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CN108683202A - 储能系统 - Google Patents

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CN108683202A
CN108683202A CN201810328494.4A CN201810328494A CN108683202A CN 108683202 A CN108683202 A CN 108683202A CN 201810328494 A CN201810328494 A CN 201810328494A CN 108683202 A CN108683202 A CN 108683202A
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Abstract

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种储能系统，其包括电池系统以及与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池系统包括至少一组电池模组，电池模组包括多个串联的单体电池；所述电池管理系统BMS采集电池模组温度，以及电池模组内单体电池的单体电池电压，结合单体电池的电压‑温度‑电流曲线，得到单体电池的可输出功率，并汇总电池模组的可输出功率实时计算得到电池系统的系统可输出功率；本发明的储能系统可实时预测电池系统的系统可输出功率，采用模块化设计的电池系统，使其扩容更加方便，且可以在多种场景应用。

Description

储能系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种储能系统。
背景技术
全球能源危机的不断加深和环境的日益恶化使得能源领域的变革迫在眉睫。应运而生的风光等新能源发电方式也逐渐发展，其中分布式发电技术是新能源发电接入大电网的有效方式。微电网则是将多组分布式电源连同储能单元并联协同为用户负载供电的小型自治配电系统，它有着安装灵活、供电可靠、高效清洁等优点。
目前的储能系统无法根据电池系统的电芯能力实时进行电池系统可输出功率预测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种储能系统，可实时预测电池系统的系统可输出功率，采用模块化设计的电池系统，使其扩容更加方便，且可以在多种场景应用。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种储能系统，其包括电池系统以及与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池系统包括至少一组电池模组，电池模组包括多个串联的单体电池；所述电池管理系统BMS采集电池模组温度，以及电池模组内单体电池的单体电池电压，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，得到单体电池的可输出功率，并汇总电池模组的可输出功率实时计算得到电池系统的系统可输出功率。
优选的，所述电池管理系统BMS为二级控制架构，其包括用于采集电池模组的运行状态信息的多个一级从控SBMU以及与多个一级从控SBMU相连的一个二级主控SBCU；电池系统包括多组电池模组，每个电池模组由多个单体电池串联组成，一个电池模组与电池管理系统BMS的一个一级从控SBMU相连。
优选的，所述电池模组内设有与其对应连接的一级从控SBMU，一级从控SBMU与所述多个串联的单体电池连接采集各单体电池的单体电池电压，所述电池模组还包括用于采集电池模组温度的温度传感器，一级从控SBMU与温度传感器连接。
优选的，还包括与电池管理系统BMS相连的储能逆变器PCS，电池系统与储能逆变器PCS连接。
优选的，所述电池模组还包括模组散热风扇，二级主控SBCU与模组散热风扇连接，控制模组散热风扇的启动/停止。
优选的，还包括交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路；
公共电网通过交流上电电路与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连，电池系统通过直流上电电路与二级主控SBCU相连，电池系统的负极通过依次串接的熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1与储能逆变器PCS相连，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电电路与储能逆变器PCS相连，二级主控SBCU与继电器KM1相连并控制其闭合/断开。
