本申請(qǐng)將題為“自動(dòng)化機(jī)器人電池拖車”、專利代理人案號(hào)為No.0080451-000064的相關(guān)申請(qǐng)以及題為“用于電氣設(shè)備進(jìn)行自行注冊(cè)和自行組裝的方法及系統(tǒng)”、專利代理人卷號(hào)為No.0080451-000080的相關(guān)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種電池節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)形式的儲(chǔ)能產(chǎn)品，其能通過(guò)模塊化的方式用于儲(chǔ)能設(shè)施中。

背景技術(shù)：

本公開涉及一種電池節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)形式的儲(chǔ)能產(chǎn)品，其能通過(guò)模塊化的方式用于儲(chǔ)能設(shè)施中。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電池中的能量可用于各種不同的方案中，這包括如下應(yīng)用：例如調(diào)峰、應(yīng)急電力以及對(duì)工作周期范圍從幾秒到幾小時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種被構(gòu)造成控制電力傳輸?shù)目刂谱酉到y(tǒng)，其包括：AC/DC電源；不間斷電源；處理器；以太網(wǎng)交換機(jī)；被構(gòu)造成從用于監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池的存儲(chǔ)子系統(tǒng)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的第一通信接口；被構(gòu)造成向存儲(chǔ)子系統(tǒng)傳送電力的第一傳輸接口；被構(gòu)造成從包括有功率轉(zhuǎn)換器的電力子系統(tǒng)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的第二通信接口，并且電力子系統(tǒng)被構(gòu)造成與電力線相連接；以及被構(gòu)造成向電力子系統(tǒng)傳送電力的第二傳輸接口，其中，處理器被構(gòu)造成發(fā)送用于控制存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電池中的至少一個(gè)電池的充電和放電的信號(hào)。

一種包括有節(jié)點(diǎn)的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)，所述節(jié)點(diǎn)包括存儲(chǔ)子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)和電力子系統(tǒng)；所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可拆卸并可充電和/或放電的 電池，該存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括被構(gòu)造成監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池中的至少一個(gè)電池的處理器，并且該存儲(chǔ)子系統(tǒng)被構(gòu)造成與控制子系統(tǒng)進(jìn)行通信；所述電力子系統(tǒng)被構(gòu)造成與電力線相連接，并且該電力子系統(tǒng)包括功率轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)對(duì)至少一個(gè)電池充電時(shí)該功率轉(zhuǎn)換器將AC電轉(zhuǎn)換為DC電，并當(dāng)至少一個(gè)電池放電時(shí)該功率轉(zhuǎn)換器將DC電轉(zhuǎn)換為AC電；并且所述控制子系統(tǒng)與存儲(chǔ)子系統(tǒng)相連接，并與電力子系統(tǒng)相連接，該控制子系統(tǒng)包括處理器，該處理器被構(gòu)造成控制電池管理單元與電力子系統(tǒng)之間的電力傳輸，其中該處理器被構(gòu)造成發(fā)送用于控制至少一個(gè)電池的充電和放電的信號(hào)，并且該處理器被構(gòu)造成監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池的工作狀態(tài)。

一種電力儲(chǔ)存兼分配系統(tǒng)，包括：多個(gè)節(jié)點(diǎn)，以及與多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接的單元控制子系統(tǒng)，該單元控制子系統(tǒng)被構(gòu)造成監(jiān)控多個(gè)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括：存儲(chǔ)子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)和電力子系統(tǒng)；所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可拆卸并可充電的電池，該存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括被構(gòu)造成監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池中的至少一個(gè)電池的處理器，并且該存儲(chǔ)子系統(tǒng)被構(gòu)造成與控制子系統(tǒng)進(jìn)行通信；所述電力子系統(tǒng)被構(gòu)造成與電力線相連接，該電力子系統(tǒng)包括功率轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)對(duì)至少一個(gè)電池充電時(shí)該功率轉(zhuǎn)換器將AC電轉(zhuǎn)換為DC電，并且當(dāng)至少一個(gè)電池放電時(shí)該功率轉(zhuǎn)換器將DC電轉(zhuǎn)換為AC電；并且所述控制子系統(tǒng)與存儲(chǔ)子系統(tǒng)相連接，并與電力子系統(tǒng)相連接，該控制子系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被構(gòu)造成控制存儲(chǔ)子系統(tǒng)與電力子系統(tǒng)之間的電力傳輸，其中該處理器被構(gòu)造成發(fā)送用于控制至少一個(gè)電池的充電和放電的信號(hào)，并且該處理器被構(gòu)造成監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池的工作狀態(tài)。

這些和其它的特征以及基于節(jié)點(diǎn)單元儲(chǔ)能方法和系統(tǒng)的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)示例性實(shí)施例的方式描述，本發(fā)明實(shí)施例將不限于此。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下面示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述時(shí)，將對(duì)本公開的范圍有最佳地理解。其中，附圖包括以下圖示：

圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的控制子系統(tǒng)的硬件架構(gòu)；

圖2示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的控制子系統(tǒng)的硬件架構(gòu)；

圖3示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的控制子系統(tǒng)的前面板；

圖4示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電力系統(tǒng)架構(gòu)；

圖5示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)中的組件互連；

圖6示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電力系統(tǒng)的分級(jí)架構(gòu)；

圖7示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電池管理單元的硬件架構(gòu)；以及

圖8示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電力子系統(tǒng)的硬件架構(gòu)。

根據(jù)下文提供的詳細(xì)描述，將顯而易見本公開的其它適用性方面。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述僅用于說(shuō)明性目的，因此，并不意在必然限制本公開的范圍。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書僅提供示例性實(shí)施例，并不意于對(duì)基于節(jié)點(diǎn)單元的儲(chǔ)能方法及系統(tǒng)的范圍、適用性或配置進(jìn)行限制。相反，接下來(lái)的實(shí)施例描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供能實(shí)現(xiàn)基于節(jié)點(diǎn)單元的儲(chǔ)能方法及系統(tǒng)的實(shí)施例的有用描述。在不背離所附權(quán)利要求書中闡述的系統(tǒng)和方法的精神和范圍的情況下，可以對(duì)元件功能和布置做出各種變化。因此，各個(gè)實(shí)施例可以適當(dāng)?shù)厥÷?、替換或增加各種程序或組件。例如，應(yīng)當(dāng)理解的是，在備選實(shí)施例中，方法可以與所描述順序不同的順序來(lái)執(zhí)行，并且可以加入、省略或結(jié)合各種步驟。另外，針對(duì)特定實(shí)施例所描述的特征可以與多個(gè)其它實(shí)施例進(jìn)行結(jié)合?？梢酝ㄟ^(guò)類似方式將實(shí)施例的不同方面和不同元件進(jìn)行結(jié)合。

1.節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)架構(gòu)

