一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，它包括儲能監測控制層、無線數據通信層、儲能探測管理層。儲能探測管理層：通過儲能中的電池管理單元和電池管理系統的配合，實現電池管理系統對單位儲能電池電壓、電流、功率、頻率、用電狀態以及各電池組溫度的探測及管理。無線數據通信層：利用ZigBee節點與GPRS無線網絡，建立起電池管理系統信息、能量轉換系統信息與監控平臺的雙向通信。儲能監測控制層：利用監控平臺，將通過無線網絡傳送來的信息應用于兩個方面，一是通過遠程控制實現對儲能系統的控制；二是儲能系統安全運行的保護。本實用新型是一種可實現智能控制、雙向通信及安全防護于一體的遠程智能監控系統，可很好地滿足微電網儲能的遠程無線智能監控。
【專利說明】
一種基于z i gBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及遠程無線監控領域，是一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統。【背景技術】
[0002]隨著中國智能電網的發展，微電網(Micro-grid)作為智能電網的一部分，其應用監控領域的智能化與網絡化的程度更高，對于在微電網中用來克服可再生能源發電波動性、提高微電網系統穩定性的儲能系統，更需要一個快捷有效的智能化監控系統;傳統的監控系統往往只提供了電氣量的監測、傳輸方式為有線近距離傳輸，以致監控系統功能少、效率低、時效性差且對于監控范圍、監控時刻存在一定程度的限制。
[0003]—種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，能實現對儲能系統電氣量及非電氣量的監控，并能向用戶提供安全警示信息，可以克服上述傳統監控系統的缺點和弊端，省時、高效、節省人力、可同時監控多個不同遠近程度的微電網儲能工作，很好地滿足社會發展的新需求。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，其既能實現對電氣量的監控還能實現非電氣量的監控、可同時監控多個微電網的儲能工作；可以解決傳統監控系統功能少、效率低，難以適用社會發展新需求的問題;本實用新型的另一重要目的在于提供一種基于ZigBee和GPRS的無線通信系統，可實現微電網中儲能充放電的智能監控。
[0005]為了解決現有技術存在的問題，本實用新型采用的技術方案是。
[0006]一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，系統分為三層，上層為儲能監測控制層，中間層為基于GPRS與ZigBee的無線數據通信層，下層為儲能探測管理層； 儲能探測管理層:通過儲能中的電池管理單元(Battery Management Unit, BMU)和電池簇管理系統(Battery Cluster Management System, BCMS)的配合，實現電池管理系統 (Battery Management System, BMS)對單位儲能電池電壓、電流、功率、頻率、用電狀態以及各電池組溫度的探測及管理;無線數據通信層:利用ZigBee節點與GPRS無線網絡，建立起能量轉換系統(Power Convers1n System, PCS)信息、BMS信息與監控平臺的雙向通信;儲能監測控制層:利用監控平臺，將通過無線網絡傳送來的信息進行分析，得出決策，并通過無線數據通信層向儲能探測管理層發送控制信號。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:一種基于無線網絡并由上述儲能監測控制層、無線數據通信層、儲能探測管理層所組成的微電網儲能監控系統，既能實現對儲能系統電氣量的監控還能實現非電氣量的監控，是一種可實現微電網中儲能智能控制、雙向通信及保護于一體的遠程智能監控系統;可以解決傳統監控系統功能少、效率低，難以適用社會發展新需求的問題。【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統。
[0009]圖2為本實用新型的儲能監測控制層監控平臺。
[0010]圖3為本實用新型的儲能探測管理層電池管理系統(BMS)。【具體實施方式】[0011 ]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明；此處所描述的具體實施例，用以解釋本實用新型，并不限于本實用新型。
