CN110581606B - 一种锂电池储能监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池储能管理技术领域，提供一种锂电池储能监控***，包括多个锂电池组、监控层和服务器层，所述监控和服务器层之间通过TCP/IP协议进行数据交互；所述监控层设有多个与所述锂电池组一一对应的监控节点，用于直接采集锂电池组的参数，并下达保护控制指令；所述服务器层用于接受并处理所述监控层采集、上传的参数，并将处理后的数据进行网络发布；所述监控层设有保护控制模块，并所述保护控制模块发送控制信号至锂电池组的保护电路；本发明旨在提供一种稳定、可靠，可进行远程智能监测的储能蓄电池的监控***。
Description
技术领域
本发明涉及电池储能管理技术领域，具体涉及一种锂电池储能监控***。
背景技术
储能技术使电能生产和消费在时间上得以分离,因此深刻影响了电力生产、分配、消费的传统格局，是中国正在建设的智能电网的核心关键技术之一，储能***的应用可以使原来几乎完全“刚性的***变得“类性”起来，提高了电网运行的安全性、经济性与灵活性。近年来由于锂电池技术逐断成熟，在大规模储能电站中得到广泛应用。
储能监控***是锂电池储能***的重要组成部分，是储能***的控制中枢，起到上传下达和控制优化的作用。目前，锂电池储能来统由多节单体电池经过串并联组合之后，组成一个大容量的理电池***。有效地对锂电池***、储能变流器、开关状态等进行监视和控制使整个储能***安全、可靠、经济地运行变得至关重要。
因此，亟待设计一种具有锂电池运行数据分析与安全预警、储能变流器参数等核心关键技术的储能监控技术，确保理电池储能***正常运行。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池储能监控***，旨在提供一种稳定、可靠，可进行远程智能监测的储能蓄电池的监控***。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种锂电池储能监控***，包括多个锂电池组、监控层和服务器层，所述监控和服务器层之间通过TCP/IP协议进行数据交互；
所述监控层设有多个与所述锂电池组一一对应的监控节点，用于直接采集锂电池组的参数，并下达保护控制指令；
所述服务器层用于接受并处理所述监控层采集、上传的参数，并将处理后的数据进行网络发布；
所述监控层设有保护控制模块，并所述保护控制模块发送控制信号至锂电池组的保护电路。
更进一步地，所述监控层设有4G站点终端，所述监控节点通过RS-485总线将采集参数传送给所述4G站点终端。
更进一步地，所述监控节点包括电流节点、电压节点和温度节点，每一个所述4G站点终端对应一个所述电流节点，和若干个所述电压节点和温度节点。
更进一步地，所述4G站点终端将实时采集的参数进行打包通过4G通信模块发送至4G无线网络中，再通过4G网关上传至所述服务器层。
更进一步地，所述电压节点及温度节点分别用于监测单个锂电池的电压和温度，所述电流节点串联在所述锂电池组中，均通过RS-485总线与所述4G站点终端进行通信。
更进一步地，所述电压节点及温度节点主要包括用于供电的电源电路、电压采集模块、温度传感器和处理器，所述处理器采用单片机用于接收并处理电压采集模块及温度传感器采集的数据。
更进一步地，所述电流节点的电流采集模块采用康铜电流传感器，并与处理器之间设有运算放大电路。
更进一步地，所述服务器层包括相互独立的web服务器和数据库服务器，所述web服务器建立有IP站点和网页，所述监控层通过TCP/IP协议数据传递至所述IP站点和网页上。
更进一步地，所述数据库服务器可对监控层的数据信息进行采集、分析，并进行可视化展示，包括柱状图、曲线、列表等形式。
更进一步地，所述保护控制模块包括三个I/O控制口，分别为过充电控制接口、过放电控制接口和过流、短路保护接口。
有益效果
本发明提供了一种锂电池储能监控***，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
1、本发明采用基于4G站点终端为通枢纽的监控***，利用设置于锂电池组一一对应的监控节点，对锂电池组及单个锂电池的充、放电及运行状态的实时参数进行采集，并利用服务器层的解析和处理，实现对故障报警，及充、放电保护控制；保证储能***安全、稳定的运行。同时通过服务器层web服务器的网络发布设计，用户可以使用移动端登录网页即可清楚、直观的得知锂电池组的主要参数、运行信息及相关分析报表，为电池性能分析研究提供了依据，为***稳定、可靠地运行提供了保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的监控***结构示意图；