A.位于節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)內(nèi)的組件的電連接

控制子系統(tǒng)100是與電力子系統(tǒng)408和包括電池控制單元404和至少一個(gè)電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434進(jìn)行交互的控制單元?？刂谱酉到y(tǒng)100、電力子系統(tǒng)408和存儲(chǔ)子系統(tǒng)434均包括被稱為節(jié)點(diǎn)410的電力單元。后續(xù)將更詳細(xì)地解釋節(jié)點(diǎn)?？刂谱酉到y(tǒng)100可向電力子系統(tǒng)408和電池管理單元404發(fā)送信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)電力子系統(tǒng)408中的組件實(shí)現(xiàn)對(duì)電池或電池組406的充電或放電。電池管理單元404可與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的電池406連接或者斷開連接?？刂谱酉到y(tǒng)100可監(jiān)控/管理電力存儲(chǔ)系統(tǒng)中的電池和/或其它組件的當(dāng)前狀態(tài)、健康度(例如， 長(zhǎng)期和短期)和/或性能(例如，長(zhǎng)期和短期)。后續(xù)將更詳細(xì)地討論當(dāng)前狀態(tài)和健康參數(shù)。

圖1示出了控制子系統(tǒng)100以及位于控制子系統(tǒng)100內(nèi)的各種組件的電連接。如圖1中的圖例所示，虛線表示例如120V的交流(AC)線路。AC電壓可以是除了120V以外的任何其它電壓。另外，在圖1中，實(shí)線表示直流(DC)線路。AC線路可被DC線路代替，DC線路也可被AC線路代替。圖1中的所有線路也可以全部是AC線路或者全部是DC線路，或者是AC線路與DC線路的任意組合。

控制子系統(tǒng)100被構(gòu)造成控制電力傳輸。控制子系統(tǒng)100包括：AC/DC電源104(例如，圖1中的DC電源)；不間斷電源(UPS)106；處理器102；以太網(wǎng)交換機(jī)108；電源開關(guān)116；以及電力輸入模塊120(EMI濾波器、保險(xiǎn)絲等)。處理器102可以是包括單板計(jì)算機(jī)等的任何類型的計(jì)算機(jī)處理器。例如，處理器102可以是單處理器、多處理器或者它們的組合。處理器102可以具有一個(gè)或多個(gè)處理器“內(nèi)核”。單板計(jì)算機(jī)可以是例如Raspberry Pi的單板計(jì)算機(jī)。單板計(jì)算機(jī)可以包括例如具有ARM或x86內(nèi)核架構(gòu)的32位處理器。在示例性實(shí)施例中，單板計(jì)算機(jī)可以使用MathWorks公司開發(fā)的支持嵌入式代碼的處理器。在示例性實(shí)施例中，單板計(jì)算機(jī)可包括具有512MB或更大的容量的存儲(chǔ)器。備選地，單板計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量可以是任意大小的。存儲(chǔ)器可以是RAM、ROM等。在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100的軟件可以存儲(chǔ)在控制子系統(tǒng)100的外部。

以太網(wǎng)交換機(jī)108可以是例如10/100Mbps或更快的以太網(wǎng)控制器。以太網(wǎng)交換機(jī)108可具有任何數(shù)量的端口(例如，至少五個(gè)端口)。第一端口針對(duì)單板計(jì)算機(jī)102，第二端口針對(duì)不間斷電源106，第三端口針對(duì)位于存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的電池管理單元404(在圖5中示出)，第四端口針對(duì)電力子系統(tǒng)408，第五端口針對(duì)上游的網(wǎng)絡(luò)連接。

控制子系統(tǒng)100還包括被構(gòu)造成從用于監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)可拆卸且可充電的電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的第一通信接口216。

電池可以是任何類型的電池，這包括可再充電電池(例如，液流電池、燃料電池、鉛酸式、鋰空氣式、鋰離子式、熔融鹽式、鎳鎘(NiCd)式、鎳氫式、鎳鐵式、鎳金屬氫化物式、鎳鋅式、有機(jī)基團(tuán)式、聚合物基式、多硫化鈉溴式、鉀離子式、堿性蓄電池、硅空氣式、鈉離子式、鈉硫式、超級(jí)鐵式、鋅溴式、鋅 基質(zhì)式等電池)和/或不可再充電電池(例如，堿性，鋁空氣式、原子式、本生電池式、鉻酸電池式、Clark電池式、Daniell電池式、干電池式、土壤式、蛙式、原電池、Grove電池、Leclanche電池、檸檬式、鋰式、鋰空氣式、汞式、熔融鹽式、氧化鎳正極式、有機(jī)基團(tuán)式、紙質(zhì)、馬鈴薯式、Pulvermacher鏈?zhǔn)健?chǔ)備式、銀氧化物式、固態(tài)式、伏打式、水活化式、Weston電池、鋅空氣式、鋅碳式、氯化鋅式等電池)。存儲(chǔ)子系統(tǒng)434可僅包括一種類型的電池或者包括不同類型的電池的組合。

第一通信接口216可以是例如圖2所示的RJ-45連接器。第一通信接口還可以是任何其它類型的數(shù)據(jù)連接器，并可由一個(gè)或多個(gè)連接器組成。

控制子系統(tǒng)100還包括被構(gòu)造成向電池管理單元404傳送電力的第一傳輸接口112。例如，被傳送的電力可以是控制電力和/或輔助電力。第一傳輸接口112可以是例如圖1所示的AC連接器IEC320 C13。第一傳輸接口112還可以是任何其它類型的數(shù)據(jù)連接器，并可包括一個(gè)或多個(gè)連接器。

控制子系統(tǒng)100還包括被構(gòu)造成從電力子系統(tǒng)408發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的第二通信接口218。第二通信接口218可以是例如圖2所示的RJ-45連接器。第二通信接口218還可以是任何其它類型的數(shù)據(jù)連接器，并可包括一個(gè)或多個(gè)連接器?？刂谱酉到y(tǒng)100還包括備用的AC輸出連接器110，其可以是例如AC連接器IEC320 C13。如圖4所示的電力子系統(tǒng)408包括功率轉(zhuǎn)換器416，并且電力子系統(tǒng)408被構(gòu)造成與電力線連接。功率轉(zhuǎn)換器416可以是AC或DC逆變器，逆變器具有自行連接或自行斷開連接的能力。圖8示出了電力子系統(tǒng)408的示例性實(shí)施例。除了功率轉(zhuǎn)換器416之外，電力子系統(tǒng)408還可包括例如至少一個(gè)傳感器802、至少一個(gè)處理器804、至少一個(gè)斷路器806、至少一個(gè)電容器808、至少一個(gè)存儲(chǔ)器810、至少一個(gè)保險(xiǎn)絲812以及至少一個(gè)接觸器814。

在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100可包括針對(duì)功率計(jì)(其用于測(cè)量電壓、電流和功率質(zhì)量中的一項(xiàng)或多項(xiàng))的第三通信接口和/或控制電力接口。

