一种可重构电池储能网络控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种可重构电池储能网络控制系统及方法，涉及储能领域，该系统包括：电池能量网卡用于采集单节电池的运行状态数据并将运行状态数据传输至电池能量集线器，以及控制单节电池的工作状态；电池能量集线器用于将单节电池的

【技术实现步骤摘要】
一种可重构电池储能网络控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及储能领域，特别是涉及一种可重构电池储能网络控制系统及方法
。

技术介绍

[0002]不同于
2/3/4G
网络，
5G
网络将出现大量的网络中大型数据中心
、
边缘数据中心
、
雾计算节点和海量微基站
。
根据目前实际情况来看，受到
5G
通信较高的工作频段导致的高能耗影响，
5G
建设中面临数据中心和站点的电源配套的难题，突出表现为现有的供电体系将无法支撑
5G
网络建设，其主要原因是：
1)
市电扩容困难，市电扩容审批多
、
周期长
、
费用高，按以往的设计规范，容量申请额度或容量冗余额度计算都是按照基站用电负荷的峰值来考虑的，如需申请更多容量，成本会进一步上升；
2)
机房内直流电源容量大部分接近饱和，需要扩容或新建，按照传统方案建设又会带来机房空间不足
、
承重不足等问题；
3)
现有电源模式限制
5G
部署，
5G
无线主设备
AAU
系列基站采用天线发射单元融合的无线基站形态，导致功耗增加
、
电流增大，以现有直流电源制式供电，传输距离变短，难以满足
5G
部署供电需要；
4)5G
的行业赋能定位对电网供电质量提出的非常高的要求，大约
50
％的站点需要新增或扩容备用电源，传统备用电池储能系统建设和运维的模式无法支撑
5G
网络运营
。
因此，电网需求侧必将出现大规模的分布式电池储能系统
。
然而由于生产工艺
、
安全性
、
可靠性
、
易用性等问题，单个电芯容量无法满足实际应用对于储能容量的需求，故而电池储能系统都是由大量电芯通过一定的串并联关系成组而成
。
如何保证由大量电芯构成的储能系统效率
、
安全性和可靠性是目前世界公认的技术难题
。
传统电池储能系统本质上是“哑设备”，其固定串并联的模拟系统架构阻碍了通过互联网和物联网等数字生态技术对其进行细粒度的能量管控
。
[0003]2009
年，美国
FREEDM
结合信息互联网的概念，提出“能源互联网”，旨在通过结合电力电子技术，分布式发电技术等，实现更智能
、
更高效
、
更灵活的电力系统结构，被认为是一个未来能源基础平台的主要发展方向
。
除美国外，欧洲
、
日本等一些发达国家也相继提出了类似于能源互联网的概念并进行技术实现
。
例如德国在
2008
年提出的
E
‑
Energy
计划，将电力系统的电能信息高度数字化
、
信息化，并通过互联网进行数据传输，达到电能高效的调度与分配；
2011
‑
2013
年，日本也提出“数字电网路由器”(digital gridrouter
，
DGR)
的概念并进行研制，在肯尼亚未通电地区设立项目进行实验，旨在对日本当前电网进行改进，使其类似于互联网一样运转：将“IP”地址分配给地区内的例如风电场
、
光伏场
、
负荷等基础电力设施，并通过
DGR
进行调度控制，同时不同地区的
DGR
之间也可以互相传递电能
。
未来电力系统的特点依赖于现代电力电子换流与功率控制技术，据估计未来将有
90
％的电力需要经过电力变换后使用，含有电力变换中间接口装置的多样性
、
强非线性负荷数量将急剧增加
。
比如民用
、
工业
、
交通各方面，电动汽车等等都要使用电力电子装置
。
[0004]中国早已开始对新一代数字能源系统及装备方面的研究，国网四川省电力公司开展的能源互联网建设工作，陆续与腾讯公司
、
清华大学等开展合作；全球能源互联网研究院提出了柔性变电站理念，并联合冀北电力公司以及阿里巴巴在张北数据港建设了世界首台
柔性变电站，于
2018
年1月并网成功，同年
12
月投入了商业运营
。
柔性变电站的运行打破了传统数据中心的供电模式，是一种数据中心新型的供电理念
。
该变电站以中压直流的形势接入了风力发电
、
光伏发电新型能源以及储能
、
电动汽车
、
数据中心等元素，将周边就近的新能源在数据中心进行了高效消纳，也为源网荷多元柔性互动甚至能量与信息的交互提供了实现基础
。
[0005]综上所述，新一代电力系统的研究在全球范围引起广泛的关注
。
作为新一代电力系统中能源传输与转换的枢纽，数字能源装备也成为各国学者研究的热点
。
如何实现传统电网变压器对于电能隔离
、
转换
、
传输的基础功能外，还能够对输入输出的电压电流进行调整，提高电能质量是亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种可重构电池储能网络控制系统及方法，能够提高电能质量
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种可重构电池储能网络控制系统，所述控制系统包括电池能量网卡
、
电池能量集线器
、
电池能量交换机和电池能量适配器组成；
[0009]所述电池能量网卡分别与所述电池能量集线器和可重构电池储能网络的单节电池连接；所述电池能量网卡用于采集所述单节电池的运行状态数据并将所述运行状态数据传输至所述电池能量集线器，以及控制所述单节电池的工作状态；所述运行状态参数包括电压
、
电流和温度；所述工作状态为输出功率和不输出功率；
[0010]所述电池能量集线器与所述电池能量交换机连接；所述电池能量集线器用于收集所述运行状态参数并根据所述运行状态参数计算所述单节电池的
SOC
，并将所述单节电池的
SOC
和所述运行状态参数传输至所述电池能量交换机，以及接收所述电池能量交换机发送的控制指令并根据所述控制指令确定所述可重构电池储能网络的拓扑结构；
[0011]所述电池能量交换机与所述电池能量适配器连接；所述电池能量交换机用于接收所述单节电池的
SOC
和所述运行状态参数，以及根据所述单节电池的
SOC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可重构电池储能网络控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电池能量网卡
、
电池能量集线器
、
电池能量交换机和电池能量适配器组成；所述电池能量网卡分别与所述电池能量集线器和可重构电池储能网络的单节电池连接；所述电池能量网卡用于采集所述单节电池的运行状态数据并将所述运行状态数据传输至所述电池能量集线器，以及控制所述单节电池的工作状态；所述运行状态参数包括电压
、
电流和温度；所述工作状态为输出功率和不输出功率；所述电池能量集线器与所述电池能量交换机连接；所述电池能量集线器用于收集所述运行状态参数并根据所述运行状态参数计算所述单节电池的
SOC
，并将所述单节电池的
SOC
和所述运行状态参数传输至所述电池能量交换机，以及接收所述电池能量交换机发送的控制指令并根据所述控制指令确定所述可重构电池储能网络的拓扑结构；所述电池能量交换机与所述电池能量适配器连接；所述电池能量交换机用于接收所述单节电池的
SOC
和所述运行状态参数，以及根据所述单节电池的
SOC
和所述运行状态参数生成控制指令和驱动信号，并将所述控制指令传输至所述电池能量集线器，以及将所述驱动信号传输至所述电池能量适配器；所述电池能量适配器用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号控制外界负载或充电器接入与断开
。2.
根据权利要求1所述的可重构电池储能网络控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，慈松，高红，朱宁辉，刘智全，王红军，王伟图，王运方，
申请(专利权)人：云储新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：