基于塑料光纤通讯的新能源智能化储能装置的制作方法

本发明涉及一种新能源储能装置，尤其为一种基于塑料光纤通讯的新能源智能储能装置。

背景技术：

地球可再生能源如何被充分有效利用已成为世人共识，产业化、大规模的光伏电场和风电场已经成为未来能源结构中不可或缺的成员之一。

储能装置是分布式新能源发电系统中的组成部分之一，蓄电池是最常用的储能装置。在分布式新能源发电体系中，光伏发电、风能发电均会受到季节、气候、时段、环境等因素影响，转换成电能难免会间隙或不稳定，仅通过蓄电池容量在线检测单一技术手段，难以实时地反映新能源发电用电系统中储能装置的运行状态，难以及时做出合适的维护措施和养护策略，这些因素都直接影响到储能装置的使用寿命以及分布式新能源发电系统的总体效益。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于新能源发电系统的智能化储能装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种基于塑料光纤通讯的新能源智能化储能装置，其特征在于：构成包括有储能单元、塑料光纤双向电能计量通讯模块，塑料光纤网络以及智能管理单元，所述储能单元由若干蓄电池构成，若干蓄电池划分为M组，每组有n个蓄电池，同一组n个蓄电池的输电线串联，M组蓄电池的输电线并联后引出，在每一个蓄电池输电线处均设置有塑料光纤双向电能计量通讯模块，在储能单元输电线引出端也设置有塑料光纤双向电能计量模块，塑料光纤网络与所有塑料光纤双向电能计量通讯模块连接并实现通讯，同时塑料光纤网络也与智能管理单元连接并实现通讯。

在上述技术方案中，所述塑料光纤双向电能计量通讯模块中包括有温湿度传感器、电流传感器、电压电流信号采样及计量电路、主控单元电路、光收发器以及电源电路，每一个蓄电池设置一个塑料光纤双向电能计量通讯模块，该模块中的电流传感器串接于负极端子与蓄电池负极之间，电流传感器输出信号端接入电压电流信号采样及计量模块电路，电压电流信号采样及计量电路的电压信号采集端跨接于蓄电池正极与负极之间，电压电流信号采样及计量电路对蓄电池的电压、电流、功率和电能量进行信号采集，并将模拟信号转换为数字信号以备主控单元电路查询，主控单元电路外接温湿度传感器和光收发器，主控单元电路将温湿度传感器的实时数据连同从电压电流信号采样及计量电路中调取到的蓄电池各项数字信号进行处理，再通过光收发器转换成光信号进入塑料光纤网络，多个塑料光纤双向电能计量通讯模块通过塑料光纤串联或并联组网通信、上传汇总至智能管理单元，电源电路将蓄电池的电压转换为可供各功能器件和模块工作的电压。

在上述技术方案中，所述储能装置智能管理单元中设置有数据远传模块，该数据远传模块通过塑料光纤、或无线、或电力线载波、或总线485、或互联网、或移动互联网与主站实现通讯。

本发明的积极效果有：

1、本发明装置有效地获取了每一个蓄电池的双向电能计量数据，通过对计量数据和环境温湿度数据的汇总处理，能客观地反映整个储能装置甚至每一个蓄电池的温度、湿度、工况。结合传统的蓄电池容量在线检测手段，全面提升了大型储能装置的管理水平和管理效率。

2、本发明将储能装置的双向电能计量数据和每一个蓄电池的双向电能计量数据通过塑料光纤通讯网络传至装置智能管理单元，经数据分析处理，并呈现在储能装置管理单元的显示操控屏上，这为储能装置运维人员提供了一个友好工作界面。

3、本发明还可以通过多种通讯手段，将储能装置的双向电能计量数据和每一个蓄电池的双向电能计量数据通过塑料光纤通讯网络上传到主站，以满足新能源微电网管理对基础数据的需要。

4、本发明储能装置的使用寿命延长，可维护性增强。

附图说明

图1是本发明新能源智能化储能装置构成示意图。

图2是本发明塑料光纤双向电能计量通讯模块的功能框图。

以上附图中，1是储能单元，2是智能管理单元，11是塑料光纤双向电能计量通讯模块，12是塑料光纤双向电能计量通讯模块，13是蓄电池，14是输电线，15是塑料光纤网线，20是蓄电池，21是正极端子，22是负极端子，23是电流传感器，24是电压电流信号采样及计量电路，25是主控单元电路，26是光收发器，27是塑料光纤，28是电源电路，29是温湿度传感器。

具体实施方式

实施例：

本实施例智能化储能装置组成框图如附图1所示。

储能单元1的能量网络由M组蓄电池13构成，每组又由n个蓄电池构成，同一组n个蓄电池由输电线14串联，M组蓄电池之间由输电线14并联引出，在每一个蓄电池输电线处均跨接有塑料光纤双向电能计量通讯模块12，在储能单元输电线引出端也设置有塑料光纤双向电能计量模块11，塑料光纤网络线15与所有塑料光纤双向电能计量通讯模块11、12连接，同时也与储能管理单元2连接并实现通讯。

本实施例给出的塑料光纤双向电能计量通讯模块功能框图如附图2所示。

本实施例模块中的电流传感器23串接于负极端子22与蓄电池负极之间，电流传感器23输出信号端接入电压电流信号采样及计量电路24，电压电流信号采样及计量电路24的电压信号采集端跨接于蓄电池正极与负极之间，电压电流信号采样及计量电路24对蓄电池20的电压、电流、功率和电能量进行信号采集，并将模拟信号转换为数字信号以备主控单元电路25查询，主控单元电路25外接温湿度传感器29和光收发器26，主控单元电路25将温湿度传感器29的实时数据连同从电压电流信号采样及计量电路24中调取到的蓄电池20各项数字信号进行处理，再通过光收发器26转换成光信号进入塑料光纤27网络，电源电路将蓄电池的电压转换为可供各功能器件和模块的工作电压。电压电流采样及计量电路24可实现双向电能计量功能，即表示蓄电池20的充电和放电能量，主控单元电路25可以通过采集到的蓄电池充放电参数来判断蓄电池的运行状态以及寿命预估，温度传感器可以对蓄电池的运行温度进行监测，所有的监测数据均通过塑料光纤通信。

本实施例中，每一个蓄电池均设置一个塑料光纤双向电能计量通讯模块12，所有塑料光纤双向电能计量通讯模块再以串联或并联方式经塑料光纤网络，将每一个蓄电池的工况数据以及蓄电池附近的温湿度数据上传至智能管理单元。

本实施例中，塑料光纤双向电能计量通讯模块11能对储能单元1总的工况数据进行采集、模数变换、存贮、处理分析并经塑料光纤网络上传到智能管理单元。

为了实现对储能装置的远程运维管理，在智能管理单元中设置有数据远传模块，该数据远传模块可以通过塑料光纤、或无线、或电力线载波、或总线485、或互联网、或移动互联网与主站实现通讯。

本实施例智能管理单元能对每一个蓄电池的双向电能计量数据以及储能单元的双向电能计量数据进行汇总、判断、分析，并以时间为轴，形象化展现充电曲线、放电曲线、损耗曲线，还能记录存贮每一个蓄电池的实时充电参数、放电参数和损耗参数。

智能管理单元中的远传模块为本实施例远程数据传输和远程监控管理提供了接口。