一种用于微电网能量管理系统的储能电池保护方法与流程

本发明涉及微电网能量管理，特别指一种用于微电网能量管理系统的储能电池保护方法。

背景技术：

1、随着全球能源、环境问题的凸显，风能、太阳能等可再生能源得到较大的发展；与此同时，微电网作为一种包含可再生能源等分布式电源的综合集成技术得到了广泛的关注。微电网具有灵活的运行特性，可以并网或脱网运行，能同时满足本地用户的电能和热能需求，提高了分布式发电系统的供电可靠性，实现了分布式电源与负荷的一体化运行，减少了系统的污染排放，已经成为智能电网建设中一个重要的组成部分。

2、微电网能量管理系统简称为mems，是一套具有发电优化调度、负荷管理、实时监测、自动同步等功能的能量管理系统。电力运营商使用mems来监视、控制和优化发电或输电系统的性能。mems主要由管理控制单元、储能电池、电源、负载四部分组成；管理控制单元负责监控mems的运行；储能电池负责在电源的能量波动时平衡负载的能量，使其保持稳定，储能电池还能供应能量输出，或存储能量；电源负责通过直流母线向负载供电；负载是耗能器件，负责消耗能量。

3、在现有模式下，储能电池受到管理控制单元和bms的双重保护，管理控制单元定时采集所有设备(电源和负载)的功率信息，若发现功率波动超过储能电池的承受能力，管理控制单元通过控制线路进行保护动作，这种监督式保护方式响应速度慢，不能快速对电池进行保护，储能电池可能发生过流等意外情况，最终由bms进行保护，即通过烧毁bms内部的保险丝或带载切换接触器来切断电路保护储能电池，这种方式对储能电池产生的伤害是不可逆的，导致储能电池的维护工作量大，成本高，在极端情况下，保险丝无法及时熔断，会导致储能电池损坏，有较大安全隐患。

4、mems还有一种主动保护方式，将所有设备的告警线路与管理控制单元的一个输入端口连接，将所有设备的急停线路与管理控制单元的一个输出端口连接，当一台设备故障告警时，急停关闭所有设备；这种方式只能在设备故障时对储能电池启到保护作用，无法在正常使用时保护储能电池，且保护方式简单粗暴，可能小题大做。

5、因此，如何提供一种用于微电网能量管理系统的储能电池保护方法，实现提升储能电池保护的及时性、安全性以及灵活性，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种用于微电网能量管理系统的储能电池保护方法，实现提升储能电池保护的及时性、安全性以及灵活性。

2、本发明是这样实现的：一种用于微电网能量管理系统的储能电池保护方法，包括如下步骤：

3、步骤s10、在管理控制单元内为各电源、负载、储能电池分别分配一寄存器；

4、步骤s20、管理控制单元获取储能电池的最大充电功率、最大放电功率、第一实时功率，获取电源的第二实时功率，获取负载的第三实时功率，并将包括所述最大充电功率、最大放电功率、第一实时功率、第二实时功率、第三实时功率的功率数据存储到对应的寄存器中；

5、步骤s30、管理控制单元设定各电源和负载的断开优先级；

6、步骤s40、管理控制单元基于所述功率数据以及断开优先级对电源故障进行保护处理；

7、步骤s50、管理控制单元基于所述功率数据以及断开优先级对负载故障进行保护处理。

8、进一步地，所述步骤s20还包括：

9、设定直流母线获得功率为正功率，直流母线失去功率为负功率。

10、进一步地，所述步骤s30具体为：

11、管理控制单元依序为各电源和负载进行编号，设定编号越大，断开优先级越高。

12、进一步地，所述步骤s40具体包括：

13、步骤s41、故障的电源通过告警线向管理控制单元发送第一告警信息；

14、步骤s42、管理控制单元基于接收的第一告警信息，通过急停线立即断开故障的电源；

15、步骤s43、更新储能电池的输出功率；

16、步骤s44、更新寄存器中的所述功率数据。

17、进一步地，所述步骤s43具体包括：

18、步骤s431、更新储能电池的输出功率：

19、pb新11＝pb+ppi；

20、其中，pb新11表示储能电池新的输出功率；pb表示第一实时功率；ppi表示故障的电源的第二实时功率；

21、步骤s432、判断pb新11是否小于最大放电功率，若是，则结束流程；若否，则进入步骤s433；

22、步骤s433、基于所述断开优先级对各负载进行遍历，断开第三实时功率小于0的负载，令pb新12＝pb新11+pli，直至pb新12小于最大放电功率；

23、其中，pb新12表示储能电池在断开负载后新的输出功率；pli表示断开的负载的第三实时功率。

24、进一步地，所述步骤s44具体为：

25、更新故障的电源对应的寄存器的第二实时功率为0，更新储能电池对应的寄存器的第一实时功率为pb新12，更新断开的负载对应的寄存器的第三实时功率为0。

26、进一步地，所述步骤s50具体包括：

27、步骤s51、故障的负载通过告警线向管理控制单元发送第二告警信息；

28、步骤s52、管理控制单元基于接收的第二告警信息，通过急停线立即断开故障的负载；

29、步骤s53、更新储能电池的输出功率；

30、步骤s54、更新寄存器中的所述功率数据。

31、进一步地，所述步骤s53具体包括：

32、步骤s531、更新储能电池的输出功率：

33、pb新21＝pb+pli；

34、其中，pb新21表示储能电池新的输出功率；pb表示第一实时功率；pli表示故障的负载的第三实时功率；

35、步骤s532、判断pb新21是否大于最大充电功率，若是，则结束流程；若否，则进入步骤s533；

36、步骤s533、基于所述断开优先级对各电源进行遍历，断开第二实时功率大于0的电源，令pb新22＝pb新21+ppi，直至pb新22大于最大充电功率；

37、其中，pb新22表示储能电池在断开电源后新的输出功率；ppi表示断开的电源的第二实时功率。

38、进一步地，所述步骤s54具体为：

39、更新断开的电源对应的寄存器的第二实时功率为0，更新储能电池对应的寄存器的第一实时功率为pb新22，更新故障的负载对应的寄存器的第三实时功率为0。

40、本发明的优点在于：

41、在电源出现故障时，故障的电源通过告警线主动向管理控制单元发送第一告警信息，管理控制单元通过急停线紧急停止故障的电源，并基于断开优先级断开相应的负载，降低储能电池放电过载风险；在负载出现故障时，故障的负载通过告警线主动向管理控制单元发送第二告警信息，管理控制单元通过急停线紧急停止故障的负载，并基于断开优先级断开相应的电源，降低储能电池充电过载风险；且通过管理控制单元及时断开对应的电源和负载，避免触发储能电池的bms，故障恢复后只需进行重启即可，即实现精确控制设备急停，在保护储能电池的同时对mems的影响降到最低，避免因小故障导致整个mems无法工作，最终极大的提升了储能电池保护的及时性、安全性以及灵活性。