一种电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统技术方案

本发明专利技术提供的电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统，应用于电力系统技术领域，该电路设置故障检测电路，在检测到电池簇故障后输出急停触发信号至急停信号生成电路，急停信号生成电路在接收急停触发信号后，向PCS输出第一急停信号，PCS停止输出PWM调制信号，进而降低流经CMU内设置的第一直流开关的直流电流，在该直流电流满足第一直流开关的关断能力时，各CMU控制自身设置的第一直流开关断开。本发明专利技术在检测到任一电池簇发生故障时，首先通过PCS停止输出PWM调制信号，使得流经每一CMU内设置的第一直流开关的直流电流减小，降低对第一直流开关分断能力的要求，避免分断过程中电气粘连，确保电池储能系统的安全运行。

A linkage protection circuit for battery energy storage system and battery energy storage system

【技术实现步骤摘要】
一种电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统
本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统。
技术介绍
参见图1，图1是现有技术中一种电池储能系统的结构示意图。在现有技术提供的电池储能系统中，电池簇1-N对应的设置有CMU(ClusterManagementUnit，电池簇管理单元)，并通过CMU以并联方式接入同一个BCP(BatteryCollectionPanel，电池汇流柜)，经BCP直流汇流后，接入PCS(PowerConversionSystem，储能逆变器)进行直流-交流转换，最终以交流电形式并入电网。其中，每一电池簇中还包括多个由预设数量电芯组成的电池模组。CMU包括控制板、电流传感器、电压互感器，以及用于分断电流的直流开关。CMU采集电池簇的电压、电流等运行参数，并将所得运行参数以网络通讯的方式上传至BMS(BatteryManageSystem，系统级电池管理单元)，BMS对多个电池簇统一管理，包括电池簇的切入、切出控制，并同时将提取的电池簇运行参数以网络通讯的方式上传BCP。当某个电池簇因自身局部故障必须退出系统时，CMU需要根据BMS的控制信息，控制直流开关断开，以将故障电池簇切出。这种控制方式要求CMU中的直流开关直接分断额定工作电流，甚至电流值更大的故障电流，对直流开关的分断能力要求较高，容易因为直流开关灭弧能力的欠缺产生电气粘连，无法及时将故障电池簇切出，影响整个电池储能系统的安全运行。
技术实现思路
本专利技术提供一种电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统，以解决现有技术中可能无法及时切出故障电池簇，影响整个电池储能系统安全运行的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种电池储能系统的联动保护电路，包括：至少一个故障检测电路和一个急停信号生成电路，其中，所述故障检测电路的输入端与所述电池储能系统的电池簇管理单元CMU相连，用于采集所述CMU对应的电池簇的运行参数，并在根据所述运行参数判定所述电池簇故障后输出急停触发信号至所述急停信号生成电路；所述急停信号生成电路用于在接收到所述急停触发信号后输出第一急停信号至所述PCS，以使所述PCS停止输出PWM调制信号，并使所述CMU在流经自身的直流电流满足所述CMU内设置的第一直流开关的分断能力之后，控制所述第一直流开关断开。可选的，本专利技术第一方面提供的电池储能系统的联动保护电路，还包括：延时触发机构，其中，所述延时触发机构分别与所述急停信号生成电路和所述电池储能系统的电池汇流柜BCP相连，用于在接收到所述第一急停信号后开始计时，并在计时时长达到预设时长阈值后，向所述BCP输出使能信号，以使所述BCP控制所述BCP内设置的直流断路器断开。可选的，所述故障检测电路包括电压故障检测电路和电流故障检测电路，其中，所述电压故障检测电路用于在检测到所述电池簇电压异常后，输出所述急停触发信号至所述急停信号生成电路；所述电流故障检测电路与所述CMU内设置的电流传感器相连，用于在检测到所述CMU发生电流故障后输出所述急停触发信号至所述急停信号生成电路。可选的，所述电压故障检测电路包括开关粘连检测电路、过充检测电路、过放检测电路中的至少一个，以及，第一逻辑或门电路，其中，所述开关粘连检测电路、所述过充检测电路、所述过放检测电路的输入端分别作为所述电压故障检测电路的各个输入端；所述开关粘连检测电路、所述过充检测电路、所述过放检测电路的输出端分别与所述第一逻辑或门电路的各个输入端相连；所述第一逻辑或门电路的输出端作为所述电压故障检测电路的输出端与所述急停信号生成电路相连。可选的，所述第一逻辑或门电路还通过另外一个输入端接收所述CMU发送的电池模组故障信号。可选的，所述急停信号生成电路包括：第二逻辑或门电路，其中，所述第二逻辑或门电路的各个输入端分别与各个所述故障检测电路的输出端一一对应相连。可选的，本专利技术第一方面上述任一项提供的电池储能系统的联动保护电路，所述故障检测电路设置于所述CMU中。可选的，本专利技术第一方面上述任一项提供的电池储能系统的联动保护电路，所述急停信号生成电路设置于所述电池储能系统的系统级电池管理单元SMU中。第二方面，本专利技术提供一种电池储能系统，包括：N个电池簇，且任一所述电池簇内包括M个电池管理单元BMU、N个CMU、至少一个BCP、至少一个PCS、至少一个SMU，以及权利要求1-8任一项所述的电池储能系统的联动保护电路，其中，N为正整数，M为所述电池簇内电池模组的数量；各所述电池簇内的所述BMU与对应的所述CMU通讯连接；所述SMU分别与各所述CMU以及所述BCP通讯连接；每一所述电池簇的两端连接于互不相同的所述CMU；各所述CMU的两端分别经所述BCP与所述PCS的直流侧相连，所述PCS的交流侧与电网相连；所述PCS用于在接收到所述联动保护电路输出的第一急停信号后，停止输出PWM调制信号，以降低流经各个所述CMU的直流电流；所述CMU用于在流经自身的直流电流满足所述第一直流开关的分断能力之后，控制所述第一直流开关断开。可选的，所述PCS还用于在流经自身的直流电流满足自身内部第二直流开关的分断能力后，控制所述第二直流开关断开，其中，所述第二直流开关的额定分断电流大于所述第一直流开关的额定分断电流。可选的，所述CMU还用于根据各所述BMU反馈的预设故障信号识别并存储发生故障的电池模组的信息。可选的，所述SMU还用于采集各所述故障检测电路的急停触发信号，并根据所述急停触发信号识别并存储发生故障的电池簇的信息。可选的，本专利技术第二方面上述任一项提供的电池储能系统，所述BCP还包括手动急停开关，所述手动急停开关用于输出第二急停信号；所述PCS还用于在接收到所述第二急停信号后，停止输出PWM调制信号，以降低流经各个所述CMU的直流电流。本专利技术提供的电池储能系统的联动保护电路及电池储能系统，设置故障检测电路，实现对各电池簇的运行参数的检测，并在检测到电池簇故障后输出急停触发信号至急停信号生成电路，急停信号生成电路在接收急停触发信号后，向PCS输出第一急停信号，PCS在接收第一急停信号后，停止输出PWM调制信号，进而降低流经CMU内设置的第一直流开关的直流电流，在该直流电流满足第一直流开关的关断能力时，各CMU控制自身设置的第一直流开关断开。本专利技术提供的联动保护电路及电池储能系统，在检测到任一电池簇发生故障时，首先通过PCS停止输出PWM调制信号，进而使得流经每一CMU内设置的第一直流开关的直流电流减小，降低对第一直流开关分断能力的要求，避免分断过程中产生电气粘连，确保整个电池储能系统的安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是现有技术中一种电池储能系统的结构示意图；图2是本专利技术申请实施例提供的一种电池储能系统的联动保护电路与电池储能系统连接的结构框图；图3是本专利技术申请实施例提供的联动保护电路中电压故障检测电路的电路结构图；图4是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，包括：至少一个故障检测电路和一个急停信号生成电路，其中，所述故障检测电路的输入端与所述电池储能系统的电池簇管理单元CMU相连，用于采集所述CMU对应的电池簇的运行参数，并在根据所述运行参数判定所述电池簇故障后输出急停触发信号至所述急停信号生成电路；所述急停信号生成电路用于在接收到所述急停触发信号后输出第一急停信号至所述PCS，以使所述PCS停止输出PWM调制信号，并使所述CMU在流经自身的直流电流满足所述CMU内设置的第一直流开关的分断能力之后，控制所述第一直流开关断开。