圖1的控制子系統(tǒng)100還包括被構(gòu)造成能向電力子系統(tǒng)408傳送電力的第二傳輸接口114。例如，經(jīng)傳送的電力可以是控制電力和/或輔助電力。第二傳輸接口114可以是例如圖1所示的AC連接器IEC320 C13。第二傳輸接口114還可以是任何其它類型的數(shù)據(jù)連接器，并可包括一個(gè)或多個(gè)連接器。在示例性實(shí)施例 中，第一傳輸接口112、第二傳輸接口114和備用的AC輸出連接器110中的一個(gè)或多個(gè)可不由不間斷電源106供電。

處理器102被構(gòu)造成發(fā)送用于控制存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的至少一個(gè)電池406的充電和放電的信號(hào)。控制子系統(tǒng)100用于協(xié)調(diào)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434和電力子系統(tǒng)408之間的電力傳輸。電力子系統(tǒng)408負(fù)責(zé)從電網(wǎng)中拉來(lái)電力，并將電力傳輸給電池或電池組406。電力系統(tǒng)408還可從電池或電池組中拉來(lái)電力，并將電力傳輸給電網(wǎng)。

在控制子系統(tǒng)100與設(shè)施電力線斷開連接的情況下，圖1所示的不間斷電源106提供臨時(shí)的120V交流電。不間斷電源106可在常態(tài)下(即，外部可獲得120V交流電)或者在電力損失的情況下(即，外部無(wú)法獲得120V交流電，電池用完)提供例如120V交流電250W。不間斷電源106可提供任何其它的電壓或電力級(jí)別的臨時(shí)電源。如圖5所示，不間斷電源106可向電力子系統(tǒng)408模塊和電力子系統(tǒng)434的電池管理單元(BMU)404(即計(jì)算機(jī)處理器)提供電力。電池管理單元404將其何時(shí)能控制(例如，充電或放電)電池或電池組406的時(shí)間告知給電力子系統(tǒng)408。不間斷電源106可以例如具有足夠的容量來(lái)在電力損失的情況下提供至少五分鐘的120V交流、250W的輸出。不間斷電源106還可包括針對(duì)不間斷電源106的各個(gè)120V交流輸出端子的保護(hù)設(shè)備(保險(xiǎn)絲，斷路器等)。

圖1的控制子系統(tǒng)100還包括被構(gòu)造成感測(cè)控制子系統(tǒng)100附近的人或物體的接近傳感器105，當(dāng)感測(cè)到控制子系統(tǒng)100附近的人或物體時(shí)，對(duì)控制子系統(tǒng)100的行為進(jìn)行修改。例如，當(dāng)人或機(jī)器人位于接近傳感器前方若干英尺(例如1-10英尺)時(shí)，人或機(jī)器人可被感測(cè)到。此外，當(dāng)接近傳感器105感測(cè)到節(jié)點(diǎn)410附近的人或物體時(shí)，并且當(dāng)在節(jié)點(diǎn)410附近感測(cè)到人或物體時(shí)，對(duì)節(jié)點(diǎn)410、控制子系統(tǒng)100、存儲(chǔ)子系統(tǒng)434或電力子系統(tǒng)408的行為進(jìn)行修改。在示例性實(shí)施例中，可通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行斷電或者脫機(jī)來(lái)修改節(jié)點(diǎn)410的行為，這樣可以進(jìn)行維護(hù)?？蓪?duì)控制子系統(tǒng)100、存儲(chǔ)子系統(tǒng)434或電力子系統(tǒng)408中的一個(gè)、一些或所有子系統(tǒng)的行為進(jìn)行修改，以便進(jìn)行維護(hù)操作(例如，向存儲(chǔ)子系統(tǒng)434添加電池或電力存儲(chǔ)等)。在示例性實(shí)施例中，可通過(guò)令節(jié)點(diǎn)410或控制子系統(tǒng)100在人或機(jī)器人經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)410時(shí)發(fā)射信號(hào)(例如，噪聲、光等)來(lái)修改節(jié)點(diǎn)410或控制子系統(tǒng)100的行為，以幫助人或機(jī)器人識(shí)別出發(fā)射信號(hào)的特定節(jié)點(diǎn)410。這 一特點(diǎn)可使維護(hù)人員能容易地從多個(gè)其它節(jié)點(diǎn)410中識(shí)別出需要維護(hù)或執(zhí)行其它一些措施的節(jié)點(diǎn)410。

圖7示出了電池管理單元404的示例性實(shí)施例。電池管理單元404可包括例如至少一個(gè)傳感器702、至少一個(gè)處理器704、至少一個(gè)斷路器706、至少一個(gè)電容器708、至少一個(gè)存儲(chǔ)器710、至少一個(gè)保險(xiǎn)絲712和至少一個(gè)接觸器714。

AC/DC電源104向控制子系統(tǒng)100的組件提供電力，并且其大小使得這些組件能夠持續(xù)工作?？刂谱酉到y(tǒng)100用于協(xié)調(diào)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434和電力子系統(tǒng)408之間的交互，并用于控制節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c等的全部運(yùn)作功能，這包括充電、放電、DC空閑、安全關(guān)機(jī)和緊急模式。

在示例性實(shí)施例中，處理器102從電池管理單元404接收電池?cái)?shù)據(jù)，并且處理器102基于所接收到的電池?cái)?shù)據(jù)中的信息來(lái)指示電力子系統(tǒng)408對(duì)該至少一個(gè)電池406進(jìn)行控制(例如，充電或放電)。電池?cái)?shù)據(jù)可指示由電池管理單元404管理的電池的充電水平，指示電池的故障/狀態(tài)、性能參數(shù)、健康參數(shù)等。下文將對(duì)性能和健康參數(shù)進(jìn)行更詳細(xì)地討論。處理器102還可指示存儲(chǔ)子系統(tǒng)434來(lái)執(zhí)行充電或放電所需的動(dòng)作，例如連接或斷開連接(在停止/阻止充電或放電的情況下)。處理器102還可指示存儲(chǔ)子系統(tǒng)434來(lái)執(zhí)行自行維護(hù)。此外，可通過(guò)選擇并使用最適合特定應(yīng)用(例如，短持續(xù)時(shí)間和大功率對(duì)長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間和高能量、可從節(jié)點(diǎn)獲得的電量、當(dāng)前容量、使用儲(chǔ)能的成本、與電池降解相關(guān)的成本，等等)的電池或節(jié)點(diǎn)來(lái)對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行優(yōu)化。

在示例性實(shí)施例中，處理器102被構(gòu)造成對(duì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的一個(gè)或多個(gè)電池406的健康度和性能進(jìn)行優(yōu)化。該一個(gè)或多個(gè)電池的健康和性能可以是長(zhǎng)期的健康度和性能或者短期的健康度和性能。用于指示電池的當(dāng)前狀態(tài)、性能或短期/長(zhǎng)期健康度的參數(shù)可包括以下各項(xiàng)中的所有項(xiàng)或一些項(xiàng)：

