CN111009107A - 基于Zigbee通信的分布式储能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于Zigbee通信的分布式储能控制系统及基于Zigbee通信的分布式储能控制方法，分布式储能控制系统包括：第一控制单元、第一Zigbee透传单元、至少两个第二Zigbee透传单元、至少两个第二控制单元、至少两个第三Zigbee透传单元、至少两个电力执行单元及至少两个电能存储单元；第一控制单元根据负载的电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，当判定电力执行单元满足充放电条件时，则将电力启动指令通过Zigbee传输以及转换后得到电力控制指令；然后将电力控制指令输出至对应的电力执行单元，以控制电力执行单元进行充电或者放电；本实施例通过Zigbee实现指令无线传输，分布式通信部署较易。

Description

基于Zigbee通信的分布式储能控制系统及控制方法

技术领域

本申请属于通信控制技术领域，尤其涉及一种基于Zigbee通信的分布式储能控制系统及基于Zigbee通信的分布式储能控制方法。

背景技术

随着电力通信技术的快速发展，电能分布式控制系统逐渐在现代工业社会中得到了普遍的应用，通过对于多个电力设备进行分布式集中控制，以协调了多个电力设备的充放电状态，然后结合多个电力设备能够实现并行的电能输入输出功能，进而通过对于电能进行分布式集中控制后，实现了大容量的电能输入输出功能；那么电能分布式控制系统对于保障工业用电安全性起到了极为关键的作用。

传统技术在对于多个电力设备进行分布式控制过程中，通过有线传输介质来实现电力数据的传输功能，这种有线的分布式通信形式不但会极大地提高电力数据的传输成本和分布式控制成本，给技术人员的分布式控制过程带来极大的不便；而且在一些大型电能分布式控制系统，其往往包含多个电力设备，那么将大型电能分布式控制系统在现场环境进行部署的过程中，分布式通信布线将会受到现场环境的限制，甚至会导致减损电力数据的分布式通信质量。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于Zigbee通信的分布式储能控制系统及基于Zigbee通信的分布式储能控制方法，旨在解决传统的技术方案中分布式控制过程中的通信布线难度较大，增大了分布式储能控制的成本，导致控制系统中数据的通信质量不佳的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种基于Zigbee通信的分布式储能控制系统，所述分布式储能控制系统包括：

第一控制单元、第一Zigbee透传单元、至少两个第二Zigbee透传单元、至少两个第二控制单元、至少两个第三Zigbee透传单元、至少两个电力执行单元以及至少两个电能存储单元；

其中，所述第一控制单元通过所述第一Zigbee透传单元与至少两个所述第二Zigbee透传单元连接，至少两个所述第二Zigbee透传单元与至少两个所述第二控制单元一一对应连接，至少两个所述第二控制单元与至少两个所述第三Zigbee透传单元一一对应连接，至少两个所述第三Zigbee透传单元与至少两个所述电力执行单元一一对应连接，至少两个所述电力执行单元与至少两个所述电能存储单元一一对应连接；

所述第一控制单元用于接收负载的电表数据，并根据所述电表数据判断每个所述电力执行单元是否满足充放电条件，当判定所述电力执行单元满足充放电条件时，则生成电力启动指令，并且将与满足充放电条件的电力执行单元对应设置的第二Zigbee透传单元进行标记；

