一种储能电源用供电系统的制作方法

1.本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种储能电源用供电系统。


背景技术：

2.储能电源的控制电路的供电可靠性设计是保证储能电源能够稳定可靠运行的重要前提。
3.目前储能电源大部分采用交流侧电网取电用来给电路板等控制单元进行供电，并在交流侧进行冗余设计。此种设计完全依托于交流侧，当电网失电，并网型储能电源控制系统失电，储能电源不能工作，离网型储能电源在机器故障后控制系统失电，储能电源不能工作。
4.因此，现有技术完全依托于交流侧电网为储能电源供电，无法为储能电源的控制系统稳定可靠地供电，导致储能电源的运行稳定性和可靠性差。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供一种储能电源用供电系统。
6.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
7.一种储能电源用供电系统，其包括：交流供电装置、控制切换模块、监测模块、备用供电装置和储能电源；
8.所述交流供电装置经控制切换模块与储能电源连接，其用于为所述储能电源进行供电；
9.所述备用供电装置经控制切换模块与储能电源连接，其用于在所述交流供电装置异常时为所述储能电源进行供电；
10.所述控制切换模块，用于实现交流供电装置和备用供电装置的来回切换；
11.所述监测模块用于实时监测所述交流供电装置的工作状态，并在发现所述交流供电装置异常时发送控制信息至所述控制切换模块，所述控制切换模块基于接收到的控制信息，实现备用供电装置与储能电源的电连接以对储能电源进行供电。
12.优选地，所述备用供电装置为太阳能蓄电池组。
13.优选地，其还包括太阳能充电装置，其与所述太阳能蓄电池组连接，用于为所述太阳能蓄电池组充电。
14.优选地，所述太阳能充电装置包括：与备用供电装置连接的多个光伏充电单元、通信单元和监测单元；
15.各光伏充电单元通过通信单元与监测单元进行信息交互，所述监测单元用于监测各光伏充电单元的运行状态，所述光伏充电单元用于将光能转换成电能后存储至所述备用供电装置中。
16.优选地，所述光伏充电单元包括：太阳能光伏板组和太阳能控制器；所述太阳能光伏板组架设在室外的支架上并朝向阳光照射方向，所述支架后侧固定有电箱，所述太阳能
控制器置于所述电箱内，所述太阳能光伏板组、太阳能控制器、太阳能蓄电池组充电连接，所述太阳能控制器对所述太阳能蓄电池组的充放电过程进行控制并提供过电保护。
17.优选地，所述监测单元包括：数据采集子单元和远程监控中心；
18.其中，所述数据采集子单元用于采集各太阳能光伏板组的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心；所述远程监控中心，用于对接收到运行状态数据进行处理，分析各光伏充电单元的运行状态，并在光伏充电单元工作异常时进行报警。
19.优选地，所述数据采集子单元包括由多个传感器监测节点和一个基站构成的无线传感器网络，所述传感器监测节点用于采集所监测位置的运行状态数据，并将其传输至基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心。
20.优选地，所述传感器监测节点包括：电压传感器、电流传感器、光敏传感器、温度传感器、光伏照度传感器中的一种或者多种。
21.优选地，所述基站设于监测区域的中心位置，各传感器监测节点部署在各光伏供电子系统的监测位置，部署完成后，传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的数据，经压缩后转发至所述远程监控中心；
22.其中，所述传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，具体是：
23.(1)部署完成后，所述基站进行全网广播，各传感器监测节点接收到广播信息后，将携带有自身的信息转发至所述基站，所述信息包括：传感器监测节点的位置信息和自身参数信息；
24.(2)所述基站接收到各传感器监测节点回传的信息后，利用下式计算各传感器监测节点与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值；
[0025][0026]
式中，p(i)为传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值，e
res
(i)为传感器监测节点i当前剩余能量值，e
th
为预设的传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息所需的最小能量阈值，e1(i)表示传感器监测节点i通过单跳方式将携带有自身信息的数据传输至基站所需消耗的能量值，e2(i)表示传感器监测节点i对携带有自身信息的数据进行处理所需消耗的能量值，ε