節(jié)點(diǎn)410的當(dāng)前情況/狀態(tài)(例如，是否聯(lián)機(jī)/脫機(jī)、當(dāng)前模式、已發(fā)生的和/或當(dāng)前出現(xiàn)的錯(cuò)誤等)；

電力子系統(tǒng)408的溫度(例如，最低溫度、最高溫度、平均最低溫度、平均最高溫度等)；電力子系統(tǒng)408的溫度曝光(例如，Y時(shí)間內(nèi)在X程度下的次數(shù)等)；電池溫度(例如，最低溫度，最高溫度，平均最低溫度，平均最高溫度等)；電池的溫度曝光(例如，Y時(shí)間內(nèi)在X程度下的次數(shù)等)；電池年數(shù)(例如，電池的平均年數(shù)等)；電池的最有效調(diào)度范圍，電池的潛在調(diào)度范圍，電池 的當(dāng)前調(diào)度范圍等；電池的充電狀態(tài)(SoC)，例如平均SoC；吞吐量(例如，平均吞吐量)；容量(例如，充電/放電)；距離上次調(diào)度的時(shí)長(zhǎng)；電池電壓(例如，架上等級(jí)的最小值和/或最大值等)；充電率(C-率)；全循環(huán)當(dāng)量數(shù)；電池的保修信息；電池的效率曲線；逆變器的最大效率；以及組件的壽命，等。

可利用以上狀態(tài)/健康參數(shù)中的部分或全部參數(shù)來(lái)優(yōu)化電池的性能和/或健康度。在示例性實(shí)施例中，處理器102被構(gòu)造成監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池406的工作狀態(tài)。工作狀態(tài)可指示故障、對(duì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434進(jìn)行充電、存儲(chǔ)子系統(tǒng)434放電、可用的電力百分比等。在非限制性的實(shí)施例中，可通過(guò)將距離保修日期截止的時(shí)間，電池、節(jié)點(diǎn)和電力節(jié)點(diǎn)之間的使用分配(例如，為平均使用節(jié)點(diǎn)而保證不會(huì)過(guò)度使用特定的節(jié)點(diǎn))考慮進(jìn)來(lái)來(lái)優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)電池、一個(gè)節(jié)點(diǎn)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能。

圖4示出了三個(gè)示例性的節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c。每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c可包括具有至少一個(gè)電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434以及具有處理器432的電池管理單元404；控制子系統(tǒng)100；以及，具有功率轉(zhuǎn)換器416(例如逆變器)的電力子系統(tǒng)408。在示例性實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)的組件(控制子系統(tǒng)100、電力子系統(tǒng)408和存儲(chǔ)子系統(tǒng)434)被構(gòu)造成安裝在機(jī)架上。在示例性實(shí)施例中，存放機(jī)架符合ETSI、EIA、IEC、CEA、DIN或類似機(jī)架標(biāo)準(zhǔn)中的至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。然而，節(jié)點(diǎn)的組件可位于容器、器皿等內(nèi)，而不需要安裝在機(jī)架上。此外，節(jié)點(diǎn)可包括一個(gè)機(jī)組件機(jī)架的或者多個(gè)組件機(jī)架。圖4示出了節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434、一個(gè)控制子系統(tǒng)100和一個(gè)電力子系統(tǒng)408；然而，節(jié)點(diǎn)可包含任何數(shù)量的子系統(tǒng)。例如，節(jié)點(diǎn)可包含多個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)、多個(gè)電力子系統(tǒng)408和多個(gè)控制子系統(tǒng)100。另外，在示例性實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)可包括除了控制子系統(tǒng)100、存儲(chǔ)子系統(tǒng)434和電力子系統(tǒng)408之外的另一種子系統(tǒng)(例如，無(wú)功功率子系統(tǒng)或發(fā)電子系統(tǒng))。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)將不包括具有電池的電力子系統(tǒng)408，這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)不必包括電力子系統(tǒng)。

在圖1中所示的示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100包括指示器，例如LED驅(qū)動(dòng)板118，其被構(gòu)造成能控制用于指示控制子系統(tǒng)100和/或儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)410的狀態(tài)的多個(gè)LED 222。例如，在圖3中，多個(gè)LED222可指示充電或放電、AC接觸器狀態(tài)、DC接觸器狀態(tài)以及故障?？刂谱酉到y(tǒng)100可包括代替LED驅(qū)動(dòng)板118的LCD驅(qū)動(dòng)板，或者除了LED驅(qū)動(dòng)電路板118還可包括LCD驅(qū)動(dòng)板。例如，圖 3示出了受控于LCD驅(qū)動(dòng)板的LCD顯示屏。另外，指示器可以是能夠指示控制子系統(tǒng)和/或儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)410的狀態(tài)的任何類型的設(shè)備。

B.位于節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)內(nèi)的組件的數(shù)據(jù)連接

圖2示出了控制子系統(tǒng)100以及位于控制子系統(tǒng)100內(nèi)的各個(gè)組件的數(shù)據(jù)連接。在圖2中，USB連接器220經(jīng)由USB連接件與單板計(jì)算機(jī)102中的USB主機(jī)210連接。單板計(jì)算機(jī)102還包括經(jīng)由數(shù)字I/O連接件與LED驅(qū)動(dòng)板118相連接的數(shù)字I/O模塊208。LED驅(qū)動(dòng)板118對(duì)用于輸出關(guān)于控制子系統(tǒng)100和/或節(jié)點(diǎn)410a的狀態(tài)信息的LED指示器222進(jìn)行控制。在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100在正常工作期間和在上電期間所需的總電量小于80W。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100能夠執(zhí)行不間斷電源106輸出的電力周期。

圖2還示出了經(jīng)由USB連接件與不間斷電源106連接的USB模塊204。單板計(jì)算機(jī)102還包括與位于單板計(jì)算機(jī)或處理器102外部的以太網(wǎng)網(wǎng)交換機(jī)108(例如，經(jīng)由以太網(wǎng)連接件)相連接的以太網(wǎng)控制器206。以太網(wǎng)交換機(jī)108經(jīng)由單獨(dú)的以太網(wǎng)線路與各個(gè)連接器214,216和218相連接。

在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100包括允許對(duì)處理器102進(jìn)行編程或重新編程的端口。例如，端口可以是如圖2所示的USB端口220(USB 2.0、USB 3.0等等)。端口可以是用于接收和/或發(fā)送數(shù)據(jù)的任何其它數(shù)據(jù)端口(例如RS-232、以太網(wǎng)端口等等)。代替物理端口220或作為物理端口220的附加，可經(jīng)由Wi-Fi、NFC等對(duì)處理器102進(jìn)行編程或重新編程。

