一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，它包括储能监测控制层、无线数据通信层、储能探测管理层。储能探测管理层：通过储能中的电池管理单元和电池管理系统的配合，实现电池管理系统对单位储能电池电压、电流、功率、频率、用电状态以及各电池组温度的探测及管理。无线数据通信层：利用ZigBee节点与GPRS无线网络，建立起电池管理系统信息、能量转换系统信息与监控平台的双向通信。储能监测控制层：利用监控平台，将通过无线网络传送来的信息应用于两个方面，一是通过远程控制实现对储能系统的控制；二是储能系统安全运行的保护。本实用新型是一种可实现智能控制、双向通信及安全防护于一体的远程智能监控系统，可很好地满足微电网储能的远程无线智能监控。
【专利说明】
一种基于z i gBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及远程无线监控领域，是一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统。【背景技术】
[0002]随着中国智能电网的发展，微电网(Micro-grid)作为智能电网的一部分，其应用监控领域的智能化与网络化的程度更高，对于在微电网中用来克服可再生能源发电波动性、提高微电网系统稳定性的储能系统，更需要一个快捷有效的智能化监控系统;传统的监控系统往往只提供了电气量的监测、传输方式为有线近距离传输，以致监控系统功能少、效率低、时效性差且对于监控范围、监控时刻存在一定程度的限制。
[0003]—种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，能实现对储能系统电气量及非电气量的监控，并能向用户提供安全警示信息，可以克服上述传统监控系统的缺点和弊端，省时、高效、节省人力、可同时监控多个不同远近程度的微电网储能工作，很好地满足社会发展的新需求。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，其既能实现对电气量的监控还能实现非电气量的监控、可同时监控多个微电网的储能工作；可以解决传统监控系统功能少、效率低，难以适用社会发展新需求的问题;本实用新型的另一重要目的在于提供一种基于ZigBee和GPRS的无线通信系统，可实现微电网中储能充放电的智能监控。
[0005]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是。
[0006]一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，系统分为三层，上层为储能监测控制层，中间层为基于GPRS与ZigBee的无线数据通信层，下层为储能探测管理层； 储能探测管理层:通过储能中的电池管理单元(Battery Management Unit, BMU)和电池簇管理系统(Battery Cluster Management System, BCMS)的配合，实现电池管理系统 (Battery Management System, BMS)对单位储能电池电压、电流、功率、频率、用电状态以及各电池组温度的探测及管理;无线数据通信层:利用ZigBee节点与GPRS无线网络，建立起能量转换系统(Power Convers1n System, PCS)信息、BMS信息与监控平台的双向通信;储能监测控制层:利用监控平台，将通过无线网络传送来的信息进行分析，得出决策，并通过无线数据通信层向储能探测管理层发送控制信号。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:一种基于无线网络并由上述储能监测控制层、无线数据通信层、储能探测管理层所组成的微电网储能监控系统，既能实现对储能系统电气量的监控还能实现非电气量的监控，是一种可实现微电网中储能智能控制、双向通信及保护于一体的远程智能监控系统;可以解决传统监控系统功能少、效率低，难以适用社会发展新需求的问题。【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统。
[0009]图2为本实用新型的储能监测控制层监控平台。
[0010]图3为本实用新型的储能探测管理层电池管理系统(BMS)。【具体实施方式】[0011 ]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明；此处所描述的具体实施例，用以解释本实用新型，并不限于本实用新型。
[0012]如图1所示，一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，它包括储能监测控制层、无线数据通信层、储能探测管理层。
[0013]如图2所示，所述的储能监测控制层由上位机、服务器、防火墙、Internet网络组成。[〇〇14]如图1所示，所述的无线数据通信层由GPRS模块、ZigBee节点组成。[〇〇15] 如图3所示，所述的储能探测管理层由电池组、电池管理单元(BMU)、电池簇管理系统(BCMS)共同组成的电池管理系统(BMS)和能量转换系统(PCS)组成。
[0016]储能探测管理层中，每个BMU与一个确定的电池组相连，负责管理对应的电池组， 一个串联回路中的全部BMU与BCMS相连，一个串联回路中的所有电池组、BMU、BCMS整体组成一个BMS，BMS与PCS相连，管理对应串联回路中的电池组向微电网出力或通过微电网充电， BMS通过ZigBee节点与无线数据通信层连接。[0〇17]无线数据通信层中，每个ZigBee节点会连接BMS，负责采集BMS信息或对BMS下达指令，并通过路由节点、协调器节点、GPRS模块与Internet相连，S卩连接到储能监测控制层。 [0〇18] 储能监测控制层中，服务器与上位机相连，上位机的控制端经防火墙与Internet 相连，Internet与无线数据通信层的GPRS模块相连，监控平台由此获得ZigBee节点发送来的信息，亦可向ZigBee节点发送控制指令，经无线数据通信层将控制命令传递给BCMS及 BMU，实现对储能电池的监控。[〇〇19]其特征在于:所述储能探测管理层，通过储能中的BMU实现对单位储能电池电压、 电流、功率、频率、用电状态以及各电池组温度的管理，BCMS通过ZigBee节点发送数据至主机或接收主机指令来管理一个串联回路中的全部BMU，一个串联回路中的所有电池组、BMU、 BCMS整体组成一个BMS，BMS中管理的电池组经过PCS完成交直流转换，即储能电池的充放电转换;所述无线数据通信层，利用ZigBee节点和GPRS无线网络将BMS的信息传至监控平台或给BMS传递监控平台指令。所述储能监测控制层，利用监控平台，将通过无线网络传送来的信息应用于两个方面，一是通过远程控制实现对储能系统的控制，包括调整储能系统充放电功率与控制储能电池的投切;二是在储能系统安全方面，可以实现高温预警等。
【主权项】
1.一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，包括储能监测控制层、无 线数据通信层、储能探测管理层;其特征在于:储能探测管理层中，每个BMU与一个确定的电 池组相连，一个串联回路中的全部BMU与BCMS相连，一个串联回路中的所有电池组、BMU、 BCMS整体组成一个BMS，BMS与PCS相连，BMS、PCS通过Z igBee节点与无线数据通信层连接;无 线数据通信层中，ZigBee节点连接一个微电网中的PCS和所有的BMS，通过GPRS模块与 Internet相连;储能监测控制层中，监控平台与Internet相连。2.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，其 特征在于:所述储能探测管理层通过储能中的BMU和BCMS的配合，实现BMS对单位储能电池 电压、电流、功率、频率、用电状态以及各电池组温度的探测及管理。3.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，其 特征在于:所述无线数据通信层，利用ZigBee节点与GPRS无线网络，建立起BMS、PCS信息与 监控平台的双向通信。4.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee与GPRS的远程无线微电网储能监控系统，其 特征在于:所述储能监测管理层，利用监控平台，将通过无线网络传送来的信息应用于两个 方面，一是通过远程控制实现对储能系统的控制;二是储能系统的安全运行保护。
【文档编号】H02J13/00GK205666685SQ201620547985
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】王达, 刘莉, 刘宝良, 王宝石, 尹博, 罗晓乐, 赵文静, 赵传立, 左峰, 赵法人, 陈向羽
【申请人】沈阳工程学院