优选的，还包括高压盒，交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路设置在高压盒内，电池管理系统BMS的二级主控SBCU安装在高压盒内，电池管理系统BMS的一级从控SBMU设置在对应的电池模组内，电池系统通过高压盒与储能逆变器PCS连接。
优选的，所述预充电电路包括继电器KM2、继电器KM3和预充电阻R0，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电阻R0、继电器KM3与储能逆变器PCS相连，继电器KM2并联在预充电阻R0和继电器KM3的两端。
优选的，所述高压盒还包括高压盒操作面板，高压盒操作面板上设置空气开关QF2、自复位开关SB1、空气开关QF3、模组通讯集联接口、直流输入正极接口、直流输入负极接口、急停开关和指示灯接口、储能逆变器PCS通讯接口、公共电网电源接口、直流输出正极接口和直流输出负极接口；
所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU通过模组通讯集联接口与电池管理系统BMS的一级从控SBMU相连；所述二级主控SBCU通过公共电网电源接口与公共电网相连；所述二级主控SBCU通过直流电源输入正极接口、直流电源输入负极接口分别与电池系统的正极、负极相连；所述二级主控SBCU通过该急停开关和指示灯接口与急停开关、绿色指示灯、红色指示灯相连；所述二级主控SBCU通过储能逆变器PCS通讯接口与储能逆变器PCS相连；所述储能逆变器PCS通过直流输出正极接口、直流输出负极接口与用户负载相连。
优选的，所述交流上电电路包括空气开关QF2和第一AC/DC变换器，公共电网的各相通过空气开关QF2与AC/DC变换器的交流端相连，第一AC/DC变换器的直流端与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连；
工作时，闭合空气开关QF2，储能系统初始化完成后，电池管理系统BMS的二级主控SBCU控制继电器KM1和继电器KM3闭合，电池管理系统BMS自动进行预充电，预充电完成后，二级主控SBCU控制继电器KM2闭合，控制继电器KM3断开，完成储能系统的高压上电。
优选的，所述直流上电电路包括第一DC/DC变换器、继电器KM4、自复位开关SB1和空气开关QF3，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF3、继电器KM4与第一DC/DC变换器的输入端相连，自复位开关SB1与继电器KM4并联，电池系统的负极与第一DC/DC变换器的输入端相连，第一DC/DC变换器的输出端与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连；
工作时，闭合空气开关QF3，然后按下自复位开关SB1，储能系统初始化完成后，电池管理系统BMS的二级主控SBCU控制继电器KM1和继电器KM3闭合，电池管理系统BMS自动进行预充电，预充电完成后，二级主控SBCU控制继电器KM2闭合，继电器KM3断开，完成储能系统的高压上电。
优选的，包括机柜，机柜内部设置多组由上而下层叠设置的电池模组以及与电池模组相连的高压盒，电池模组通过铜排依次串联并与高压盒相连，柜体顶部设置机柜风扇，柜门上部设置显示屏，显示屏通过CAN总线与电池管理系统BMS相连，用于显示电池系统的运行状态信息。
优选的，所述的一级从控SBMU采集与其连接的电池模组内各单体电池的单体电池电压，以及电池模组内的电池模组温度，基于各单体电池的电压-温度-电流曲线得到各单体电池的单体电池电流，通过单体电池电压乘以单体电池电流可以得到单体电池的可输出功率，再汇总电池模组内多个单体电池的可输出功率得到电池模组的可输出功率；二级主控SBCU汇总各电池模组的可输出功率得到电池系统的系统可输出功率。
本发明的储能系统，包括电池系统，电池系统包括至少一组电池模组，模块化设计的电池模组，电池系统的增容/减容方便快捷；还包括与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池管理系统BMS可实时采集单体电池的单体电池电压、电池模组温度，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，实时预测电池系统的系统可输出功率，还避免了电池系统出现过度充电/放电的情况发生，有利于延长本发明的使用寿命。本发明的储能系统的电池管理系统BMS可实时预测电池系统的系统可输出功率，使得储能逆变器PCS可以依据电池管理系统BMS提供的系统可输出功率，控制电池系统的充电/放电，避免电池系统出现过度充电/放电的情况发生，而且能够依据电池管理系统BMS提供的系统可输出功率根据公共电网的用电价格和负载供电情况进行削峰填谷，提高能源使用效率降低成本。此外，本发明的高压盒包括交流上电电路和直流上电电路，直流上电电路可实现本发明的“黑启动”，避免因交流上电电路断电而损坏本发明的情况发生，再者，“黑启动”设计也扩大了本发明的应用场景，使本发明在无公共电网的场景也可以正常使用；本发明的显示屏为触屏，一则方便用户查看电池系统的运行状态信息及系统参数，二来可以通过触屏方便写入和调整系统参数。
