一种级联储能系统的控制系统的制作方法

技术特征：
1.一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，所述的控制系统用于级联拓扑结构的储能系统的控制，所述的级联拓扑结构的储能系统的每一级联的储能子系统配置电池簇单元和pcs单元，每个电池簇单元包括多个电池pack设备，多个级联储能子系统级联后形成级联储能系统；所述的控制系统包括多个子控制系统，多个子控制系统分级控制，每一级子控制系统独立控制本级的设备并通过通讯方式与上下级控制系统连接；扩展后子控制系统不影响原控制系统的配置，不影响原控制系统运行稳定性；若某一级子控制系统故障后可自动旁路退出，不影响其它子控制系统的运行，直至旁路的子控制系统达到预先设定的阈值后，整个储能系统退出运行。2.根据权利要求1所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括四级子控制系统和一级监控系统；第一级控制层即一级子控制系统，功能是执行储能系统的运行控制、并离网控制、核心算法控制、通讯功能，它由一台主控制器组成；第二级控制层即二级子控制系统，功能是执行储能系统中各级联pcs单元的控制和通讯，包括pcs控制主板、辅助控制板；第三级控制层即三级子控制系统，功能是执行电池簇的控制、保护、电池簇内参数计算，包括多个电池簇控制器；第四级控制层即四级子控制系统，功能是执行电池数据的采集、状态检测，包括多个电池pack控制器；一级监控系统的功能是完成人机交互，是第一级控制层的上位机。3.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，除第一级控制层架构外，其它三级控制层架构的控制子系统均由多个子控制模块并联组成，当其中一个子控制模块发生故障时，该子控制模块可自动旁路退出，不会影响本级其它子控制模块的正常运行，从而保证了整个控制系统的正常运行，只有当旁路的子控制模块达到设定的上限值，整套控制系统才退出运行。4.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，第一级控制层中，主控制器采用高达100mbps*32bit的背板高速差分总线blvds通讯技术，高达4gbps的serdes高速串行通讯，该技术能够支持多个主控制器的自由扩展；主控制器包括cpu处理单元、通讯单元、模拟量采样单元、开关量输入输出单元。5.根据权利要求4所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，主控制器采用高速工业级浮点dsp设计，具备高速浮点运输能力，并且配置fpga处理单元，使得系统具备很强的分布式计算能力，以适应越来越复杂的大型控制系统的需求；主控制器可接入多路标准化接口设计，可满足各种接口且接口数量能够扩展。6.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，第二级控制层包括pcs控制主板和辅助控制板；pcs控制主板承担级联单元的控制、保护、监测及通讯功能，板卡采用fpga或其它cpu类芯片作为处理单元，配置多路光纤通讯模块与主控制器互联，板卡还具有多路模拟信号采集电路、多组igbt控制、多路do、多路di、多路can通讯、485通讯以及旁路开关控制接口旁路开关反馈接口；
辅助控制板负责与辅助设备进行互联，接口丰富，支持多种类信号的输入和输出，板卡由fpga作为主控芯片，使辅助设备控制板具有高速信号处理能力以及更大的并行度；板卡同时具备多路同步模拟采样，可采集电压、电流信号；多路can通讯、多路485通讯以及多路di&do，配置多路50mbd通信速率的光纤通讯模块与主控制器互联。7.根据权利要求6所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，第二级控制层中可根据系统规模配置多级pcs控制主板和辅助控制板，单一pcs主控制板可以与多路电池簇控制器互联。8.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，第三级控制层中，包括多个并联的电池簇控制器，它不仅要采集电池簇的端电压和电流，还要完成电池簇的均衡控制策略、电池及电池簇的故障诊断、电池簇的控制和保护、上下级通讯；电池簇控制器不仅与下级电池pack通讯，还要与上一级pcs控制主板通讯；它与电池pack控制器采用can通讯方式，与上一级主控制采用can、rs485通信功能。电池簇控制器支持掉电存储和数据存储功能；单一电池簇控制器也可以与多路电池pac控制器互联。9.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，第四级控制架构中，包括多个并联的电池pack控制器，它内部集成数据采集模块和运算模块，将采集到的电池电压、温度等信号经过运算后，通过can通讯数据传输给电池簇控制器，电池pack控制器实时对单体电池的电压和温度监测，也可以对电池进行均衡管理来延长电池的使用寿命和提高电池的一致性。10.根据权利要求2所述的一种级联储能系统的控制系统，其特征在于，在监控层中，上位机安装储能监控软件，运行人员可以通过监控软件修改和下设相关的参数来进行日常操作，也可以实时查看储能系统运行状态，包括电池参数、级联pcs设备状态、录波数据、各层级设备之间的通讯状态信息、实时和历史的故障信。

技术总结
本发明提供一种级联储能系统的控制系统，用于级联拓扑结构的储能系统的控制，包括多个子控制系统，多个子控制系统分级控制，每一级子控制系统独立控制本级的设备并通过通讯方式与上下级控制系统连接；扩展后子控制系统不影响原控制系统的配置，不影响原控制系统运行稳定性；若某一级子控制系统故障后可自动旁路退出，不影响其它子控制系统的运行，直至旁路的子控制系统达到预先设定的阈值后，整个储能系统退出运行。本发明的控制系统架构呈树状结构，结构简单，每一层子控制系统相对独立，特别适用于大容量级联储能系统。可根据储能系统的需求通过扩展每一层的子控制系统的数量来进行储能控制系统的扩容。行储能控制系统的扩容。行储能控制系统的扩容。


技术研发人员：刘宁 何师 张海涛 鲁挺 翁海清
受保护的技术使用者：荣信汇科电气股份有限公司
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2022/9/2