本發(fā)明涉及一種新能源儲(chǔ)能裝置，尤其為一種基于塑料光纖通訊的新能源智能儲(chǔ)能裝置。

背景技術(shù)：

地球可再生能源如何被充分有效利用已成為世人共識(shí)，產(chǎn)業(yè)化、大規(guī)模的光伏電場(chǎng)和風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)成為未來能源結(jié)構(gòu)中不可或缺的成員之一。

儲(chǔ)能裝置是分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)中的組成部分之一，蓄電池是最常用的儲(chǔ)能裝置。在分布式新能源發(fā)電體系中，光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電均會(huì)受到季節(jié)、氣候、時(shí)段、環(huán)境等因素影響，轉(zhuǎn)換成電能難免會(huì)間隙或不穩(wěn)定，僅通過蓄電池容量在線檢測(cè)單一技術(shù)手段，難以實(shí)時(shí)地反映新能源發(fā)電用電系統(tǒng)中儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行狀態(tài)，難以及時(shí)做出合適的維護(hù)措施和養(yǎng)護(hù)策略，這些因素都直接影響到儲(chǔ)能裝置的使用壽命以及分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的總體效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種適用于新能源發(fā)電系統(tǒng)的智能化儲(chǔ)能裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于塑料光纖通訊的新能源智能化儲(chǔ)能裝置，其特征在于：構(gòu)成包括有儲(chǔ)能單元、塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊，塑料光纖網(wǎng)絡(luò)以及智能管理單元，所述儲(chǔ)能單元由若干蓄電池構(gòu)成，若干蓄電池劃分為M組，每組有n個(gè)蓄電池，同一組n個(gè)蓄電池的輸電線串聯(lián)，M組蓄電池的輸電線并聯(lián)后引出，在每一個(gè)蓄電池輸電線處均設(shè)置有塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊，在儲(chǔ)能單元輸電線引出端也設(shè)置有塑料光纖雙向電能計(jì)量模塊，塑料光纖網(wǎng)絡(luò)與所有塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊連接并實(shí)現(xiàn)通訊，同時(shí)塑料光纖網(wǎng)絡(luò)也與智能管理單元連接并實(shí)現(xiàn)通訊。

在上述技術(shù)方案中，所述塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊中包括有溫濕度傳感器、電流傳感器、電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路、主控單元電路、光收發(fā)器以及電源電路，每一個(gè)蓄電池設(shè)置一個(gè)塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊，該模塊中的電流傳感器串接于負(fù)極端子與蓄電池負(fù)極之間，電流傳感器輸出信號(hào)端接入電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量模塊電路，電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路的電壓信號(hào)采集端跨接于蓄電池正極與負(fù)極之間，電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路對(duì)蓄電池的電壓、電流、功率和電能量進(jìn)行信號(hào)采集，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以備主控單元電路查詢，主控單元電路外接溫濕度傳感器和光收發(fā)器，主控單元電路將溫濕度傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連同從電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路中調(diào)取到的蓄電池各項(xiàng)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，再通過光收發(fā)器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)入塑料光纖網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊通過塑料光纖串聯(lián)或并聯(lián)組網(wǎng)通信、上傳匯總至智能管理單元，電源電路將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換為可供各功能器件和模塊工作的電壓。

在上述技術(shù)方案中，所述儲(chǔ)能裝置智能管理單元中設(shè)置有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊，該數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊通過塑料光纖、或無線、或電力線載波、或總線485、或互聯(lián)網(wǎng)、或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與主站實(shí)現(xiàn)通訊。

本發(fā)明的積極效果有：

1、本發(fā)明裝置有效地獲取了每一個(gè)蓄電池的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)，通過對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)和環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)的匯總處理，能客觀地反映整個(gè)儲(chǔ)能裝置甚至每一個(gè)蓄電池的溫度、濕度、工況。結(jié)合傳統(tǒng)的蓄電池容量在線檢測(cè)手段，全面提升了大型儲(chǔ)能裝置的管理水平和管理效率。

2、本發(fā)明將儲(chǔ)能裝置的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)和每一個(gè)蓄電池的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)通過塑料光纖通訊網(wǎng)絡(luò)傳至裝置智能管理單元，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理，并呈現(xiàn)在儲(chǔ)能裝置管理單元的顯示操控屏上，這為儲(chǔ)能裝置運(yùn)維人員提供了一個(gè)友好工作界面。

