基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其包括：电池箱系统层，其包括多个电池箱系统，每一个电池箱系统包括多个电池管理系统，电池管理系统BMSij获取电池参数，电池参数包括SOCij,电池管理系统BMSij确定目标告警，并获取以及执行与目标告警对应的预设告警功率限制策略；中压箱系统层，其包括多个中压箱系统，每一个中压箱系统包括多个储能变流器和一个集控设备；储能监控系统层，其包括一个储能监控系统；当SOC超出A1时，或当SOC未超出A1且SOCi超出A2时，或当SOCi未超出A2且SOCij超过A3时，或当SOCij未超过A3且SOCij超过A4时，执行预设功率限制处理策略。

【技术实现步骤摘要】
基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统
本专利技术涉及动力电池
，尤其涉及一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统。
技术介绍
现有的调频储能系统在对电池管理系统的电池堆进行频繁反复的充放电操作的过程中，尤其处于充放电过程的充满或放空最后阶段，电池管理系统中的电池堆的电池参数的变化速率很快，譬如：电压变化速率很快，因此，易于出现过压或欠压、过流等情形。为了避免电池堆处于过压或欠压或过流等情况下，则需要对电池堆进行保护。现有的保护策略为：当电池堆出现过压或欠压或过流等情况时，执行自动断闸的操作，从而起到保护电池堆的效果。但是，电池堆断闸后，需要维修人员对整一个调频储能系统进行分析、维修、确认安全等操作后，才能执行合闸操作，因此，存在维修时间长，维修人工成本高的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，以解决现有的调频储能系统存在的维修时间长，维修成本高，且易于断闸的技术问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其包括：电池箱系统层，其包括多个电池箱系统，每一个电池箱系统包括多个电池管理系统，电池管理系统BMSij获取电池参数，电池参数包括SOCij,电池管理系统BMSij确定多个预设告警等级中与电池参数对应的目标告警等级，以及确认目标告警等级的多个预设告警中的目标告警，并获取与目标告警对应的预设告警功率限制策略，以及执行预设告警功率限制策略，其中，1≤i≤M,1≤i≤N,M为电池箱系统的个数，N为第i个电池箱系统中电池管理系统BMS的个数，电池管理系统BMSij对应的SOC阈值范围为A4(BMS_min,BMS_max)；中压箱系统层，其包括多个中压箱系统，每一个中压箱系统包括多个储能变流器和一个集控设备，集控设备分别与每一个储能变流器连接，每一个储能变流器对应一个电池管理系统；储能变流器PCSij接收电池管理系统BMSij发送的SOCij，集控设备KQi根据SOCij计算得到SOCi；储能变流器PCSij对应的SOC阈值范围为A3(PCS_min,PCS_max)，集控设备KQi对应的SOC阈值范围为A2(KQ_min,KQ_max)；储能监控系统层，其包括一个储能监控系统，储能监控系统分别与每一个集控设备连接，储能监控系统根据SOCi计算得到SOC，储能监控系统EMS对应的SOC阈值范围为A1(EMS_min,EMS_max)，其中，BMS_min≤PCS_min≤KQ_min≤EMS_min，BMS_max≥PCS_max≥KQ_max≥EMS_max；储能监控系统EMS判断SOC超出A1时，控制M个电池箱系统执行预设功率限制处理策略；当SOC未超出A1，且集控设备KQi判断SOCi超出A2时，控制第i个电池箱系统执行预设功率限制处理策略；当SOCi未超出A2，且储能变流器PCSij判断SOCij超过A3时，控制电池管理系统BMSij执行预设功率限制处理策略；当SOCij未超过A3，且电池管理系统BMSij判断SOCij超过A4时，控制电池管理系统BMSij执行预设功率限制处理策略。作为本专利技术的进一步改进，多个预设告警等级包括A告警等级、B告警等级、C告警等级和D告警等级，其中，A告警等级包括BMS系统绝缘告警、BMS内部接触器合闸状态告警、BMS内部采集计算管理单元通讯状态告警，BMS与PCS通讯状态告警，B告警等级包括BMS检测的充放电过流告警、BMS检测的电池电压告警，C告警等级包括BMS检测的电池温度告警；D告警等级包括BMS检测的电池均衡状态告警和BMS检测的内部采集单元自检状态告警。作为本专利技术的进一步改进，电池管理系统包括：等待时长确认模块，用于从当前时刻计时，且确认与目标告警对应的目标预设功率限制等待时长；限制策略执行模块，用于当计时时长达到目标预设功率限制等待时长时，获取与目标告警对应的预设告警功率限制策略，以及执行预设告警功率限制策略。作为本专利技术的进一步改进，集控设备包括：SOC计算模块，用于按照根据公式(1)计算SOCi:SOCi＝(SOCi1+SOCi2+…+SOCij+…+SOCiN)/N(1)。