在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100包括被構(gòu)造成能容置SD卡的SD卡接口212。接口212可以改為容置SDHC或微型SD卡等。SD卡優(yōu)選地能存儲(chǔ)4GB或更大的數(shù)據(jù)。單板計(jì)算機(jī)102可包括除了SD卡接口212和SD卡之外的任何其它類型的存儲(chǔ)器設(shè)備(RAM、ROM、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等)。

圖2的示例性控制子系統(tǒng)100還可包括經(jīng)由USB連接件與USB-A連接器220、UPS106、LED驅(qū)動(dòng)板118和USB模塊224相連接的USB集線器224。圖2中所示的數(shù)字I/O和USB連接件是可互換的。

C.節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)的前面板

圖3示出了用于例如控制節(jié)點(diǎn)的控制子系統(tǒng)100的前面板的示例性實(shí)施例。前面板包括電源通/斷開關(guān)302。電源通/斷開關(guān)302可以是機(jī)械開關(guān)或薄膜開關(guān)。電源通/斷開關(guān)302能夠完全中斷不間斷電源106的所有120V交流輸出電力。因此，電源通/斷開關(guān)302可允許完全切斷120V交流電，從而為了服務(wù)/安裝而重新設(shè)置控制子系統(tǒng)100、電力子系統(tǒng)408和存儲(chǔ)子系統(tǒng)434。

圖3示出了作為可視狀態(tài)指示器的多個(gè)LED 222，其能指示例如電力狀態(tài)、充電/放電狀態(tài)、電池充電狀態(tài)、AC接觸器狀態(tài)、DC接觸器狀態(tài)、故障/錯(cuò)誤狀態(tài)等。電力狀態(tài)指示器可指示不間斷電源106輸出端存在AC電。充電/放電狀態(tài)指示器可以是雙色LED，其中一種顏色指示充電，另一種顏色指示放電。另外，AC接觸器狀態(tài)指示器可以是雙色LED，其中一種顏色指示AC接觸器是打開的，另一種顏色指示AC接觸器是關(guān)閉的。類似地，DC接觸器狀態(tài)指示器可以是雙色LED，其中一種顏色指示DC接觸器是打開的，另一種顏色指示DC接觸器是關(guān)閉的。

圖3還示出了用于顯示附加狀態(tài)信息的LCD顯示屏304。例如，在圖3中，LCD顯示屏304指示出：控制子系統(tǒng)100正作為電力節(jié)點(diǎn)控制器來(lái)工作，即，控制子系統(tǒng)100正在監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的組件(例如容置在一個(gè)存放機(jī)架內(nèi)的組件)。LCD顯示屏304還顯示出：電池正在充電以及當(dāng)前可用的電池電力百分比是多少。最后，LCD顯示屏304指示出：電力接通。圖3中還包含多個(gè)按鍵306，可通過(guò)按下這些按鍵來(lái)瀏覽在LCD顯示屏304上顯示的菜單或信息。圖3還示出了位于控制子系統(tǒng)100的前面板上的端口308(例如，USB-A端口)。這個(gè)端口308可與圖2中所示的端口220相同或不同。圖3還示出了位于控制子系統(tǒng)100的前面板上的HDMI端口310。在示例性實(shí)施例中，HDMI端口310可用于向諸如LCD顯示屏等的顯示設(shè)備輸出包括各種操作參數(shù)的視頻數(shù)據(jù)。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，HDMI端口310可用于對(duì)處理器102進(jìn)行編程或重新編程。

2.電力節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)架構(gòu)

圖4示出了電力節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，其包括三個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)410a,410b,410c。多個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c形成了下文中被稱為電力節(jié)點(diǎn)的單元或?qū)嶓w。圖4的電力節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中可使用任何數(shù)量的節(jié)點(diǎn)，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)可從一個(gè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到成百上千的并行節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c等。每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a可包括：被構(gòu)造成牢固地容置控制子 系統(tǒng)100的存放機(jī)架或其它容器、電力子系統(tǒng)408，以及包括一個(gè)或多個(gè)可拆卸且可充電的電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434。

因此，由于節(jié)點(diǎn)中的組件的模塊化，因此存在物理分離、邏輯分離以及組件的獨(dú)立性。由于電力系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，因此電力特性和持續(xù)時(shí)間特性存在獨(dú)立擴(kuò)展性。此外，根據(jù)項(xiàng)目要求和業(yè)務(wù)變化，可以很容易地調(diào)整電力系統(tǒng)的大小。由于組件可具有即插即用功能，模塊化消除了單個(gè)故障點(diǎn)，并且使得現(xiàn)場(chǎng)施工最小化。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的電池406可包括來(lái)自不同廠家的電池，或者它們都可來(lái)自同一廠家。此外，電池全部可以是相同類型的(例如，鎳鎘)或可以是不同類型的。存儲(chǔ)子系統(tǒng)434包括電池管理單元404，電池管理單元包括被構(gòu)造成監(jiān)控存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的一個(gè)或多個(gè)電池406中的至少一個(gè)電池的計(jì)算機(jī)處理器432，并且電池管理單元404被構(gòu)造成與控制子系統(tǒng)100進(jìn)行通信。在示例性實(shí)施例中，電池管理單元404包含負(fù)責(zé)所有電池的安全充電/放電并與控制子系統(tǒng)100進(jìn)行通信的基于計(jì)算機(jī)的電子件和固件。

在圖4中，電力子系統(tǒng)408可被構(gòu)造成與電力線相連接。例如，圖5示出了電力子系統(tǒng)408與例如400V AC的線間電氣系統(tǒng)相連接。線間電氣系統(tǒng)可具有任何其它的電壓量。電力子系統(tǒng)408包括功率轉(zhuǎn)換器(例如逆變器)416，該功率轉(zhuǎn)換器在至少一個(gè)電池406被充電時(shí)將AC電轉(zhuǎn)換為DC電，并在至少一個(gè)電池406被放電時(shí)將DC電轉(zhuǎn)換為AC電。

在圖4和5中，控制子系統(tǒng)100與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434相連接，并與電力子系統(tǒng)408相連接。如圖2所示，控制子系統(tǒng)100包括處理器102，并且處理器102被構(gòu)造成對(duì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)434與電力子系統(tǒng)408之間的電力傳輸進(jìn)行控制。圖5示出了電池管理單元404電連接在電力子系統(tǒng)408和電池模塊406之間。

在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100的處理器102被構(gòu)造成發(fā)送用于控制位于存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的至少一個(gè)電池406的充電和放電的信號(hào)。另外，處理器102被構(gòu)造成監(jiān)控位于存儲(chǔ)子系統(tǒng)434中的一個(gè)或多個(gè)電池406的工作狀態(tài)。