所述第一Zigbee透传单元用于将所述电力启动指令通过Zigbee分别传输至被标记的所述第二Zigbee透传单元；

所述第二Zigbee透传单元用于将所述电力启动指令通过Zigbee输出至对应的所述第二控制单元；

所述第二控制单元用于根据所述电力启动指令生成电力控制指令；

所述第三Zigbee透传单元用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元；

所述电力执行单元用于根据所述电力控制指令对对应的所述电能存储单元进行充电或者放电。

在其中的一个实施例中，所述分布式储能控制系统还包括：

主电表单元，与所述第一控制单元连接，所述主电表单元用于采集所述负载的用电参数，并生成所述电表数据。

在其中的一个实施例中，所述分布式储能控制系统还包括：

电力载波单元，连接于所述第一控制单元与所述主电表单元之间，所述电力载波单元用于将所述电表数据通过电力载波通讯输出至所述第一控制单元。

在其中的一个实施例中，每个所述电力执行单元包括储能双向变流器。

在其中的一个实施例中，所述第一控制单元通过4G与云端连接，每个所述第二控制单元还用于采集对应的所述电力执行单元的运行数据；

所述第一控制单元还用于将每个电力执行单元的运行数据通过所述4G上传至所述云端。

在其中的一个实施例中，还包括：微网能量管理单元，所述微网能量管理单元通过网线与所述第一控制单元连接；

所述第一控制单元还用于对所述微网能量管理单元输出的电力调度指令进行解读，以生成电力执行指令；

所述第一Zigbee透传单元还用于将所述电力执行指令通过Zigbee分别传输至每个所述第二Zigbee透传单元；

每个所述第二Zigbee透传单元还用于将所述电力执行指令通过Zigbee输出至对应的所述第二控制单元；

所述第二控制单元用于根据所述电力执行指令生成启动控制指令；

所述第三Zigbee透传单元用于将所述启动控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元；

所述电力执行单元用于根据所述启动控制指令对对应的所述电能存储单元进行充电或者放电。

在其中的一个实施例中，每个第三Zigbee透传单元均包括：主Zigbee透传器和从Zigbee透传器，所述主Zigbee透传器接对应的第二控制单元，所述主Zigbee透传器接所述从Zigbee透传器，所述从Zigbee透传器接对应的电力执行单元；

所述主Zigbee透传器用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至所述从Zigbee透传器；

所述从Zigbee透传器用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元。

本申请实施例的第二方面提供了一种基于Zigbee通信的分布式储能控制方法，所述分布式储能控制方法包括：

接收负载的电表数据，并根据所述电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，当判定满足充放电条件时，则生成电力启动指令；

将所述电力启动信号通过Zigbee进行传输，并根据Zigbee传输后的电力启动信号生成电力控制指令；

将所述电力控制指令通过Zigbee进行传输，并所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电。

在其中的一个实施例中，根据所述电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，具体为：

根据所述电表数据与所述电力执行单元的充放电上限数据之间的差值判断所述电力执行单元是否满足充放电条件；

若所述电表数据小于所述电力执行单元的充放电上限数据，则判定所述电力执行单元满足所述充放电条件。

在其中的一个实施例中，在所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电之前，所述分布式储能控制方法还包括：

采集所述电力执行单元的物理数据，并根据所述物理数据判断所述电力执行单元是否处于故障状态；

若判定所述电力执行单元不处于故障状态，则所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电。

上述的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统采用Zigbee通信方式，结合第一控制单元和多个第二控制单元构件双层通信架构，第一控制单元实时根据负载的电表数据分别识别出每个电力执行单元是否满足充放电条件，当电力执行单元满足充放电条件时，第一控制单元通过Zigbee通信将电力启动指令输出至第二控制单元，再由第二控制单元通过Zigbee通信下发指令给电力执行单元，从而电力执行单元对电能存储单元启动充放电过程；本实施例中的分布式储能控制系统通过Zigbee通信来实现无线数据传输，即保障了数据传输过程的效率和精确性，有利于降低分布式充放电控制的通信成本，又简化了分布式机制过程的通信布线结构，采用Zigbee通信实现通信指令的无线传输功能可突破一些特殊的现场环境限制，适用范围极广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统的另一种结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统的另一种结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的第三Zigbee透传单元的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制方法的实现流程图；

图7为图6所示出的基于Zigbee通信的分布式储能控制方法S601的具体实现流程图；

图8为本申请一实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制方法的另一种实现流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要首先说明的是，ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据国际标准的规定，ZigBee通信是一种短距离、低功耗的无线通信，通过ZigBee通信能够实现低功耗、低成本的无线通信功能；并且ZigBee通信能够支持各种频段的无线数据交互，比如通过ZigBee通信能够在空气中支持20kb/s或者40kb/s的数据传输速率，并且基于信道传输和兼容性等方面的升级，不同本的ZigBee通信相继被提出，例如，ZigBee V1.0、ZigBeeV1.1等，本文中的“Zigbee”泛指各种版本的ZigBee通信方式。

其中相比于其它类型的无线通信方式，比如WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)等，ZigBee通信具有特定的数据传输速率和数据传输容量，因此ZigBee通信具有信号传输功耗低、数据传输可靠、网络容量大、兼容性和安全性较高、时延短等优点；基于此，本申请实施例在分布式储能控制系统中采用ZigBee通信方式，实现了数据的高效、无线传输功能。