作为本专利技术的进一步改进，储能监控系统包括：SOC计算模块，用于按照公式(2)计算SOC：SOC＝(SOC1+SOC2+…+SOCi+…SOCM)/M(2)。作为本专利技术的进一步改进，储能监控系统包括：指令接收模块，用于接收上层发送的功率控制指令；判断模块，用于判断功率控制指令是充电指令还是放电指令；充电限制模块，用于若功率控制指令是充电指令且SOC>EMS_max，限制M个电池箱系统的充电功率为0，且不对M个电池箱系统的放电功率进行限制；放电限制模块，用于若功率控制指令是放电指令且SOC<EMS_min，限制M个电池箱系统的放电功率为0，且不对M个电池箱系统的充电功率进行限制。作为本专利技术的进一步改进，集控设备包括：接收模块，用于接收储能监控系统EMS发送的功率控制指令；判断模块，用于判断功率控制指令是充电指令还是放电指令；充电限制模块，用于若功率控制指令是充电指令且SOCi>KQ_max，限制第i个电池箱系统的充电功率为0，且不对第i个电池箱系统的放电功率进行限制；放电限制模块，用于若功率控制指令是放电指令且SOCi<KQ_min，限制第i个电池箱系统的放电功率为0，且不对第i个电池箱系统的充电功率进行限制。作为本专利技术的进一步改进，储能变流器包括：接收模块，用于接收集控设备KQi发送的功率控制指令；判断模块，用于判断功率控制指令是充电指令还是放电指令；充电限制模块，用于若功率控制指令是充电指令且SOCij>PCS_max，限制电池管理系统BMSij的充电功率为0，且不对电池管理系统BMSij的放电功率进行限制；放电限制模块，用于若功率控制指令是放电指令且SOCij<PCS_min，限制电池管理系统BMSij的放电功率为0，且不对电池管理系统BMSij的充电功率进行限制。作为本专利技术的进一步改进，电池管理系统包括：接收模块，用于接收储能变流器PCSij发送的功率控制指令；判断模块，用于判断功率控制指令是充电指令还是放电指令；充电限制模块，用于若功率控制指令是充电指令且BMS_SOCij>BMS_max，限制自身的充电功率为0，且不对自身的放电功率进行限制；放电限制模块，用于若功率控制指令是放电指令且BMS_SOCij<BMS_min，限制自身的放电功率为0，且不对自身的充电功率进行限制。与现有技术相比，本专利技术电池管理系统根据获取的电池参数，进行电池管理系统内部的分级功率限制，且储能监控系统、集控设备、储能变流器和电池管理系统进行电池箱系统外部的多级功率限制，形成了调频储能系统的双重多级功率限制机制，降低了充放电过程中，过压、欠压、过流等情况发生的概率，从而减少了人工维护的次数，进而既减少了维护成本和断闸次数，也提升了调频储能系统的运行稳定性能。附图说明图1为本专利技术基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统一个实施例的框架结构示意图；图2为本专利技术基于调频储能系统的双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其特征在于，其包括：电池箱系统层，其包括多个电池箱系统，每一个电池箱系统包括多个电池管理系统，电池管理系统BMSij获取电池参数，所述电池参数包括SOCij,所述电池管理系统BMSij确定多个预设告警等级中与所述电池参数对应的目标告警等级，以及确认所述目标告警等级的多个预设告警中的目标告警，并获取与所述目标告警对应的预设告警功率限制策略，以及执行所述预设告警功率限制策略，其中，1≤i≤M,1≤i≤N,M为电池箱系统的个数，N为第i个电池箱系统中电池管理系统BMS的个数，所述电池管理系统BMSij对应的SOC阈值范围为A4(BMS_min,BMS_max)；中压箱系统层，其包括多个中压箱系统，每一个中压箱系统包括多个储能变流器和一个集控设备，所述集控设备分别与每一个所述储能变流器连接，每一个储能变流器对应一个电池管理系统；储能变流器PCSij接收所述电池管理系统BMSij发送的所述SOCij，所述集控设备KQi根据所述SOCij计算得到SOCi；所述储能变流器PCSij对应的SOC阈值范围为A3(PCS_min,PCS_max)，所述集控设备KQi对应的SOC阈值范围为A2(KQ_min,KQ_max)；储能监控系统层，其包括一个储能监控系统，所述储能监控系统分别与每一个集控设备连接，所述储能监控系统根据所述SOCi计算得到SOC，所述储能监控系统EMS对应的SOC阈值范围为A1(EMS_min,EMS_max)，其中，BMS_min≤PCS_min≤KQ_min≤EMS_min，BMS_max≥PCS_max≥KQ_max≥EMS_max；所述储能监控系统EMS判断所述SOC超出所述A1时，控制M个电池箱系统执行预设功率限制处理策略；当所述SOC未超出所述A1，且集控设备KQi判断所述SOCi超出所述A2时，控制第i个电池箱系统执行所述预设功率限制处理策略；当所述SOCi未超出所述A2，且所述储能变流器PCSij判断所述SOCij超过所述A3时，控制所述电池管理系统BMSij执行所述预设功率限制处理策略；当所述SOCij未超过所述A3，且所述电池管理系统BMSij判断所述SOCij超过所述A4时，控制所述电池管理系统BMSij执行所述预设功率限制处理策略。...