附图说明
图1是本发明储能系统的电路拓扑图；
图2是本发明高压盒的电路拓扑图；
图3是本发明电池模组的电路拓扑图；
图4是本发明高压盒操作面板的结构示意图；
图5是本发明可扩展机柜式储能系统的结构示意图；
图6是本发明电池系统的结构示意图；
图7是本发明单体电池在不同温度下，单体电池的最大充电电流-电压的变化曲线图；
图8是本发明单体电池在不同温度下，单体电池的最大放电电流-电压的变化曲线图。
具体实施方式
以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本发明的储能系统的具体实施方式。本发明的储能系统不限于以下实施例的描述。
本发明的储能系统包括电池系统以及与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池系统包括至少一组电池模组，电池模组包括多个串联的单体电池；所述电池管理系统BMS采集电池模组温度，以及电池模组内单体电池的单体电池电压，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，得到单体电池的可输出功率，并汇总电池模组的可输出功率实时计算得到电池系统的系统可输出功率。
目前，电池系统的容量多为固定值，不易改变，而且并网方式单一，也无法根据电池系统的温度和单体电池能力进行电池系统的系统可输出功率的实时预测。本发明的储能系统，其电池系统包括模块化设计的电池模组，电池系统的增容/减容方便便捷；其电池管理系统BMS可依据其实时采集的单体电池的单体电池电压和电池模组的电池模组温度，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，实时计算电池系统的系统可输出功率，实现了对电池系统的系统可输出功率的实时预测，还可以避免电池系统出现过度充电/放电的情况发生。
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明的储能系统做进一步说明。
如图1-5所示，为本发明的一个优选实施方式，为一种可扩展机柜式储能系统，可用于商用削峰填谷的储能系统。
如图5所示，本发明的可扩展机柜式储能系统包括电池系统、以及与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池系统与电池管理系统BMS相连，电池管理系统BMS与储能逆变器PCS相连，储能逆变器PCS依次与AC配电系统、双向电表相连，双向电表可直接输出480V的交流电压，也可以通过变压器输出380V的交流电压，用于输入公共电网和为负载供电。电池管理系统BMS可依据其实时采集的电池模组的单体电池的单体电池电压和电池模组温度，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，实时计算电池系统的系统可输出功率，实现了对电池系统的系统可输出功率的实时预测，使得储能逆变器PCS可以依据电池管理系统BMS提供的系统可输出功率，控制电池系统的充电/放电，避免电池系统出现过度充电/放电的情况发生，而且能够依据电池管理系统BMS提供的系统可输出功率根据公共电网的用电价格和负载供电情况进行削峰填谷，提高能源使用效率降低成本。优选的，所述储能系统还可以包括能源管理系统EMS，电池管理系统BMS与能源管理系统EMS和储能逆变器PCS相连，储能逆变器PCS与能源管理系统EMS基于电池管理系统BMS提供的系统可输出功率进行应用控制。
如图3、6所示，所述电池系统包括机柜，机柜内部设置12组由上而下层叠设置的电池模组以及与电池模组相连的高压盒，12组电池模组通过铜排依次串联并与高压盒相连。当然，相邻电池模组还可以通过导线依次串联。需要指出的是，电池模组的数量可以依据太阳能发电系统的容量和用户用电需求进行调整。所述电池管理系统BMS为二级控制架构，其包括用于采集电池模组的运行状态信息的多个一级从控SBMU以及与多个一级从控SBMU相连的一个二级主控SBCU；电池系统包括多组电池模组，每个电池模组由多个单体电池串联组成，一个电池模组与电池管理系统BMS的一个一级从控SBMU相连，BMS的二级主控SBCU安装在高压盒内，BMS的一级从控SBMU设置在对应的电池模组内，电池系统通过高压盒与储能逆变器PCS连接。如图3所示，所述电池模组包括多个串联的单体电池，所述电池模组内设有与其对应连接的一级从控SBMU，一级从控SBMU与所述多个串联的单体电池连接采集各单体电池的单体电池电压，所述电池模组还包括用于采集电池模组温度的温度传感器，一级从控SBMU与温度传感器连接，采集电池模组温度。