请参阅图1，本申请实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制系统10的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述分布式储能控制系统10包括：第一控制单元101、第一Zigbee透传单元102、至少两个第二Zigbee透传单元(图1采用1031、…、103N表示，其中N为大于1的整数)、至少两个第二控制单元(图1采用1041、…、104N表示)、至少两个第三Zigbee透传单元(图1采用1051、…、105N表示)、至少两个电力执行单元(图1采用1061、…、106N表示)以及至少两个电能存储单元(图1采用1071、…、107N表示)。

其中，第一控制单元101通过第一Zigbee透传单元102与至少两个第二Zigbee透传单元连接，至少两个第二Zigbee透传单元与至少两个第二控制单元一一对应连接，至少两个第二控制单元与至少两个第三Zigbee透传单元一一对应连接，至少两个第三Zigbee透传单元与至少两个电力执行单元一一对应连接，至少两个电力执行单元与至少两个电能存储单元一一对应连接；因此本实施例中的分布式储能控制系统10的内部电路模块具有较高的通信兼容性和稳定性。

具体的，电能存储单元具有电能存储的功能，比如电能存储单元包括电池，通过控制电力执行单元对于电能存储单元进行充电或者放电；示例性的，电力执行单元与负载接在同一变压器下，电能存储单元用于对负载进行供电，进而结合一个或者多个电能存储单元存储的特定幅值电能，以向负载提供更加稳定、兼容的电能，极大地保障了负载的供电安全性和控制灵活性。

其中，第一Zigbee透传单元102、第二Zigbee透传单元以及第三Zigbee透传单元均具有Zigbee通信的功能，可实现数据的Zigbee传输，保障了数据的稳定无线传输效率和传输精度。

第一控制单元101用于接收负载的电表数据，并根据电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，当判定电力执行单元满足充放电条件时，则生成电力启动指令，并且将与满足充放电条件的电力执行单元对应设置的第二Zigbee透传单元进行标记。

其中，第一控制单元101具有逻辑运算和数据处理功能，电表数据代表负载的供电需求信息，因此第一控制单元101根据电表数据能够判断出电力执行单元是否符合负载的安全供电需求；当电力执行单元符合负载的安全充放放电条件时，则输出电力启动指令，通过该电力启动指令能够驱动对应的电力执行单元进行充电或者放电；为了便于对于多个电力执行单元实现精确、单独的充放电控制，则预先对于满足充放电条件的电力执行单元耦接的第二Zigbee透传单元设置进行标记，以便于对于第二Zigbee透传单元进行自适应、精确控制；示例性的，如图1所示，若电力执行单元1061满足充放电条件，则对第二Zigbee透传单元1031进行标记，进而实现对于第二Zigbee透传单元1031的实时通信控制，并且保障了电力执行单元1061的充放电精度；因此本实施例预先对于每个电能存储单元进行充放电条件判断，按照负载的实际供电需求，挑选出一个或者多个符合充放电条件的电力执行单元进行充放电操作，一个或者多个电能存储单元进行安全的电能输入输出，以匹配负载的实际供电需求，进一步保障了分布式储能控制步骤的安全性和稳定性。

示例性的，电表数据包括负载的供电功率，则第一控制单元101根据每个电力执行单元的最大输出功率与负载的供电功率之间的差值，以判断出电力执行单元是否满足充放电条件，以对于每个电力执行单元的充放电过程进行安全的控制。

第一Zigbee透传单元102用于将电力启动指令通过Zigbee分别传输至被标记的第二Zigbee透传单元。

其中第一Zigbee透传单元102与多个第二Zigbee透传单元进行“一对多”连接，进而通过第一Zigbee透传单元102与每个第二Zigbee透传单元进行Zigbee数据交互，进而通过Zigbee传输后的电力启动指令可驱动实现高效的充放电控制功能，提高了分布式储能控制系统10的充放电控制精度和效率；进而第一Zigbee透传单元102将电力启动指令通过Zigbee通信方式输出至对应的第二Zigbee透传单元，通过第一Zigbee透传单元102能够与第二Zigbee透传单元之间建立精确的通信控制，那么基于Zigbee通信能够实现高精度的分布式控制，以满足技术人员实际的充放电控制需求。

第二Zigbee透传单元用于将电力启动指令通过Zigbee输出至对应的第二控制单元。

其中第二Zigbee透传单元与对应的第二控制单元之间能够进行Zigbee数据的交互，以提高充放电控制的速率和精度，以使得第二控制单元能够快速地接收到电力控制信息，实现了精确的分布式储能控制功能；因此本实施例中的第一控制单元101与每个第二控制单元之间能够进行Zigbee双线数据传输，第一控制单元101能够将指令以Zigbee通信方式输出至对应的第二控制单元，并操控第二控制单元的电路控制功能，那么分布式储能控制系统10采用一对多的两层控制架构方式，保障了分布式储能控制的效率和精度，而且避免了两层控制架构中的指令传输时延和控制误差

第二控制单元用于根据电力启动指令生成电力控制指令.