[0012]如圖1所示，一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，它包括儲能監測控制層、無線數據通信層、儲能探測管理層。
[0013]如圖2所示，所述的儲能監測控制層由上位機、服務器、防火墻、Internet網絡組成。[〇〇14]如圖1所示，所述的無線數據通信層由GPRS模塊、ZigBee節點組成。[〇〇15] 如圖3所示，所述的儲能探測管理層由電池組、電池管理單元(BMU)、電池簇管理系統(BCMS)共同組成的電池管理系統(BMS)和能量轉換系統(PCS)組成。
[0016]儲能探測管理層中，每個BMU與一個確定的電池組相連，負責管理對應的電池組， 一個串聯回路中的全部BMU與BCMS相連，一個串聯回路中的所有電池組、BMU、BCMS整體組成一個BMS，BMS與PCS相連，管理對應串聯回路中的電池組向微電網出力或通過微電網充電， BMS通過ZigBee節點與無線數據通信層連接。[0〇17]無線數據通信層中，每個ZigBee節點會連接BMS，負責采集BMS信息或對BMS下達指令，并通過路由節點、協調器節點、GPRS模塊與Internet相連，S卩連接到儲能監測控制層。 [0〇18] 儲能監測控制層中，服務器與上位機相連，上位機的控制端經防火墻與Internet 相連，Internet與無線數據通信層的GPRS模塊相連，監控平臺由此獲得ZigBee節點發送來的信息，亦可向ZigBee節點發送控制指令，經無線數據通信層將控制命令傳遞給BCMS及 BMU，實現對儲能電池的監控。[〇〇19]其特征在于:所述儲能探測管理層，通過儲能中的BMU實現對單位儲能電池電壓、 電流、功率、頻率、用電狀態以及各電池組溫度的管理，BCMS通過ZigBee節點發送數據至主機或接收主機指令來管理一個串聯回路中的全部BMU，一個串聯回路中的所有電池組、BMU、 BCMS整體組成一個BMS，BMS中管理的電池組經過PCS完成交直流轉換，即儲能電池的充放電轉換;所述無線數據通信層，利用ZigBee節點和GPRS無線網絡將BMS的信息傳至監控平臺或給BMS傳遞監控平臺指令。所述儲能監測控制層，利用監控平臺，將通過無線網絡傳送來的信息應用于兩個方面，一是通過遠程控制實現對儲能系統的控制，包括調整儲能系統充放電功率與控制儲能電池的投切;二是在儲能系統安全方面，可以實現高溫預警等。
【主權項】
1.一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，包括儲能監測控制層、無 線數據通信層、儲能探測管理層;其特征在于:儲能探測管理層中，每個BMU與一個確定的電 池組相連，一個串聯回路中的全部BMU與BCMS相連，一個串聯回路中的所有電池組、BMU、 BCMS整體組成一個BMS，BMS與PCS相連，BMS、PCS通過Z igBee節點與無線數據通信層連接;無 線數據通信層中，ZigBee節點連接一個微電網中的PCS和所有的BMS，通過GPRS模塊與 Internet相連;儲能監測控制層中，監控平臺與Internet相連。2.按照權利要求1所述的一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，其 特征在于:所述儲能探測管理層通過儲能中的BMU和BCMS的配合，實現BMS對單位儲能電池 電壓、電流、功率、頻率、用電狀態以及各電池組溫度的探測及管理。3.按照權利要求1所述的一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，其 特征在于:所述無線數據通信層，利用ZigBee節點與GPRS無線網絡，建立起BMS、PCS信息與 監控平臺的雙向通信。4.按照權利要求1所述的一種基于ZigBee與GPRS的遠程無線微電網儲能監控系統，其 特征在于:所述儲能監測管理層，利用監控平臺，將通過無線網絡傳送來的信息應用于兩個 方面，一是通過遠程控制實現對儲能系統的控制;二是儲能系統的安全運行保護。
【文檔編號】H02J13/00GK205666685SQ201620547985
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】王達, 劉莉, 劉寶良, 王寶石, 尹博, 羅曉樂, 趙文靜, 趙傳立, 左峰, 趙法人, 陳向羽
【申請人】沈陽工程學院