技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池儲(chǔ)能的監(jiān)控系統(tǒng)，特別是用于全釩液流電池儲(chǔ)能的就地監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著可再生能源發(fā)電的快速發(fā)展，風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電的規(guī)模逐年增加，但其存在不穩(wěn)定和不連續(xù)的問題，需要配備蓄電儲(chǔ)能裝置，才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的電能輸出，因此大規(guī)模電力儲(chǔ)能裝置受到了極大的關(guān)注。在眾多化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，全釩液流電池因具有使用安全、容量和功率可獨(dú)立設(shè)計(jì)、壽命長、操作維護(hù)簡單、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為研究熱點(diǎn)。而要實(shí)現(xiàn)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要對其進(jìn)行有效的管理和控制，但是目前沒有針對全釩液流電池儲(chǔ)能開發(fā)的就地監(jiān)控系統(tǒng)。

中國專利文獻(xiàn)CN102315648A（申請?zhí)枺?01110260284.4）公開的《一種100千瓦鎳氫儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法》，其系統(tǒng)包含電池監(jiān)控系統(tǒng)以及分別與電池監(jiān)控系統(tǒng)電路連接的若干個(gè)100千瓦鎳氫電池柜和電網(wǎng)接入系統(tǒng)，若干個(gè)100千瓦鎳氫電池柜還與電網(wǎng)接入系統(tǒng)電路連接；電池監(jiān)控系統(tǒng)上設(shè)有總開關(guān)，分別與若干個(gè)100千瓦鎳氫電池柜相對應(yīng)的若干個(gè)電源開關(guān)，以及顯示設(shè)備；總開關(guān)與若干個(gè)電源開關(guān)串聯(lián)連接；顯示設(shè)備與任意一個(gè)電源開關(guān)串聯(lián)連接；每個(gè)100千瓦鎳氫電池柜包含若干個(gè)電池模塊。便于工作人員及時(shí)掌握電池儲(chǔ)能設(shè)備工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)布各種充放電控制命令、電網(wǎng)信息，有助于減少系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作安全性。該中國專利文獻(xiàn)CN102315648A提供的是一種對電池的監(jiān)控方系統(tǒng)及監(jiān)控方法，重點(diǎn)在于其提供的是針對100kW鎳氫儲(chǔ)能的進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)，而不是針對全釩液流電池儲(chǔ)能的監(jiān)控系統(tǒng)，申請人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，若要將該監(jiān)控系統(tǒng)用于對全釩液流電池儲(chǔ)能的監(jiān)控需要進(jìn)行改進(jìn)和完善，才可能實(shí)現(xiàn)。

中國專利文獻(xiàn)CN201867481U（專利號(hào)：201020631070.4）公開的一種《一種蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)》，包括主控單元，主控單元上分別連有采集模塊、內(nèi)阻模塊和溫度模塊，采集模塊與溫度模塊連接，主控單元上還連有溫濕度模塊、存儲(chǔ)器模塊和看門狗模塊，其雖能對蓄電池存在的問題提供早期的預(yù)報(bào)，通過測試蓄電池內(nèi)阻的方法自動(dòng)檢查每節(jié)電池單體的狀況并可靠地預(yù)測出它們的性能，但是沒有涉及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體監(jiān)控。

此外，申請人查閱了2011年發(fā)表在電工技術(shù)上的《基于PLC數(shù)據(jù)采集的全釩液流電池監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》的文章，據(jù)該文章介紹，針對由40個(gè)電池單體組成的5kW全釩液流電池堆模塊，開發(fā)出一種監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用該監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對全釩液流電池運(yùn)行過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，但其實(shí)時(shí)監(jiān)控的范圍有限，僅針對全釩液流電池的電堆模塊。

據(jù)申請人所知，目前投入應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)中沒有一種適用于全釩液流電池儲(chǔ)能的就地監(jiān)控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提出并研究用于全釩液流電池儲(chǔ)能的就地監(jiān)控系統(tǒng)。其能夠完成對于與全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及變流器（可以簡寫為：PCS）相關(guān)的狀態(tài)的監(jiān)控及其數(shù)據(jù)采集和歷史數(shù)據(jù)庫維護(hù)查詢等功能，能滿足全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性和可靠性要求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與多個(gè)就地監(jiān)控系統(tǒng)相互配合；就地監(jiān)控系統(tǒng)包括就地監(jiān)測單元、電池管理系統(tǒng)和變流器就地控制器三大部分；就地監(jiān)測單元分別與電池管理系統(tǒng)和變流器就地控制器配連；就地監(jiān)測單元負(fù)責(zé)采集電池和變流器的數(shù)據(jù)，并下達(dá)控制命令至電池管理系統(tǒng)和變流器就地控制器；電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)測、評估及保護(hù)電池運(yùn)行狀態(tài)；變流器就地控制器用于對變流器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制；就地監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部以及就地監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)間的通信采用工業(yè)以太網(wǎng)；就地監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有2個(gè)與工業(yè)以太網(wǎng)配接的端口。

其特征在于，電池管理系統(tǒng)由信號(hào)處理模塊PLC、供電模塊、堆電壓采集器、堆電流采集器、環(huán)境參數(shù)采集器、電源匯流排、信號(hào)匯流排、電源隔離器、正/負(fù)極流量計(jì)、正/負(fù)極溫度計(jì)、正/負(fù)極壓力計(jì)、正/負(fù)極液位計(jì)、正/負(fù)極電位計(jì)、正/負(fù)極變頻器組成，供電模塊分別與信號(hào)處理模塊PLC和電源隔離器配接，電源隔離器與電源匯流排配接，信號(hào)處理模塊PLC與信號(hào)匯流排配接，堆電壓采集器和堆電流采集器與信號(hào)匯流排配接，信號(hào)匯流排和電源匯流排分別配接環(huán)境參數(shù)采集器、正/負(fù)極流量計(jì)、正/負(fù)極溫度計(jì)、正/負(fù)極壓力計(jì)、正/負(fù)極液位計(jì)、正/負(fù)極電位計(jì)、正/負(fù)極變頻器。

其特征在于，就地監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信采用開放的通信協(xié)議，分別按照IEC104規(guī)約和Modbus?TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。