amp
为多路径衰减模型能量系数，γ为与传输距离有关的耗散系数，d
i,bs
为传感器监测节点i与基站之间的距离；li表示单跳链路的丢包率，α是根据该无线传感器网络的能耗情况而确定的能量影响度因子，作为优选，0.45《α《2。
[0027]
(3)若得到的概率值不小于预设的概率阈值，则该传感器监测节点通过单跳的形式将采集的数据直接传输至所述基站；
[0028]
若得到的概率值小于预设的概率阈值，则通过多跳的形式将采集的数据传输至所述基站。
[0029]
本发明的有益效果为：本发明提供的储能电源用供电系统，通过监测模块实时监测交流供电装置的工作状态，以便于在发现其工作异常时及时通过控制切换模块切换成备用供电装置为储能电源进行供电，从而实现对储能电源的稳定可靠的供电，进而提高储能
电源运行的稳定性和可靠性。
附图说明
[0030]
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0031]
图1是储能电源用供电系统的框架结构图；
[0032]
图2是太阳能充电装置的框架结构图。
[0033]
附图标记：交流供电装置1、控制切换模块2、监测模块3、备用供电装置4、储能电源5、太阳能充电装置6、光伏充电单元61、通信单元62、监测单元63、数据采集子单元631、远程监控中元632。
具体实施方式
[0034]
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0035]
参见图1-2，一种储能电源用供电系统，其包括：交流供电装置1、控制切换模块2、监测模块3、备用供电装置4和储能电源5；
[0036]
所述交流供电装置1经控制切换模块2与储能电源5连接，其用于为所述储能电源5进行供电；
[0037]
所述备用供电装置4经控制切换模块2与储能电源5连接，其用于在所述交流供电装置1异常时为所述储能电源5进行供电；
[0038]
所述控制切换模块2，用于实现交流供电装置和备用供电装置的来回切换；
[0039]
所述监测模块3用于实时监测所述交流供电装置1的工作状态，并在发现所述交流供电装置1异常时发送控制信息至所述控制切换模块2，所述控制切换模块2基于接收到的控制信息，实现备用供电装置4与储能电源5的电连接以对储能电源5进行供电。
[0040]
优选地，所述备用供电装置4为太阳能蓄电池组。
[0041]
优选地，其还包括太阳能充电装置6，其与所述太阳能蓄电池组连接，用于为所述太阳能蓄电池组充电。
[0042]
优选地，所述太阳能充电装置6包括：与备用供电装置4连接的多个光伏充电单元61、通信单元62和监测单元63；
[0043]
各光伏充电单元61通过通信单元62与监测单元63进行信息交互，所述监测单元63用于监测各光伏充电单元61的运行状态，所述光伏充电单元61用于将光能转换成电能后存储至所述备用供电装置4中。
[0044]
优选地，所述光伏充电单元61包括：太阳能光伏板组和太阳能控制器；所述太阳能光伏板组架设在室外的支架上并朝向阳光照射方向，所述支架后侧固定有电箱，所述太阳能控制器置于所述电箱内，所述太阳能光伏板组、太阳能控制器、太阳能蓄电池组充电连接，所述太阳能控制器对所述太阳能蓄电池组的充放电过程进行控制并提供过电保护。
[0045]
优选地，所述监测单元63包括：数据采集子单元631和远程监控中心632；
[0046]
其中，所述数据采集子单元631用于采集各太阳能光伏板组的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心632；所述远程监控中心632，用于对接收到运行状态数据进行
处理，分析各光伏充电单元61的运行状态，并在光伏充电单元61工作异常时进行报警。
[0047]
优选地，所述数据采集子单元631包括由多个传感器监测节点和一个基站构成的无线传感器网络，所述传感器监测节点用于采集所监测位置的运行状态数据，并将其传输至基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心632。
[0048]
优选地，所述传感器监测节点包括：电压传感器、电流传感器、光敏传感器、温度传感器、光伏照度传感器中的一种或者多种。
[0049]
优选地，所述基站设于监测区域的中心位置，各传感器监测节点部署在各光伏供电子系统的监测位置，部署完成后，传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的数据，经压缩后转发至所述远程监控中心；
[0050]
其中，所述传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，具体是：