其中第二控制单元具有信号转换功能`,当第二控制单元通过Zigbee接收到电力启动指令时,第二控制单元能够对于电力启动指令进行解析,以得到电力驱动信息,通过第二控制单元生成的电力控制指令能够操控充放电控制功能；因此通过第二控制单元进行快速的信号转换,提高了分布式储能控制系统10的充放电控制效率和精确性,进而分布式储能控制系统10能够适用于不同的通信环境中,对于指令进行信号转换后，实现充放电控制。

第三Zigbee透传单元用于将电力控制指令通过Zigbee输出至对应的电力执行单元。

通过第三Zigbee透传单元能够实现第二控制单元与电力执行单元之间的Zigbee数据传输，并且通过对于电力控制指令进行Zigbee通信后可起到防止电磁干扰的作用；电力执行单元能够快速地接收到电力控制指令，通过Zigbee传输后的电力控制指令可实时驱动电力执行单元执行电路动作，保障了分布式储能系统10的充放电控制效率和精确度。

电力执行单元用于根据电力控制指令对对应的电能存储单元进行充电或者放电。

可选的，电力执行单元根据电力控制指令按照预设的充电功率对对应的电能存储单元进行充电，或者根据电力控制指令按照预设的放电功率对对应的电能存储单元进行放电；因此本实施例通过Zigbee传输后的电力控制指令能够实时改变电力执行单元的充放电过程。

其中电力执行单元能够控制对应的电力执行单元的充电支路和放电支路，以使得电力执行单元能够实现兼容的充电或者放电；并且当电力执行单元进行充电或者放电的过程中，电能存储单元的内部存储电能将会发生自适应变化，那么电能存储电源存储的电能可实时满足负载的供电需求；示例性的，每个电能存储单元均与外界电网连接，通过电力执行单元对于电能存储单元进行充电或者放电，那么一个或者多个电力存储单元通过电网能够向负载传输电能，以实时保障负载供电的稳定性；因此当电力执行单元的充放电状态符合负载的供电需求时，则第一控制单元101对于指令进行Zigbee传输以及信号转换后，可直接驱动电能存储单元进行充电或者放电，通过电能存储单元存储的电能能够对负载进行安全的上电，在保障电力执行单元自身电能安全性的基础之上，实现了负载安全上电的供电，进而完成了对于多个电力执行单元的分布式储能控制过程，控制的灵活性较高。

在图1示出分布式储能控制系统10的结构示意中，利用第一控制单元101进行集中充放电控制，以负载的电表数据作为参考标准，判断出每个电力执行单元是否符合安全充放电条件，进而选择出一个或者多个电力执行单元进行安全的充放电操作，以满足负载的供电需求；结合第一控制单元101与多个第二控制单元之间的双层控制架构，实现对于多个电力执行单元的高效分布式储能控制，提高了分布式储能控制的灵活性和高效性；并且本实施例通过Zigbee实现指令的无线传输，无需采用有线形式的布局结构，不但简化了电路模块之间的通信部署难度，降低了分布式储能控制的成本和信号交互的成本，而且通过Zigbee传输的指令保留了完整的电路控制信息，实现了对于多个电力执行单元的精确、高效充放电控制；因此分布式储能控制系统10对于数据进行Zigbee通信方式，简化了控制架构内部的布线结构，可适用于各种类型的现场环境中，有效地解决了传统技术中分布式控制过程中需要采用复杂的通信布线结构，增大了充放电控制过程中的通信成本，并且数据在传输过程中容易受到外界噪声的干扰，导致数据丢失，降低了分布式储能控制的精度，难以普遍适用的问题。

作为一种可选的实施方式，图2示出了本实施例提供的分布式储能控制系统10的另一种结构示意，相比于图1中分布式储能控制系统10的结构示意，图2中的分布式储能控制系统10还包括：主电表单元108，主电表单元108与第一控制单元101连接，主电表单元108用于采集负载的用电参数，并生成电表数据。

可选的，负载为本领域中的各种用电设备，比如照明设备等；主电表单元108与负载在同一变压器下，主电表单元108采集变压器的三相电数据，以获取负载的用电参数；因此主电表单元108能够检测负载的额定充放电信息，进而实现对于负载的安全供电，分布式储能控制系统10具有较高的充放电控制兼容性。

