柜与所述PCS控制器之间相互连接，并通过交流汇流连接所述电池簇的所述组串式PCS；

所述BAMS4连接各所述电池簇的PCS。

2.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述PCS控制器还通过光纤B码接口或差分电B码接口与卫星时钟装置连接。

3.根据权利要求2所述的储能单元，其特征在于，还包括：消防柜；

所述消防柜与所述PCS控制器连接，用于发送急停信号给所述PCS控制器。

4.根据权利要求3所述的储能单元，其特征在于，所述PCS控制器包括2路遥控干接点输出信号，用于控制所述交流汇流柜内的开关分闸与合闸。

5.根据权利要求4所述的储能单元，其特征在于，所述PCS控制器组还与CCS连接，用于按照所述CCS下发的交换功率定值，根据自采汇流后的总功率和各组串式PCS上送的实时功率、可充功率，控制所述储能单元的充放电功率。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的储能单元，其特征在于，所述PCS控制器可通过CAN总线、RS485总线、以太网进行通信，完成对PCS的数据采集和快速控制。

7.根据权利要求6所述的储能单元，其特征在于，所述PCS控制器还包括停机干接点，用于控制所述储能单元的停机。

8.一种组串式储能***，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的储能单元。

Images