一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统技术方案

本实用新型专利技术属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统。采用在数据信息传输通信链路全面传输蓄电池实时监测数据的基础上，增加了独立设置的蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，提供了毫秒级快速储能蓄电池故障处理的机制，构成具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统，利用蓄电池实时监测参数在时间维度上的不同时效性特征，通过直接启动电控开关的驱动信号链路，实现了对于蓄电池异常情况实现快速响应，有效避免恶性事故的发生，克服了现有技术采用单一信息链路，分散采集、分层级传输、集中分析处理的系统架构存在的蓄电池发生异常响应处理不及时的安全风险。

A Safety Management and Control Architecture and System for Large Scale Battery Energy Storage

【技术实现步骤摘要】
一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统
本技术属于电化学储能应用
，具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统。
技术介绍
随着电化学储能技术逐步成熟，应用储能技术与系统提高电网电力调节的灵活性是当前可行的选择之一，储能应用正进入发展加速期，将对电网发展乃至能源革命产生深刻的影响。储能技术发展和应用越来越深入、广泛，但是需要解决的问题和面临的挑战也不少。特别是基于蓄电池充放电的电化学储能系统，其应用需要使用大量单体容量较小的蓄电池，如常见的的铅酸电池、铅炭电池、尤其是锂离子蓄电池等；一个储能单元系统由多个蓄电池组串构成电池簇接入储能变流器直流端，以锂电池为例，配置多个锂离子蓄电池组串，一个蓄电池组串又由多个蓄电池串并联的蓄电池PACK连接构成，而一个PACK需要多个蓄电池电芯串联构成；如此1000度电的储能单元系统需要几千个蓄电池电芯(以40AH电芯计约需要8000个)组成，为了检测到每一个电芯的实时运行参数，防止任何一个损坏的电芯发生故障甚至燃爆，全单体蓄电池电芯实时监测是唯一正确的选择，这样的连接方式使得监测点倍增、数据量庞大，现有技术通常采用分层级数据采样集中分析处理，一个蓄电池组串配套的多个蓄电池监测模块BMU毫秒级采样传输到蓄电池组串监控模块BCMU进行集中分析处理后，再传输到多蓄电池组串的簇监控模块BAMS以及储能管控系统的上位机，进行储能单元系统蓄电池实时监测数据的全面分析处理并生成控制储能变流器PCS执行指令的实时监控过程，往往在秒级才能响应执行，这种系统架构对蓄电池异常现象不能及时快速做出响应处理，在遇到蓄电池异常情况会增加发生事故的概率。为了在满足海量实时监测数据全面性处理的同时，提高应对损伤蓄电池电芯的实时监测及异常快速处置能力，本技术提出相对于数据信息传输通信链路，独立设置蓄电池异常时快速响应的电信号直接启动电控开关的驱动信号链路，构成一个具有双通信链路的新型大规模蓄电池储能管控架构及系统。
技术实现思路
本技术具体涉及一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块、储能变流器PCS、储能电池系统管控上位机、蓄电池组串负极直流母线、蓄电池组串正极直流母线、多组串监控模块与PCS通信线路、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路、第1蓄电池组串电流采样传感器、第1蓄电池组串负极直流接触器、第1蓄电池组串负极直流熔断器、第1蓄电池组串电流采样线束、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线、第1蓄电池组串直流通断电控开关、第1蓄电池组串正极直流熔断器、第1蓄电池组串第1电池监测模块、第1蓄电池组串第2电池监测模块、第1蓄电池组串第M电池监测模块、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束、第k蓄电池组串电流采样传感器、第k蓄电池组串负极直流接触器、第k蓄电池组串负极直流熔断器、第k蓄电池组串电流采样线束、第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线、第k蓄电池组串直流通断电控开关、第k蓄电池组串正极直流熔断器、第k蓄电池组串第1电池监测模块、第k蓄电池组串第2电池监测模块、第k蓄电池组串第M电池监测模块、第k蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线、第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线、第k蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线、第k蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线、第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束；其中：第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第1电池模块PACK；第1蓄电池组串第1电池监测模块通过第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束分别顺次连接第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池的正极端，构成第1蓄电池组串第1电池监测模块对第1蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池、第1蓄电池组串本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块(1)、储能变流器PCS(2)、储能电池系统管控上位机(3)、蓄电池组串负极直流母线(4)、蓄电池组串正极直流母线(5)、多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)、第1蓄电池组串电流采样传感器(31a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串电流采样线束(5a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线(32a3)、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线(32aM)、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2...