图2为本发明的***工作流程示意图；
图3为本发明的监控节点模块示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本实施例的一种锂电池储能监控***，参照图1-3：包括多个锂电池组、监控层和服务器层，监控和服务器层之间通过TCP/IP协议进行数据交互；
监控层设有多个与锂电池组一一对应的监控节点，用于直接采集锂电池组的参数，并下达保护控制指令。
其中，监控节点包括电流节点、电压节点和温度节点，每一个4G站点终端对应一个电流节点，和若干个电压节点和温度节点。
电压节点及温度节点分别用于监测单个锂电池的电压和温度，电流节点串联在锂电池组中，均通过RS-485总线与4G站点终端进行通信。
电压节点及温度节点主要包括用于供电的电源电路、电压采集模块、温度传感器和处理器，处理器采用单片机用于接收并处理电压采集模块及温度传感器采集的数据，在本实施例中处理器采用C8051系列单片机；电流节点模块与在处理器的使用及电源电路与电压节点一致，其电流采集模块采用康铜电流传感器，并与处理器之间设有运算放大电路。
服务器层用于接受并处理监控层采集、上传的参数，并将处理后的数据进行网络发布。其具体为：监控层设有4G站点终端，监控节点通过RS-485总线将采集参数传送给4G站点终端；4G站点终端将实时采集的参数进行打包通过4G通信模块发送至4G无线网络中；再通过4G网关上发送到Internet公网。
服务器层包括相互独立的web服务器和数据库服务器，web服务器建立有IP站点和网页，监控层通过TCP/IP协议数据传递至IP站点和网页上，因此，用户只需远程登入Internet即可查询相关的实时数据或历史数据信息等。
监控层设有保护控制模块，并保护控制模块发送控制信号至锂电池组的保护电路。其中，保护控制模块包括三个I/O控制口，分别为过充电控制接口、过放电控制接口和过流、短路保护接口；当锂电池组为正常工作状态时，各路的控制接口的信号为高电平信号，出现故障或异常时4G站点终端会通过相关的I/O控制口启动保护电路。
数据库服务器可对监控层的数据信息进行采集、分析，并进行可视化展示，包括柱状图、曲线、列表等形式；并设有历史数据查询机制，用户可通过网络平台自主查询包括电池信息、充放电信息、用户控制信息、故障异常信息等，方便了解电池整个生命周期的工作状态，为电池性能分析研究提供了依据。
本方案利用设置于锂电池组一一对应的监控节点，对锂电池组及单个锂电池的充、放电及运行状态的实时参数进行采集，基于电流节点、电压节点和温度节点对锂电池组的电流、电压和温度的较高精度监测，并利用服务器层的解析和处理，实现对故障报警，及充、放电保护控制；保证储能***安全、稳定的运行。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.一种锂电池储能监控***，其特征在于，包括多个锂电池组、监控层和服务器层，所述监控层和服务器层之间通过TCP/IP协议进行数据交互； 所述监控层设有多个与所述锂电池组一一对应的监控节点，用于直接采集锂电池组的参数，并下达保护控制指令； 所述服务器层用于接受并处理所述监控层采集、上传的参数，并将处理后的数据进行网络发布；所述监控层设有保护控制模块，并所述保护控制模块发送控制信号至锂电池组的保护电路；
所述监控层设有4G站点终端，所述监控节点通过RS-485总线将采集参数传送给所述4G站点终端；
所述监控节点包括电流节点、电压节点和温度节点，每一个所述4G站点终端对应一个所述电流节点，和若干个所述电压节点和温度节点；
所述4G站点终端将实时采集的参数进行打包通过4G通信模块发送至4G无线网络中，再通过4G网关上传至所述服务器层；
所述电压节点及温度节点分别用于监测单个锂电池的电压和温度，所述电流节点串联在所述锂电池组中，均通过RS-485总线与所述4G站点终端进行通信；所述电压节点及温度节点包括用于供电的电源电路、电压采集模块、温度传感器和处理器，所述处理器采用单片机用于接收并处理电压采集模块及温度传感器采集的数据；所述电流节点的电流采集模块采用康铜电流传感器，并与处理器之间设有运算放大电路；所述服务器层包括相互独立的web服务器和数据库服务器，所述web服务器建立有IP站点和网页，所述监控层通过TCP/IP协议数据传递至所述IP站点和网页上；所述数据库服务器对监控层的数据信息进行采集、分析，并进行可视化展示，包括柱状图、曲线、列表的形式；所述保护控制模块包括三个I/O控制口，分别为过充电控制接口、过放电控制接口和过流、短路保护接口。
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