[0051]
(1)部署完成后，所述基站进行全网广播，各传感器监测节点接收到广播信息后，将携带有自身的信息转发至所述基站，所述信息包括：传感器监测节点的位置信息和自身参数信息；
[0052]
(2)所述基站接收到各传感器监测节点回传的信息后，利用下式计算各传感器监测节点与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值；
[0053][0054]
式中，p(i)为传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值，e
res
(i)为传感器监测节点i当前剩余能量值，e
th
为预设的传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息所需的最小能量阈值，e1(i)表示传感器监测节点i通过单跳方式将携带有自身信息的数据传输至基站所需消耗的能量值，e2(i)表示传感器监测节点i对携带有自身信息的数据进行处理所需消耗的能量值，ε
amp
为多路径衰减模型能量系数，γ为与传输距离有关的耗散系数，d
i,bs
为传感器监测节点i与基站之间的距离；li表示单跳链路的丢包率，α是根据该无线传感器网络的能耗情况而确定的能量影响度因子，作为优选，0.45《α《2。
[0055]
有益效果：采用如上公式计算各传感器监测节点与基站进行单跳形式传输信息的概率值，从而筛选出能够与基站进行单跳形式传输信息的传感器监测节点，其中，在计算各传感器监测节点与基站进行单跳形式传输信息的概率值时，考虑了传感器监测节点的能量、距离、多路径衰减模型能量系数等的影响，从而能够较为准确地选择出能够与基站进行单跳数据传输的传感器监测节点，降低了传感器监测节点在信息转发过程中造成的能耗，达到了均衡整个无线传感器网络能量的目的。
[0056]
(3)若得到的概率值不小于预设的概率阈值，则该传感器监测节点通过单跳的形式将采集的数据直接传输至所述基站；
[0057]
若得到的概率值小于预设的概率阈值，则通过多跳的形式将采集的数据传输至所述基站。
[0058]
优选地，若得到的概率值小于预设的概率阈值，则通过多跳的形式将采集的数据传输至所述基站，具体是：
[0059]
以传感器节点j为例进行说明，利用下式计算传感器节点j与其他传感器节点之间的隶属度值，从中选择隶属度值最大的作为多跳的转发节点，将传感器节点采集的数据经该转发节点转发至基站。
[0060][0061]
式中，cov(j,k)为传感器节点j与传感器节点k之间的隶属度值，ld表示多跳链路的丢包率，e
res
(j)为传感器节点j当前剩余能量值，α是根据该无线传感器网络的能耗情况而确定的能量影响度因子，作为优选，0.45《α《2，e3表示传感器节点j经传感器节点k将单位数据传输至基站所需消耗的能量值，e4表示传感器节点k将接收到来自传感器节点j的单位数据经与其自身采集的单位数据进行融合所需消耗的能量值，h为经传感器节点k融合后的数据的长度，ε
fs
为功率放大倍数，d(j,k)为传感器节点j与传感器节点k之间的距离，d(k,bs)为传感器节点k与基站之间的距离。
[0062]
有益效果；采用如上方式确定多跳链路中的转发节点，不仅考虑了作为转发节点的剩余能量值的影响，还考虑传感器节点j将数据经转发节点转发至基站时距离的影响以及多跳链路的丢包率，从而能够选择出最合适的转发节点，达到兼顾能量、距离、数据真实度多方面影响，均衡了整个无线传感器网络的能量，延长该无线传感器网络的寿命。
[0063]
本发明的有益效果为：本发明提供的储能电源用供电系统，通过监测模块实时监测交流供电装置的工作状态，以便于在发现其工作异常时及时通过控制切换模块切换成备用供电装置为储能电源进行供电，从而实现对储能电源的稳定可靠的供电，进而提高储能电源运行的稳定性和可靠性。
[0064]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种储能电源用供电系统，其特征是，包括：交流供电装置、控制切换模块、监测模块、备用供电装置和储能电源；所述交流供电装置经控制切换模块与储能电源连接，其用于为所述储能电源进行供电；所述备用供电装置经控制切换模块与储能电源连接，其用于在所述交流供电装置异常时为所述储能电源进行供电；所述控制切换模块，用于实现交流供电装置和备用供电装置的来回切换；所述监测模块用于实时监测所述交流供电装置的工作状态，并在发现所述交流供电装置异常时发送控制信息至所述控制切换模块，所述控制切换模块基于接收到的控制信息，实现备用供电装置与储能电源的电连接以对储能电源进行供电。2.根据权利要求1所述的储能电源用供电系统，其特征是，所述备用供电装置为太阳能蓄电池组。3.根据权利要求2所述的储能电源用供电装置，其特征是，还包括太阳能充电装置，其与所述太阳能蓄电池组连接，用于为所述太阳能蓄电池组充电。