【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，包括：至少一个故障检测电路和一个急停信号生成电路，其中，所述故障检测电路的输入端与所述电池储能系统的电池簇管理单元CMU相连，用于采集所述CMU对应的电池簇的运行参数，并在根据所述运行参数判定所述电池簇故障后输出急停触发信号至所述急停信号生成电路；所述急停信号生成电路用于在接收到所述急停触发信号后输出第一急停信号至所述PCS，以使所述PCS停止输出PWM调制信号，并使所述CMU在流经自身的直流电流满足所述CMU内设置的第一直流开关的分断能力之后，控制所述第一直流开关断开。2.根据权利要求1所述的电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，还包括：延时触发机构，其中，所述延时触发机构分别与所述急停信号生成电路和所述电池储能系统的电池汇流柜BCP相连，用于在接收到所述第一急停信号后开始计时，并在计时时长达到预设时长阈值后，向所述BCP输出使能信号，以使所述BCP控制所述BCP内设置的直流断路器断开。3.根据权利要求1所述的电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，所述故障检测电路包括电压故障检测电路和电流故障检测电路，其中，所述电压故障检测电路用于在检测到所述电池簇电压异常后，输出所述急停触发信号至所述急停信号生成电路；所述电流故障检测电路与所述CMU内设置的电流传感器相连，用于在检测到所述CMU发生电流故障后输出所述急停触发信号至所述急停信号生成电路。4.根据权利要求3所述的电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，所述电压故障检测电路包括开关粘连检测电路、过充检测电路、过放检测电路中的至少一个，以及，第一逻辑或门电路，其中，所述开关粘连检测电路、所述过充检测电路、所述过放检测电路的输入端分别作为所述电压故障检测电路的各个输入端；所述开关粘连检测电路、所述过充检测电路、所述过放检测电路的输出端分别与所述第一逻辑或门电路的各个输入端相连；所述第一逻辑或门电路的输出端作为所述电压故障检测电路的输出端与所述急停信号生成电路相连。5.根据权利要求4所述的电池储能系统的联动保护电路，其特征在于，所述第一逻辑或门电路还通过另外一个输入端接收所述CMU发送的电池模组故障信号。6.根据权利要求1所述的电池储能系统的联动保护电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俭节，李金生，许二超，周敏，童辉，杨善明，许大勇，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34