如图3所示的实施例，所述电池模组包括14只串接的单体电池、2个温度传感器、一个20pin通讯接插件和一个模组散热风扇，14只单体电池分别与电池管理系统BMS的一个一级从控SBMU相连，2个温度传感器与一级从控SBMU相连，20pin通讯接插件与一级从控SBMU相连，12个20pin通讯接插件集联并与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连，实现不同一级从控SBMU之间的通讯以及一级从控SBMU与二级主控SBCU的通讯，二级主控SBCU通过20pin通讯接插件与模组散热风扇相连并控制其启动/停止。当然，所述20pin通讯接插件可以是两个10pin接插件上下集联，也可以根据需要采用其它的集联结构。
优选的，所述一级从控SBMU的型号为QT-SBMU-14T03A，二级主控的型号为QT-SBCU-3122，一级从控SBMU和二级主控执行本发明的基于温度实时预测电池系统的系统可输出功率的方法；温度传感器可以采用NTC温度探头；单体电池电压可以通过单体电池两端的采样信号进行计算或者通过电压采集电路或专用芯片实现。
优选的，所述的一级从控SBMU采集与其连接的电池模组内各单体电池的单体电池电压，以及电池模组内的电池模组温度，基于各单体电池的电压-温度-电流曲线或者说是电压-温度-电流表得到各单体电池的单体电池电流，通过单体电池电压乘以单体电池电流可以得到单体电池的可输出功率，再汇总电池模组内多个单体电池的可输出功率得到电池模组的可输出功率；二级主控SBCU汇总各电池模组的可输出功率得到电池系统的系统可输出功率。
例如，如表二或图7所示，15℃≤电池模组温度≤45℃、单体电池电压为3.00V时，查阅表二可知，此时单体电池的最大可充电电流为77.67A，因此，电池模组的最大可输出功率为14*3V*77.67A＝3262.14W，则电池系统的最大可输出功率为12*3262.14W＝39145.68W。
优选的，所述电池模组温度≥28℃时，二级主控SBCU控制模组散热风扇启动，电池模组温度≤25℃时，二级主控SBCU控制模组散热风扇停止，保证电池系统在一定温度范围内工作，有利于延长电池系统的使用寿命。需要指出的是，任一所述一级从控SBMU检测到温度异常，二级主控SBCU即可控制全部散热风扇启动。
优选的，所述单体电池的标称电压为3.7VDC，单体电池的放电电流为63Ah，电池模组的标称电压为3.7VDC×14＝51.8VDC，电池系统的电能储能量为12×14×3.7V×63Ah＝39.2kWh。所述电池模组的14只单体电池通过铜排依次串联，或者通过导线依次串联。
所述机柜包括柜体以及设置在柜体前侧的柜门，柜体顶部设置机柜风扇，机柜风扇两侧设置机柜吊耳，柜门上部设置显示屏，显示屏右侧由上而下依次设置红色指示灯、绿色指示灯和急停开关，柜门下部设置多个散热孔。
如图1-3所示，储能系统包括与电池系统相连的高压盒、电池管理系统BMS和储能逆变器PCS，电池系统通过高压盒与储能逆变器PCS电连，电池管理系统BMS通过CAN总线与储能逆变器PCS相连。优选的，
储能逆变器PCS的型号为CPS ECB30KTL-O/US-MANUAL。
所述电池管理系统BMS为二级控制架构，其包括设置在高压盒内部的二级主控SBCU以及12个与二级主控SBCU相连的一级从控SBMU，12个一级从控SBMU通过12个20pin通讯接插件并联并与二级主控SBCU相连，二级主控SBCU通过20pin通讯接插件与一级从控SBMU通讯且为其提供工作电源，二级主控SBCU通过CAN总线或者RS485通讯方式与储能逆变器PCS相连。高压盒内还设有交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路。
所述电池管理系统BMS可采集电池系统的运行状态信息，包括电池模组温度、单体电池电压、单体电池充电/放电电流、电池模组电压、电池模组充电/放电电流、电池系统电压和电池系统充电/放电电流、正负极对地绝缘值、所有继电器信息。
电池模组包括两个温度传感器，用于采集电池模组温度，还包括用于采集单体电池电压的电压传感器和用于采集单体电池充电/放电电流的电流传感器，电池管理系统BMS与温度传感器、电压传感器和电流传感器连接。所述电池管理系统BMS还通过采样芯片采集各单体电池电压信息，采用分流器采集母线电流信息，采用NTC温度探头采集温度信息，采用绝缘检测模块采集正负极对地绝缘阻值。
优选的，所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU与高压盒的分流器FL1相连，采集负极母线的母线电流，以判断电池系统的输入/输出是否过流。当然，所述二级主控SBCU还可以通过霍尔电流传感器采集负极母线的母线电流，但是采集精度较低。