3、本發(fā)明還可以通過多種通訊手段，將儲(chǔ)能裝置的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)和每一個(gè)蓄電池的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)通過塑料光纖通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到主站，以滿足新能源微電網(wǎng)管理對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需要。

4、本發(fā)明儲(chǔ)能裝置的使用壽命延長(zhǎng)，可維護(hù)性增強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明新能源智能化儲(chǔ)能裝置構(gòu)成示意圖。

圖2是本發(fā)明塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊的功能框圖。

以上附圖中，1是儲(chǔ)能單元，2是智能管理單元，11是塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊，12是塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊，13是蓄電池，14是輸電線，15是塑料光纖網(wǎng)線，20是蓄電池，21是正極端子，22是負(fù)極端子，23是電流傳感器，24是電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路，25是主控單元電路，26是光收發(fā)器，27是塑料光纖，28是電源電路，29是溫濕度傳感器。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

本實(shí)施例智能化儲(chǔ)能裝置組成框圖如附圖1所示。

儲(chǔ)能單元1的能量網(wǎng)絡(luò)由M組蓄電池13構(gòu)成，每組又由n個(gè)蓄電池構(gòu)成，同一組n個(gè)蓄電池由輸電線14串聯(lián)，M組蓄電池之間由輸電線14并聯(lián)引出，在每一個(gè)蓄電池輸電線處均跨接有塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊12，在儲(chǔ)能單元輸電線引出端也設(shè)置有塑料光纖雙向電能計(jì)量模塊11，塑料光纖網(wǎng)絡(luò)線15與所有塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊11、12連接，同時(shí)也與儲(chǔ)能管理單元2連接并實(shí)現(xiàn)通訊。

本實(shí)施例給出的塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊功能框圖如附圖2所示。

本實(shí)施例模塊中的電流傳感器23串接于負(fù)極端子22與蓄電池負(fù)極之間，電流傳感器23輸出信號(hào)端接入電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路24，電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路24的電壓信號(hào)采集端跨接于蓄電池正極與負(fù)極之間，電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路24對(duì)蓄電池20的電壓、電流、功率和電能量進(jìn)行信號(hào)采集，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以備主控單元電路25查詢，主控單元電路25外接溫濕度傳感器29和光收發(fā)器26，主控單元電路25將溫濕度傳感器29的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連同從電壓電流信號(hào)采樣及計(jì)量電路24中調(diào)取到的蓄電池20各項(xiàng)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，再通過光收發(fā)器26轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)入塑料光纖27網(wǎng)絡(luò)，電源電路將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換為可供各功能器件和模塊的工作電壓。電壓電流采樣及計(jì)量電路24可實(shí)現(xiàn)雙向電能計(jì)量功能，即表示蓄電池20的充電和放電能量，主控單元電路25可以通過采集到的蓄電池充放電參數(shù)來判斷蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)以及壽命預(yù)估，溫度傳感器可以對(duì)蓄電池的運(yùn)行溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均通過塑料光纖通信。

本實(shí)施例中，每一個(gè)蓄電池均設(shè)置一個(gè)塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊12，所有塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊再以串聯(lián)或并聯(lián)方式經(jīng)塑料光纖網(wǎng)絡(luò)，將每一個(gè)蓄電池的工況數(shù)據(jù)以及蓄電池附近的溫濕度數(shù)據(jù)上傳至智能管理單元。

本實(shí)施例中，塑料光纖雙向電能計(jì)量通訊模塊11能對(duì)儲(chǔ)能單元1總的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、模數(shù)變換、存貯、處理分析并經(jīng)塑料光纖網(wǎng)絡(luò)上傳到智能管理單元。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能裝置的遠(yuǎn)程運(yùn)維管理，在智能管理單元中設(shè)置有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊，該數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊可以通過塑料光纖、或無線、或電力線載波、或總線485、或互聯(lián)網(wǎng)、或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與主站實(shí)現(xiàn)通訊。

本實(shí)施例智能管理單元能對(duì)每一個(gè)蓄電池的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)以及儲(chǔ)能單元的雙向電能計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、判斷、分析，并以時(shí)間為軸，形象化展現(xiàn)充電曲線、放電曲線、損耗曲線，還能記錄存貯每一個(gè)蓄電池的實(shí)時(shí)充電參數(shù)、放電參數(shù)和損耗參數(shù)。

智能管理單元中的遠(yuǎn)傳模塊為本實(shí)施例遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理提供了接口。