如圖1和圖2所示，并且如上所述，控制子系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例包括：AC/DC電源104；不間斷電源106；處理器102；以太網(wǎng)交換機(jī)108；被構(gòu)造成能從存儲(chǔ)子系統(tǒng)434發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的第一通信接口216；被構(gòu)造成能向存儲(chǔ)子系統(tǒng)434傳送電力的第一傳輸接口112；被構(gòu)造成能從電力子系統(tǒng)408發(fā)送和/或 接收數(shù)據(jù)的第二通信接口218；以及，被構(gòu)造成能向電力子系統(tǒng)408傳送電力的第二傳輸接口114。

在示例性實(shí)施例中，處理器102從存儲(chǔ)子系統(tǒng)434接收電池?cái)?shù)據(jù)，并且處理器102基于所接收到的電池?cái)?shù)據(jù)中的信息來(lái)指示電力子系統(tǒng)408對(duì)該至少一個(gè)電池406進(jìn)行控制(例如，充電或放電)。電池?cái)?shù)據(jù)可以是例如電力狀態(tài)、充電/放電狀態(tài)、電池充電狀態(tài)(例如充電百分比)、AC接觸器狀態(tài)、DC接觸器狀態(tài)、故障/錯(cuò)誤狀態(tài)等。電池?cái)?shù)據(jù)還可包括上面所述的狀態(tài)/性能/健康參數(shù)中的任何參數(shù)。

在示例性實(shí)施例中，控制子系統(tǒng)100的處理器102被構(gòu)造成通過(guò)利用以上所述的狀態(tài)/健康/性能參數(shù)來(lái)優(yōu)化由存儲(chǔ)子系統(tǒng)434監(jiān)控/管理的一個(gè)或多個(gè)電池406的健康度和性能。

A.節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中控制子系統(tǒng)、電力子系統(tǒng)和存儲(chǔ)子系統(tǒng)之間的連接

圖5示出了構(gòu)成節(jié)點(diǎn)的各種組件(控制子系統(tǒng)100、電力子系統(tǒng)408和存儲(chǔ)子系統(tǒng)434)彼此之間的連接關(guān)系。在圖5中，在圖例中所示協(xié)議是示例性的。在圖5中，控制子系統(tǒng)100經(jīng)由例如三個(gè)連接件與電力子系統(tǒng)408相連接。其中的兩個(gè)連接件是120V交流連接件，其中的一個(gè)連接件是用于將控制子系統(tǒng)100的以太網(wǎng)交換機(jī)108連接到電力子系統(tǒng)的408的逆變器控制器416上的以太網(wǎng)連接件。120V交流連接件中的一個(gè)連接件是不間斷電源106和包含在電力子系統(tǒng)408中的400V/120V變壓器之間的連接件。除了變壓器之外，電力子系統(tǒng)408還包括AC接觸器、IGBT橋和逆變器控制器416。在示例性實(shí)施例中，注入至不間斷電源106中的電力不必來(lái)自電力子系統(tǒng)408。

電力子系統(tǒng)408經(jīng)由兩個(gè)DC連接件與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434相連接。存儲(chǔ)子系統(tǒng)434還包括DC接觸器、預(yù)充電繼電器、電池管理單元404(例如計(jì)算機(jī)處理器)和可外部訪問的保險(xiǎn)絲/斷路器。電力子系統(tǒng)408經(jīng)由DC連接件與電池406相連接。電力子系統(tǒng)408還可連接于一個(gè)或多個(gè)用于對(duì)存放在機(jī)架上的組件進(jìn)行冷卻的機(jī)架風(fēng)扇。

圖5還示出了控制子系統(tǒng)100經(jīng)由以太網(wǎng)連接件于與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434相連接。具體地，以太網(wǎng)交換機(jī)108與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434的電池管理單元404相連接。圖5還示出了與緊急停止按鈕開關(guān)相連接的緊急停止輸入線路。可將緊急停止按 鈕開關(guān)安裝到可觸摸的位置，按下該按鈕時(shí)可促使電力斷開。例如，電力子系統(tǒng)408可與存儲(chǔ)子系統(tǒng)434和儲(chǔ)能便利AC母線斷開連接。

3.電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)的層級(jí)和架構(gòu)

A.多個(gè)節(jié)點(diǎn)

圖4示出了包括多個(gè)(例如，三個(gè))節(jié)點(diǎn)410a,410b和410c的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)400。每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b和410c包括如上所述的：被構(gòu)造成牢固地容置控制子系統(tǒng)100的存放機(jī)架、電力子系統(tǒng)408，以及包括一個(gè)或多個(gè)電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434。該一個(gè)或多個(gè)電池406是可拆卸并可充電的。因此，在需要時(shí)電池可輕易地發(fā)生改變。節(jié)點(diǎn)可容置在可包含有使基于機(jī)架的節(jié)點(diǎn)能輕易移動(dòng)的輪子或任何其它設(shè)備的機(jī)架上。節(jié)點(diǎn)可以是例如40KW的系統(tǒng)。此外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可具有可擴(kuò)展的可整除式電壓。換句話說(shuō)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可具有相同的總電平。另外，節(jié)點(diǎn)也可具有不同的電平。

B.一個(gè)或多個(gè)單元控制子系統(tǒng)

如圖4所示的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)400還包括與三個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接的單元控制子系統(tǒng)420。換句話說(shuō)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c的控制子系統(tǒng)100都與單元控制子系統(tǒng)420相連接。單元控制子系統(tǒng)420服務(wù)于任意數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。例如，單元控制子系統(tǒng)420被構(gòu)造成監(jiān)控圖4中所示的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)400中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c的當(dāng)前狀態(tài)。單元控制子系統(tǒng)420對(duì)歸于它覆蓋的一組節(jié)點(diǎn)的例如當(dāng)前狀態(tài)及充電/放電容量進(jìn)行監(jiān)控/維護(hù)。圖4中所示的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)400可使用任何數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的控制子系統(tǒng)100與單元控制子系統(tǒng)420之間的通信例如可經(jīng)由Modbus或DNP3來(lái)進(jìn)行。Modbus是用于連接工業(yè)電氣設(shè)備的串行通信協(xié)議。Modbus使得連接至同一網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)設(shè)備之間能夠進(jìn)行通信。

在圖4的電力存儲(chǔ)兼分配系統(tǒng)400中，單元控制子系統(tǒng)420被構(gòu)造成監(jiān)控多個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c等的充電/放電容量。單元控制子系統(tǒng)420還被構(gòu)造成利用例如以上所述的狀態(tài)/健康/性能參數(shù)來(lái)優(yōu)化多個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c中的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434、電力子系統(tǒng)408和/或控制子系統(tǒng)100的健康度和性能。另外，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制子系統(tǒng)100可向單元控制子系統(tǒng)420發(fā)送成本曲線(例如，千瓦比對(duì) 美元)，單元控制子系統(tǒng)420可確定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)是可供使用的最低廉資源，并使用那個(gè)電力資源最低廉的節(jié)點(diǎn)中所存儲(chǔ)的電力。換句話說(shuō)，單元控制子系統(tǒng)420可在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行投標(biāo)，以確定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)或哪些節(jié)點(diǎn)是最低廉的儲(chǔ)電資源。在示例性實(shí)施例中，單元控制子系統(tǒng)420可基于多個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本曲線來(lái)對(duì)這多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排名(例如，從最便宜到最昂貴或者從最昂貴到最便宜)。