所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU分别与高压盒的空气开关QF1和预充电电路之间的节点V1、高压盒的继电器KM1和储能逆变器PCS之间的节点V3相连，用于检测继电器KM2的状态，判断KM2是否发生粘连。
所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU分别与高压盒的熔断器FR1和分流器FL1之间的节点V2、高压盒的继电器KM1和储能逆变器PCS之间的节点V3相连，用于检测继电器KM1的状态，判断继电器KM1是否发生粘连。
所述电池管理系统BMS可依据一级从控SBMU采集的单体电池电压、电池模组温度，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，计算得出电池模组的可输出功率，并汇总电池模组的可输出功率得到电池系统的系统最大可输出功率，并通过CAN总线传输给储能逆变器PCS。
以下为单体电池的最大充电/放电电流随单体电池电压、电池模组温度的变化而变化的数据表格，具体如下：
表一：电池系统的最大充电电流随单体电池电压/温度的变化而变化
表二：电池系统的最大放电电流随单体电池电压/温度的变化而变化
图7和图8分别是基于表一和表二的数据绘制的曲线图。
如图1和3所示，所述高压盒内设有交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路。
优选的，所述熔断器FR1的型号为BUSMANN 170M1808，100A；所述分流器FL1的规格为300A，75mA。
所述公共电网通过交流上电电路与电池管理系统BMS的二级主控SBCU电连，电池系统通过直流上电电路与二级主控SBCU电连，电池系统的负极通过依次串接的熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1与储能逆变器PCS相连，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电电路与储能逆变器PCS电连，二级主控SBCU与继电器KM1相连并控制其闭合/断开，当负极母线中电流过流时，熔断器FR1可切断电路保护电池系统。
所述交流上电电路包括空气开关QF2和第一AC/DC变换器，公共电网的各相均通过空气开关QF2与第一AC/DC变换器的交流端相连，第一AC/DC变换器的直流端与二级主控SBCU电连。工作时，闭合空气开关QF2，高压盒的绿色指示灯会闪烁若干秒，表明储能系统正在初始化，初始化完成后，无异常则绿色指示灯常亮，二级主控SBCU控制高压盒的继电器KM1和继电器KM3闭合，电池管理系统BMS自动进行预充电，预充电完成后，二级主控SBCU控制高压盒的继电器KM2闭合，继电器KM3断开，完成储能系统的高压上电。
优选的，所述公共电网提供340-550V三相交流电源，或者提供340-550V两相交流电源。
优选的，所述公共电网提供480V三相交流电源。
所述直流上电电路包括第一DC/DC变换器、继电器KM4、自复位开关SB1和空气开关QF3，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF3、继电器KM4与第一DC/DC变换器的输入端相连，自复位开关SB1与继电器KM4并联，电池系统的负极与第一DC/DC变换器的输入端相连，第一DC/DC变换器的输出端与电池管理系统BMS的二级主控SBCU电连。工作时，闭合空气开关QF3，然后按下自复位开关SB1，持续1-2s，高压盒的绿色指示灯闪烁若干秒，如4-5s，表明储能系统正在初始化，初始化完成后，无异常则绿色指示灯常亮，二级主控SBCU控制高压盒的继电器KM2闭合，继电器KM3断开，完成系统的高压上电。
所述交流上电电路和直流上电电路均可以为本发明的储能系统提供24VDC工作电源。
需要指出的是，本发明的可扩展机柜式储能系统可以只包括直流上电电路，可实现本发明的黑启动，即使本发明在无公共电网的情况下被启动。当然，本发明也可以同时包括直流上电电路和交流上电电路，在本发明上电时，优先使用交流上电电路为储能系统上电，上电成功后，直流上电电路的继电器KM4自动闭合，手动闭合空气开关QF3，以直流上电电路作为备用电源，以便在公共电网断电时，避免继电器在带载的情况下被切断影响继电器使用寿命的情况发生，也保证了本发明的正常工作。
本发明在关机时，按下述操作进行：
1.确认本发明未对用户负载输出，储能逆变器PCS未对电池系统进行充电/放电；
2.断开高压盒的直流上电电路的空气开关QF3，断开电路中的继电器；
3.断开高压盒的交流上电电路的空气开关QF2，储能系统关机。
所述预充电电路包括继电器KM2、继电器KM3和预充电阻R0，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电阻R0、继电器KM3与储能逆变器PCS相连，继电器KM2并联在预充电阻R0和继电器KM3两端，二级主控SBCU分别与继电器KM2、继电器KM3相连并控制二者的闭合/断开。