示例性的，用电参数包括：负载的额定用电功率、额定电压以及额定电流；因此本实施例通过主电表单元108能够采集负载的全方位电力信息，以获取负载的实际用电需求；可选的，通过主电表单元108对于用电参数进行初步的刷选后，主电表单元108输出的电表数据可作为负载的实际用电需求的参考标准，第一控制单元101根据电表数据识别出每个电力执行单元的实际充放电安全性能，进而对于每个电力执行单元进行安全的充放电控制，进一步保障了分布式储能控制系统10的充电过程和放电过程的安全性。

作为一种可选的实施方式，图3示出了本实施例提供的分布式储能控制系统10的另一种结构示意，相比于图2中分布式储能控制系统10的结构示意，图3中的分布式储能控制系统10还包括：电力载波单元109，电力载波单元109连接于第一控制单元101与主电表单元108之间，电力载波单元109用于将电表数据通过电力载波通讯输出至第一控制单元101。

其中电力载波单元109能够对于电表数据实现电力载波的传输方式，保障电表数据的传输可靠性；电力载波通讯方式具体为：以电力线作为传输介质，通过载波的方式将数据进行高速传输；因此电力载波通过电力线可实现信号的兼容传输，传输的步骤较为简便，速率较快，并且利用电力线对于电表数据进行实时传输，可防止外界噪声对于数据传输造成干扰，第一控制单元101可接收到高精度的电表数据，进而基于负载的电力信息判断出每个电力存储单元的充放电安全性，以选择出一个或者多个电力执行单元执行自适应充放电步骤；那么第一控制单元101对于每个电力执行单元的充放电安全性的判断结果具有更高的科学性和精确性；从而第一控制单元101能够更加精确地获取负载的实际用电需求信息，保障了分布式储能控制系统10的内部数据交互兼容性和可靠性。

在其中的一个实施例中，每个电力执行单元包括储能双向变流器。

其中储能双向变流器(Power Conversion System，PCS)连接于外界电力系统与对应的电能存储单元之间，储能双向变流器根据Zigbee传输后的电力控制指令实现电能双向传输，以对电能存储单元执行充电步骤或者放电步骤；示例性的，储能双向变流器有直流侧和交流侧，直流侧连接电能存储单元，交流侧连接电网，储能双向变流器还能够实现交直流的变换，可适用于各种电力系统中对于电能存储单元进行充放电，极大地保障了本实施例中分布式储能控制步骤的灵活性和高效性，确保了电能存储单元的电能安全性和可靠性，分布式储能控制系统10具有较高的电路模块结构的兼容性和可操控性。

作为一种可选的实施方式，第一控制单元101通过4G与云端连接；第一控制单元101与云端进行4G通信，其中4G通信具有较高的信号传输效率和信号传输稳定性，进而第一控制单元101与云端之间实现远距离、实时通信；云端具有大容量数据存储功能，可便于用户实时获取相应的数据，因此本实施例通过云端能够实时存储分布式储能控制过程中的数据信息。

每个第二控制单元还用于采集对应的电力执行单元的运行数据。

可选的，当电力执行单元对于对应的电能存储单元进行充电控制或者放电控制时，第二控制单元通过第三Zigbee透传单元实时获取对应的电力执行单元的运行信息；比如，运行数据包含：电力执行单元的充电数据、放电数据以及运行时间数据；示例性的，电力执行单元的充电数据包括：充电电压和/或充电电流，电力执行单元对对应的电能存储单元按照充电电压和/或充电电流进行充电；电力执行单元的放电数据包括：放电电压和/或放电电流，电力执行单元对对应的电能存储单元按照放电电压和/或放电电流进行放电；因此本实施例中的每个第二控制单元能够实时地获取对应电力执行单元的运行数据，该运行数据包含电力执行单元的电能特性信息和物理结构特性信息，以对于多个电力执行单元的充放电性能进行动态控制。

第二Zigbee透传单元用于将每个电力执行单元的运行数据通过Zigbee输出至第一Zigbee透传单元102。

第一控制单元101还用于将每个电力执行单元的运行数据通过4G上传至云端。

由于第一控制单元101与每个第二控制单元之间能够进行Zigbee数据双向交互，则第一控制单元101能够同步地获取每个电力执行单元的充放电控制信息，并且将多个电力执行单元的充放电控制信息进行汇集后，反馈至云端，那么通过云端中存储的数据能够对于每个电力执行单元的充放电控制过程进行远程监控；因此本实施例中的第一控制单元可实时获取每个电力执行单元的运行状态，进而实时地保障多个电力执行单元的充放电安全性和物理结构安全性，提高了分布式储能控制系统10的控制灵活性和通信兼容性。