如上所述，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c中，電池管理單元404包括被構(gòu)造成監(jiān)控至少一個(gè)電池406的處理器432，并且電池管理單元404被構(gòu)造成與控制子系統(tǒng)100進(jìn)行通信。另外，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中，電力子系統(tǒng)408被構(gòu)造成與電力線相連接，并且電力子系統(tǒng)408包括功率轉(zhuǎn)換器416(例如逆變器)，該功率轉(zhuǎn)換器在至少一個(gè)電池406被充電時(shí)將AC電轉(zhuǎn)換為DC電，并在至少一個(gè)電池被放電時(shí)將DC電轉(zhuǎn)換為AC電。

在每個(gè)節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c中，機(jī)架的控制子系統(tǒng)100與節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434相連接，并與節(jié)點(diǎn)的電力子系統(tǒng)408相連接。節(jié)點(diǎn)的控制子系統(tǒng)100包括處理器102，并且處理器102被構(gòu)造成控制存儲(chǔ)子系統(tǒng)434與電力子系統(tǒng)408之間的電力傳輸。在示例性實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)的處理器102被構(gòu)造成發(fā)送用于控制節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)電池406的充電和放電的信號(hào)，并且處理器102被構(gòu)造成監(jiān)控節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)電池406的工作狀態(tài)。

圖4的電力存儲(chǔ)及分配系統(tǒng)400例如包括，頻率傳感器606、RTU422以及與單元控制子系統(tǒng)420相連接的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)模塊424。頻率傳感器606可以是電壓傳感器等。SCADA模塊424是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的控制系統(tǒng)，也是與節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d,410e等、單元控制子系統(tǒng)602a,602b等、現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604和市場(chǎng)調(diào)度單元交互的主用戶接口。如圖4所示，SCADA模塊424可以從節(jié)點(diǎn)410c的電力子系統(tǒng)408、控制子系統(tǒng)100和存儲(chǔ)子系統(tǒng)434發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。SCADA模塊424還可以從電力節(jié)點(diǎn)410a和410b中的所有子系統(tǒng)100,408,434發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。即，SCADA模塊424可以分別與每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行通信。市場(chǎng)調(diào)度單元包含市場(chǎng)情報(bào)(例如電力成本等)，并可基于與能源行業(yè)相關(guān)的市場(chǎng)信息來(lái)做出明智的決策?？山?jīng)由例如Modbus或DNP3來(lái)進(jìn)行單元控制子系統(tǒng)420與RTU422和SCADA模塊424之間的通信。SCADA模塊424可獲取現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604、單元控制子系統(tǒng)420,602a,602b,602c和節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410a,410b,410c的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c與例如480V的開關(guān)裝置436相連接。具體地，開關(guān)裝置436可與節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c的電力子系統(tǒng)408相連接。在圖4中，開關(guān)裝置436與隔離變壓器426相連接。隔離變壓器426與例如13.8kV的開關(guān)裝置428相連接。開關(guān)裝置428還可與發(fā)電機(jī)升壓(GSU)變壓器430相連接。GSU變壓器430可以是例如13.8/138kV的GSU變壓器。

C.現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)

圖6示出了包括多個(gè)單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c等的電力系統(tǒng)600的層級(jí)架構(gòu)。每個(gè)單元控制子系統(tǒng)(例如單元控制子系統(tǒng)602a)與作為位于節(jié)點(diǎn)410a,410b,410c中的控制子系統(tǒng)100的多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d和410e相連接。也就是說(shuō)，節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)是位于節(jié)點(diǎn)中的控制子系統(tǒng)100。例如，在圖6中，節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d位于還包括電力子系統(tǒng)408和具有一個(gè)或多個(gè)電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434的節(jié)點(diǎn)中。類似地，節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410e位于也包括電力子系統(tǒng)408和具有一個(gè)或多個(gè)電池406的存儲(chǔ)子系統(tǒng)434的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)中。單元控制子系統(tǒng)602a與節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d和410e相連接。類似地，單元控制子系統(tǒng)602b與節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410f和410g相連接。另外，單元控制子系統(tǒng)602c還與節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410h和410i相連接。

此外，在圖6的電力系統(tǒng)600中，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604與多個(gè)單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c中的每個(gè)子系統(tǒng)相連接?，F(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604可服務(wù)于任意數(shù)量的單元控制子系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604對(duì)現(xiàn)場(chǎng)(即，電力存儲(chǔ)設(shè)施中的全部或部分)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)和充電/放電容量進(jìn)行維護(hù)/監(jiān)控。

在圖6中，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604被構(gòu)造成監(jiān)控多個(gè)單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c的充電/放電容量。此外，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604被構(gòu)造成對(duì)多個(gè)單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c中的組件(電池、逆變器等)的健康度和性能進(jìn)行優(yōu)化和/或監(jiān)控。

圖6的電力系統(tǒng)600示出了三個(gè)單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c，但是電力系統(tǒng)600可以包含任何數(shù)量的單元控制子系統(tǒng)。圖6的電力系統(tǒng)600示出了六個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d,410e,410f,410g,410h,410i，但是電力系統(tǒng)600可以包含任何數(shù)量的節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)。然而，由于電力系統(tǒng)600的分級(jí)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)通常會(huì)比單元控制子系統(tǒng)要多，這是因?yàn)槊總€(gè)單元控制子系統(tǒng)通常監(jiān)控多個(gè) 節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)。例如，在圖6中，每個(gè)單元控制子系統(tǒng)(例如602a)監(jiān)控兩個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)(例如410d和410e)。由于圖6的電力系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604或每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604與多個(gè)單元控制子系統(tǒng)(例如602a,602b,602c)相連接，并且每個(gè)單元控制子系統(tǒng)與多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)相連接。在示例性實(shí)施例中，如圖6所示，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)可與頻率傳感器606相連接，并且RTU 422可與調(diào)度相連接。RTU 422可向現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604、單元控制子系統(tǒng)602a,602b,602c等以及節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410d,410e,410f,410g,410h,410i等發(fā)送數(shù)據(jù)。可將來(lái)自頻率傳感器606的數(shù)據(jù)輸入給現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)調(diào)度單元604，并且可利用該數(shù)據(jù)確定：在如圖6所示的調(diào)度的基礎(chǔ)上或者代替如圖6所示的調(diào)度，如何對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)度。