优选的，所述预充电阻R0的规格为150Ω，100W。需要指出的是，所述预充电阻R0的电阻值随电池系统的电池系统电压的改变而改变。
优选的，如图4所示，所述高压盒包括高压盒操作面板，高压盒操作面板上设置空气开关QF2、自复位开关SB1、空气开关QF3、模组通讯集联接口、直流输入正极接口、直流输入负极接口、急停开关和指示灯接口、储能逆变器PCS通讯接口、公共电网电源接口、直流输出正极接口和直流输出负极接口。
优选的，所述空气开关QF2、空气开关QF3还可以设置在机柜的柜门上。
所述空气开关QF2、自复位开关SB1和空气开关QF3的电路连接位置及关系已在上文中描述，在此不再赘述。所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU通过模组通讯集联接口与20pin通讯接插件相连，实现二级主控SBCU和一级从控SBMU的通讯。所述电池系统的正极通过直流输入正极接口分别与空气开关QF3空气开关QF1相连，电池系统的负极通过直流输入负极接口与第一DC/DC变换器的直流输入端相连。所述急停开关通过该急停开关和指示灯接口串接在二级主控SBCU的电源正极输入端，用于切断电池管理系统BMS的工作电源，绿色指示灯和红色指示灯通过该急停开关和指示灯接口与二级主控SBCU相连。所述公共电网通过公共电网电源接口与空气开关QF2电连。所述高压盒通过直流输出正极接口和直流输出负极接口与用户负载相连。
所述储能逆变器PCS包括EMS，储能逆变器PCS以电池系统的系统可输出功率为上限对电池系统进行充电/放电时，电池管理系统BMS实时将电池系统的最大充电/放电电流，通过CAN总线上报给储能逆变器PCS，储能逆变器PCS控制电池系统的充电/放电电流不得超过电池管理系统BMS上报的电池系统的最大充电/放电电流。
优选的，所述EMS以系统可输出功率为上限对电池系统进行功率调度，实现最优的最经济的并网策略。
在储能逆变器PCS对电池系统进行充电/放电时，电池管理系统BMS通过其各类传感器实时检测电池系统的运行状态并发出报警信息，储能逆变器PCS对电池系统进行报警分级控制：
电池系统充电时：一级报警，发生一级报警后，电池管理系统BMS上报给储能逆变器PCS的电池系统的电流值减半，EMS控制充电电流不超过电池管理系统BMS实时上报的电流值；二级报警，在禁止向电池系统充电的前提下，如果报警是“单体电压高”、“总压高”、“充电电流大”，可允许电池系统放电，其他情况禁止放电；三级报警，储能逆变器PCS停机，电池管理系统BMS延时3s后，切断主正/主负继电器，并需要人工检修，排除故障后，重新为储能系统上电。
电池系统放电时：一级报警，发生一级报警后，电池管理系统BMS上报给储能逆变器PCS的电流值减半，EMS控制电池系统的实时放电电流不超过电池管理系统BMS上报的电流值；二级报警，在禁止电池系统放电的前提下，如果报警是“单体低(单体电池电压低)”“总压低(电池系统总电压低)”“放电电流大(电池系统放电电流大)”，则允许向电池系统充电，其他情况禁止向电池系统充电；三级报警，储能逆变器PCS停机，电池管理系统BMS延时3s后，切断主正/主负继电器。需要人工检修，排除故障后，重新为储能系统上电。下表为表三，分别列出了一级报警、二级报警、三级报警的类型，具体见下表：
需要指出的是，本发明包括两种基本工作模式，正常模式和调试模式。
正常模式，即本发明的储能系统正常上电后，电池正常，主正/主负继电器自动闭合，电池系统处于充电/放电等待状态，用户可通过显示屏或上位机观察电池管理系统BMS的各项参数以及电池系统的运行状态信息。
调试模式，即无论电池系统在充电或放电时，一旦出现三级报警，电池管理系统BMS切断主正/主负继电器，通过上位机控制主正/主负继电器的状态，即进入调试模式；若电池系统欠压或过压，利用储能逆变器PCS手动模式，对电池系统进行充电或放电，此模式下，电池管理系统BMS失去自动保护功能，再次出现报警时，电池管理系统BMS不会切断主正/主负继电器，用户排除故障后，重启储能系统，电池管理系统BMS自动识别进入正常模式。
优选的，本发明的可扩展机柜式储能系统还包括显示屏，电池管理系统BMS的二级主控SBCU通过UCS与显示屏相连，二级主控SBCU和UCS、UCS和显示屏均通过CAN总线通讯，二级主控SBCU为UCS、显示屏提供工作电源，显示屏用于显示电池系统的运行状态信息。