【技术特征摘要】
1.一种基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其特征在于，其包括：电池箱系统层，其包括多个电池箱系统，每一个电池箱系统包括多个电池管理系统，电池管理系统BMSij获取电池参数，所述电池参数包括SOCij,所述电池管理系统BMSij确定多个预设告警等级中与所述电池参数对应的目标告警等级，以及确认所述目标告警等级的多个预设告警中的目标告警，并获取与所述目标告警对应的预设告警功率限制策略，以及执行所述预设告警功率限制策略，其中，1≤i≤M,1≤i≤N,M为电池箱系统的个数，N为第i个电池箱系统中电池管理系统BMS的个数，所述电池管理系统BMSij对应的SOC阈值范围为A4(BMS_min,BMS_max)；中压箱系统层，其包括多个中压箱系统，每一个中压箱系统包括多个储能变流器和一个集控设备，所述集控设备分别与每一个所述储能变流器连接，每一个储能变流器对应一个电池管理系统；储能变流器PCSij接收所述电池管理系统BMSij发送的所述SOCij，所述集控设备KQi根据所述SOCij计算得到SOCi；所述储能变流器PCSij对应的SOC阈值范围为A3(PCS_min,PCS_max)，所述集控设备KQi对应的SOC阈值范围为A2(KQ_min,KQ_max)；储能监控系统层，其包括一个储能监控系统，所述储能监控系统分别与每一个集控设备连接，所述储能监控系统根据所述SOCi计算得到SOC，所述储能监控系统EMS对应的SOC阈值范围为A1(EMS_min,EMS_max)，其中，BMS_min≤PCS_min≤KQ_min≤EMS_min，BMS_max≥PCS_max≥KQ_max≥EMS_max；所述储能监控系统EMS判断所述SOC超出所述A1时，控制M个电池箱系统执行预设功率限制处理策略；当所述SOC未超出所述A1，且集控设备KQi判断所述SOCi超出所述A2时，控制第i个电池箱系统执行所述预设功率限制处理策略；当所述SOCi未超出所述A2，且所述储能变流器PCSij判断所述SOCij超过所述A3时，控制所述电池管理系统BMSij执行所述预设功率限制处理策略；当所述SOCij未超过所述A3，且所述电池管理系统BMSij判断所述SOCij超过所述A4时，控制所述电池管理系统BMSij执行所述预设功率限制处理策略。2.根据权利要求1所述的基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其特征在于，所述多个预设告警等级包括A告警等级、B告警等级、C告警等级和D告警等级，其中，所述A告警等级包括BMS系统绝缘告警、BMS内部接触器合闸状态告警、BMS内部采集计算管理单元通讯状态告警，BMS与PCS通讯状态告警，所述B告警等级包括BMS检测的充放电过流告警、BMS检测的电池电压告警，所述C告警等级包括BMS检测的电池温度告警；所述D告警等级包括BMS检测的电池均衡状态告警和BMS检测的内部采集单元自检状态告警。3.根据权利要求1所述的基于调频储能系统的双重多级功率限制保护系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：等待时长确认模块，用于从当前时刻计时，且确认与所述目标告警对应的目标预设功率限制等待时长；限制策略执行模块，用于当计时时长达到所述目标预设功率限制等待时长时，获取与所述目标告警对应的预设告警功率限制...

【专利技术属性】
技术研发人员：但助兵，邓荣钦，袁虎，容海林，
申请(专利权)人：深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44