4.根据权利要求3所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述太阳能充电装置包括：与备用供电装置连接的多个光伏充电单元、通信单元和监测单元；各光伏充电单元通过通信单元与监测单元进行信息交互，所述监测单元用于监测各光伏充电单元的运行状态，所述光伏充电单元用于将光能转换成电能后存储至所述备用供电装置中。5.根据权利要求4所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述光伏充电单元包括：太阳能光伏板组和太阳能控制器；所述太阳能光伏板组架设在室外的支架上并朝向阳光照射方向，所述支架后侧固定有电箱，所述太阳能控制器置于所述电箱内，所述太阳能光伏板组、太阳能控制器、太阳能蓄电池组充电连接，所述太阳能控制器对所述太阳能蓄电池组的充放电过程进行控制并提供过电保护。6.根据权利要求5所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述监测单元包括：数据采集子单元和远程监控中心；其中，所述数据采集子单元用于采集各太阳能光伏板组的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心；所述远程监控中心，用于对接收到运行状态数据进行处理，分析各光伏充电单元的运行状态，并在光伏充电单元工作异常时进行报警。7.根据权利要求6所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述数据采集子单元包括由多个传感器监测节点和一个基站构成的无线传感器网络，所述传感器监测节点用于采集所监测位置的运行状态数据，并将其传输至基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的运行状态数据，并将其传输至所述远程监控中心。8.根据权利要求7所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述传感器监测节点包括：电压传感器、电流传感器、光敏传感器、温度传感器、光伏照度传感器中的一种或者多种。9.根据权利要求7所述的储能电源用供电装置，其特征是，所述基站设于监测区域的中心位置，各传感器监测节点部署在各光伏供电子系统的监测位置，部署完成后，传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，所述基站汇聚各传感器监测节点采集的数据，经压缩后转发至所述远程监控中心；
其中，所述传感器监测节点选择以单跳或者多跳的方式将采集的数据传输至所述基站，具体是：(1)部署完成后，所述基站进行全网广播，各传感器监测节点接收到广播信息后，将携带有自身的信息转发至所述基站，所述信息包括：传感器监测节点的位置信息和自身参数信息；(2)所述基站接收到各传感器监测节点回传的信息后，利用下式计算各传感器监测节点与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值；式中，p(i)为传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息的概率值，e
res
(i)为传感器监测节点i当前剩余能量值，e
th
为预设的传感器监测节点i与所述基站进行单跳形式传输信息所需的最小能量阈值，e1(i)表示传感器监测节点i通过单跳方式将携带有自身信息的数据传输至基站所需消耗的能量值，e2(i)表示传感器监测节点i对携带有自身信息的数据进行处理所需消耗的能量值，ε
amp
为多路径衰减模型能量系数，γ为与传输距离有关的耗散系数，d
i,bs
为传感器监测节点i与基站之间的距离；l
i
表示单跳链路的丢包率，α是根据该无线传感器网络的能耗情况而确定的能量影响度因子；(3)若得到的概率值不小于预设的概率阈值，则该传感器监测节点通过单跳的形式将采集的数据直接传输至所述基站；若得到的概率值小于预设的概率阈值，则通过多跳的形式将采集的数据传输至所述基站。

技术总结
本发明提供一种储能电源用供电系统，其包括：交流供电装置、控制切换模块、监测模块、备用供电装置和储能电源。本发明提供的储能电源用供电系统，通过监测模块实时监测交流供电装置的工作状态，以便于在发现其工作异常时及时通过控制切换模块切换成备用供电装置为储能电源进行供电，从而实现对储能电源的稳定可靠的供电，进而提高储能电源运行的稳定性和可靠性。性。性。


技术研发人员：徐明宇 李兵兵 山丹丹 厉梦飞 李科宇
受保护的技术使用者：济南宇正电子科技有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/11