在示例性實(shí)施例中，電力系統(tǒng)600可進(jìn)行自行注冊(cè)。即，每個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)410存儲(chǔ)用于唯一地標(biāo)識(shí)該節(jié)點(diǎn)自身的最小信息集合。換句話說(shuō)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)在控制子系統(tǒng)100中存儲(chǔ)關(guān)于其自身的信息來(lái)了解自己。然后，節(jié)點(diǎn)可通過(guò)向單元控制子系統(tǒng)602發(fā)送唯一性識(shí)別信息、然后將該信息向上傳遞至現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604等來(lái)進(jìn)行自身注冊(cè)(即，自行注冊(cè))。該唯一性識(shí)別信息使得現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604知曉傳送過(guò)信息(即，識(shí)別信息)的那個(gè)節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)是存在并可用的。然后，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604可對(duì)可用的節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。

類似地，單元控制子系統(tǒng)602還知曉其自身的特點(diǎn)，并可向現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604注冊(cè)自己?，F(xiàn)場(chǎng)還知曉自身，并可向隊(duì)列(fleet)進(jìn)行自身注冊(cè)。通常情況下，隊(duì)列為地理區(qū)域。隊(duì)列也可以是嵌套式的。類似地，隊(duì)列也知曉它們自身，并可向作為層級(jí)中最高級(jí)別的企業(yè)進(jìn)行自身注冊(cè)。

在示例性實(shí)施例中，電力系統(tǒng)600可以是自行組裝式的。電力系統(tǒng)600在如下方面中進(jìn)行自行組裝：即，各節(jié)點(diǎn)能決定它們一起成為單元，并且各單元能決定它們一起成為現(xiàn)場(chǎng)，等等。例如，每個(gè)控制子系統(tǒng)100可存儲(chǔ)優(yōu)先性概況，這包括如下與存儲(chǔ)了該優(yōu)先性或配置/特性/參數(shù)概況的那個(gè)節(jié)點(diǎn)有關(guān)的參量中的若干項(xiàng)或所有項(xiàng)(單元控制子系統(tǒng)也可存儲(chǔ)其所負(fù)責(zé)監(jiān)控/管理的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先性概況，并且現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)由單元控制子系統(tǒng)所監(jiān)控/管理的組合式節(jié)點(diǎn)分組的優(yōu)先性概況)：

節(jié)點(diǎn)中電池的最優(yōu)充電/放電速率；

電池的最有效調(diào)度范圍，電池的潛在調(diào)度范圍，電池的當(dāng)前調(diào)度范圍等；

電池的效率曲線；

節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前情況/狀態(tài)(例如，是否聯(lián)機(jī)/脫機(jī)、當(dāng)前模式、已發(fā)生的和/或當(dāng)前出現(xiàn)的錯(cuò)誤等)；

電力子系統(tǒng)的優(yōu)選工作溫度(例如，最低溫度、最高溫度等)；

優(yōu)選的電池溫度(例如，最低溫度、最高溫度等)；

逆變器的最大效率；

電池的歷史(例如，最近一段時(shí)間內(nèi)電池的行為等)；

吞吐量(例如，平均吞吐量)；

電池的保修信息；以及

組件壽命，等等。

然后，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可基于系統(tǒng)所需的參數(shù)來(lái)進(jìn)行自行組裝，以創(chuàng)建單元。另外，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604可基于節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先性概況來(lái)選擇由特定的單元控制子系統(tǒng)監(jiān)控的專門節(jié)點(diǎn)組，或者選擇由兩個(gè)或多個(gè)單元控制子系統(tǒng)監(jiān)控的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組，以得到系統(tǒng)要求的所需的電力特性。

在示例性實(shí)施例中，可對(duì)如上所述的優(yōu)先性概況參數(shù)可具有不同的權(quán)重，從而在基于節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先性概況來(lái)選擇節(jié)點(diǎn)時(shí)某些參數(shù)被認(rèn)為比其它參數(shù)更重要。例如，當(dāng)需要一定量的電力時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604可通過(guò)查看系統(tǒng)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先性概況來(lái)啟動(dòng)招標(biāo)程序，并基于所需的電力來(lái)選擇節(jié)點(diǎn)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)的分組。例如，可選擇能提供最廉價(jià)的電力的節(jié)點(diǎn)。還可以是，所選擇的節(jié)點(diǎn)是那些包含即將過(guò)保修期的電池的節(jié)點(diǎn)、那些工作在其效率曲線的最高效率處的節(jié)點(diǎn)、那些彼此鄰近(即，位置)的節(jié)點(diǎn)等。

在示例性實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可包含單獨(dú)的軟件，并可通過(guò)自行組裝來(lái)創(chuàng)建單元，通過(guò)對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的單獨(dú)的軟件進(jìn)行組合來(lái)創(chuàng)建可控制單元中所有機(jī)架的軟件程序。備選地，單元中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)可包含用于控制組裝好的單元中的所有節(jié)點(diǎn)的軟件。本申請(qǐng)要求將題為“用于電氣設(shè)備進(jìn)行自行注冊(cè)和自行組裝的方法及系統(tǒng)”、專利代理人案號(hào)No.0080451-000080的申請(qǐng)的全文通過(guò)引用并入本文，該申請(qǐng)進(jìn)一步描述了可用于本申請(qǐng)的模塊化儲(chǔ)能方法及系統(tǒng)中的自行注冊(cè)和自行組裝的系統(tǒng)及方法。

D.人機(jī)接口

圖6的電力系統(tǒng)600還可包括與電力系統(tǒng)600相連接的人機(jī)接口(例如，SCADA模塊424，圖6的現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604，或者電力系統(tǒng)中的另一種組件)，以監(jiān)測(cè)和/或控制該系統(tǒng)。人機(jī)接口可以是例如運(yùn)行在平板電腦、計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)上的應(yīng)用程序。人機(jī)接口可輸出并顯示電力系統(tǒng)600的各種參數(shù)，例如，功率、電流、電壓、心跳、從機(jī)架到電力子系統(tǒng)的調(diào)度、當(dāng)前狀態(tài)等。

在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)操作員(例如，經(jīng)由人機(jī)接口)發(fā)送調(diào)度，該調(diào)度由現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)604接收、然后在單元控制子系統(tǒng)(例如602a,602b,602c等)和節(jié)點(diǎn)控制子系統(tǒng)(例如，410d,410e,410f,410g,410h,410i等)之間進(jìn)行分布。也就是說(shuō)，調(diào)度可以是跨節(jié)點(diǎn)和跨單元的(即，處于節(jié)點(diǎn)級(jí)別或單元級(jí)別的調(diào)度)。

盡管上面對(duì)所公開的系統(tǒng)和方法的各種示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，它們僅出于示例性目而被例舉，并非是限制。這些示例性實(shí)施例并非是詳盡的，并且不意圖將本公開限制于所公開的具體形式。在不背離本公開廣度或范圍的情況下，可以根據(jù)上述教導(dǎo)做出修改和變型，或者可以從本公開的實(shí)踐中獲得修改和變型。