【技术特征摘要】
1.一种大规模蓄电池储能安全管控架构及系统，主要包括：多组串监控模块(1)、储能变流器PCS(2)、储能电池系统管控上位机(3)、蓄电池组串负极直流母线(4)、蓄电池组串正极直流母线(5)、多组串监控模块与PCS通信线路(6)、监控模块与储能电池系统管控上位机通信线路(7)、第1蓄电池组串电流采样传感器(31a)、第1蓄电池组串负极直流接触器(41a)、第1蓄电池组串负极直流熔断器(42a)、第1蓄电池组串电流采样线束(5a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a)、第1蓄电池组串直流通断电控开关(7a)、第1蓄电池组串正极直流熔断器(8a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)、第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)、第1蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线(32a3)、第1蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线(32aM)、第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1a)、第k蓄电池组串电流采样传感器(31k)、第k蓄电池组串负极直流接触器(41k)、第k蓄电池组串负极直流熔断器(42k)、第k蓄电池组串电流采样线束(5k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6k)、第k蓄电池组串直流通断电控开关(7k)、第k蓄电池组串正极直流熔断器(8k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块(10k)、第k蓄电池组串第2电池监测模块(20k)、第k蓄电池组串第M电池监测模块(M0k)、第k蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32k1)、第k蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32k2)、第k蓄电池组串第3电池监测模块数据上传通信线(32k3)、第k蓄电池组串第M电池监测模块数据上传通信线(32kM)、第k蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Nk)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122k)、第k蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Nk)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222k)、第k蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22k)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Nk)、第k蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池负极端监测线束(M2N+1k)；其中：第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第1电池模块PACK；第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)通过第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(121a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(122a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(12Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第1个蓄电池(111a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第2个蓄电池(112a)、第1蓄电池组串第1电池模块PACK的第N个蓄电池(11Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)对第1蓄电池组串第1电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第2电池模块PACK；第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)通过第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(221a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(222a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(22Na)分别顺次连接第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第1个蓄电池(211a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第2个蓄电池(212a)、第1蓄电池组串第2电池模块PACK的第N个蓄电池(21Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)对第1蓄电池组串第2电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)顺次排列并且相邻的两个蓄电池正极和负极相连接，构成串联的第1蓄电池组串第M电池模块PACK；第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)通过第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池正极端监测线束(M21a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池正极端监测线束(M22a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池正极端监测线束(M2Na)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池组串末电池负极端监测线束(M2N+1a)分别顺次连接第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第1个蓄电池(M11a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第2个蓄电池(M12a)、第1蓄电池组串第M电池模块PACK的第N个蓄电池(M1Na)的正极端，构成第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)对第1蓄电池组串第M电池模块PACK的各蓄电池进行实时监测的信息采样链路；由第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的上连数据端口(a11)通过第1蓄电池组串第1电池监测模块数据上传通信线(32a1)连接多组串监控模块(1)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的上连数据端口(a21)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32a2)连接第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的下连数据端口(a13)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的上连数据端口(aM1)通过第1蓄电池组串第2电池监测模块数据上传通信线(32aM)连接第1蓄电池组串第M-1电池监测模块(M-10a)的下连数据端口(aM-13)，构成第1蓄电池组串全单体蓄电池实时监测的信息传输链路；第1蓄电池组串第1电池监测模块(10a)的开关快速控制信号端(a12)、第1蓄电池组串第2电池监测模块(20a)的开关快速控制信号端(a22)、第1蓄电池组串第M电池监测模块(M0a)的开关快速控制信号端(aM2)分别通过第1蓄电池组串直流通断电控开关快速控制信号线(33a)连接多组串监控模块(1)，再由多组串监控模块(1)通过第1蓄电池组串直流通断电控开关驱动线(6a...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：新型
国别省市：北京,11