优选的，所述显示屏为触屏显示屏，用户可通过显示屏设置电池管理系统BMS的系统可输出功率的数值。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于：其包括电池系统以及与电池系统相连的电池管理系统BMS，电池系统包括至少一组电池模组，电池模组包括多个串联的单体电池；所述电池管理系统BMS采集电池模组温度，以及电池模组内单体电池的单体电池电压，结合单体电池的电压-温度-电流曲线，得到单体电池的可输出功率，并汇总电池模组的可输出功率实时计算得到电池系统的系统可输出功率。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于：所述电池管理系统BMS为二级控制架构，其包括用于采集电池模组的运行状态信息的多个一级从控SBMU以及与多个一级从控SBMU相连的一个二级主控SBCU；电池系统包括多组电池模组，每个电池模组由多个单体电池串联组成，一个电池模组与电池管理系统BMS的一个一级从控SBMU相连。
3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于：所述电池模组内设有与其对应连接的一级从控SBMU，一级从控SBMU与所述多个串联的单体电池连接采集各单体电池的单体电池电压，所述电池模组还包括用于采集电池模组温度的温度传感器，一级从控SBMU与温度传感器连接。
4.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于：还包括与电池管理系统BMS相连的储能逆变器PCS，电池系统与储能逆变器PCS连接。
5.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于：所述电池模组还包括模组散热风扇，二级主控SBCU与模组散热风扇连接，控制模组散热风扇的启动/停止。
6.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于：还包括交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路；
公共电网通过交流上电电路与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连，电池系统通过直流上电电路与二级主控SBCU相连，电池系统的负极通过依次串接的熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1与储能逆变器PCS相连，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电电路与储能逆变器PCS相连，二级主控SBCU与继电器KM1相连并控制其闭合/断开。
7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于：还包括高压盒，交流上电电路、直流上电电路、熔断器FR1、分流器FL1、继电器KM1、空气开关QF1和预充电电路设置在高压盒内，电池管理系统BMS的二级主控SBCU安装在高压盒内，电池管理系统BMS的一级从控SBMU设置在对应的电池模组内，电池系统通过高压盒与储能逆变器PCS连接。
8.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于：所述预充电电路包括继电器KM2、继电器KM3和预充电阻R0，电池系统的正极通过依次串接的空气开关QF1、预充电阻R0、继电器KM3与储能逆变器PCS相连，继电器KM2并联在预充电阻R0和继电器KM3的两端。
9.根据权利要求7所述的储能系统，其特征在于：所述高压盒还包括高压盒操作面板，高压盒操作面板上设置空气开关QF2、自复位开关SB1、空气开关QF3、模组通讯集联接口、直流输入正极接口、直流输入负极接口、急停开关和指示灯接口、储能逆变器PCS通讯接口、公共电网电源接口、直流输出正极接口和直流输出负极接口；
所述电池管理系统BMS的二级主控SBCU通过模组通讯集联接口与电池管理系统BMS的一级从控SBMU相连；所述二级主控SBCU通过公共电网电源接口与公共电网相连；所述二级主控SBCU通过直流电源输入正极接口、直流电源输入负极接口分别与电池系统的正极、负极相连；所述二级主控SBCU通过该急停开关和指示灯接口与急停开关、绿色指示灯、红色指示灯相连；所述二级主控SBCU通过储能逆变器PCS通讯接口与储能逆变器PCS相连；所述储能逆变器PCS通过直流输出正极接口、直流输出负极接口与用户负载相连。
10.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于：所述交流上电电路包括空气开关QF2和第一AC/DC变换器，公共电网的各相通过空气开关QF2与AC/DC变换器的交流端相连，第一AC/DC变换器的直流端与电池管理系统BMS的二级主控SBCU相连；
工作时，闭合空气开关QF2，储能系统初始化完成后，电池管理系统BMS的二级主控SBCU控制继电器KM1和继电器KM3闭合，电池管理系统BMS自动进行预充电，预充电完成后，二级主控SBCU控制继电器KM2闭合，控制继电器KM3断开，完成储能系统的高压上电。
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