作为一种可选的实施方式，图4示出了本实施例提供的分布式储能控制系统10的另一种结构示意，相比于图1中分布式储能控制系统10的结构示意，图4中的分布式储能控制系统10还包括：微网能量管理单元110，微网能量管理单元110通过网线与第一控制单元101连接；通过网线能够实现数据的网络通信，第一控制单元101能够实时接收微网能量管理单元110输出的电量管理信息。

第一控制单元101还用于对微网能量管理单元101输出的电力调度指令进行解读，以生成电力执行指令。

其中，微网能量管理单元101具有场站级能源调度的功能，通过微网能量管理单元101输出的电力调度指令包含电力调度信息，具体的，第一控制单元101内部编写程序，完成对IEC60870-5-104及IEC61850协议的解读，以此使得整个分布式储能控制系统10可接收场站级的能源调度，进而根据第一控制单元101输出的电力执行指令对于多个电力执行单元的充放电过程进行实时操控，极大地提高了分布式储能控制过程的控制响应速度和精度。

具体的，第一Zigbee透传单元102还用于将电力执行指令通过Zigbee分别传输至每个第二Zigbee透传单元。

每个第二Zigbee透传单元还用于将电力执行指令通过Zigbee输出至对应的第二控制单元。

第二控制单元用于根据电力执行指令生成启动控制指令。

第三Zigbee透传单元用于将启动控制指令通过Zigbee输出至对应的电力执行单元。

电力执行单元用于根据启动控制指令对对应的电能存储单元进行充电或者放电。

第一控制单元101可电力执行指令通过Zigbee传输每个第二控制单元，第二控制单元对于电力执行指令进行解析和识别，以获取电力驱动信息，然后第二控制单元将启动控制指令通过Zigbee输出至每个电力执行单元，以使得电力执行单元在启动控制指令的操控下进行充电或者放电，那么每个电力执行单元的充电过程和放电过程具有较高的可调性和灵活性，启动控制指令能够直接驱动电子元器件执行充放电步骤；因此本实施例通过微网能量管理单元110能够直接改变多个电力执行单元的充放电状态，进而分布式储能控制系统10的充放电性能具有更加兼容的控制方式，分布式储能控制系统的储能控制功能具有更高的可扩展性，实用价值更高。

作为一种可选的实施方式，图5示出了本实施例提供的第三Zigbee透传单元的结构示意，请参阅图5，每个第三Zigbee透传单元均包括：主Zigbee透传器和从Zigbee透传器，主Zigbee透传器接对应的第二控制单元，主Zigbee透传器接从Zigbee透传器，从Zigbee透传器接对应的电力执行单元；因此本实施例结合主Zigbee透传器和从Zigbee透传器可实现主从Zigbee通信，提高了电力控制指令的传输效率和传输精度，第二控制单元与对应的电力执行单元之间具有更高的数据交互效率，通信兼容性更高。

主Zigbee透传器用于将电力控制指令通过Zigbee输出至从Zigbee透传器。

从Zigbee透传器用于将电力控制指令通过Zigbee输出至对应的电力执行单元。

本实施例通过主Zigbee透传器和从Zigbee透传器能够分别进行Zigbee通信，以保障数据交互的安全性和高效性，因此本实施例能够对于电力控制指令进行兼容传输，并保障电力控制指令内部电能控制数据的完整性，进而每个电力执行单元根据电力控制指令进行精确的充电或者放电，极大地提高了分布式储能控制系统10的充放电控制精度和内部通信兼容，每个第三Zigbee透传单元的Zigbee数据交互性能更佳。

图6示出了本实施例提供的基于Zigbee通信的分布式储能控制方法的具体实现流程，请参阅图6，分布式储能控制方法应用于至少两个电力执行单元，通过分布式储能控制方法能够对于通信数据进行Zigbee传输后，并根据通信数据使得每个电力执行单元进行充电或者放电，以保障负载的供电安全性和高效性，多个电力执行单元根据负载的供电实际需求进行自适应充电或者自适应放电。分布式储能控制方法具体包括如下步骤：

S601：接收负载的电表数据，并根据电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，当判定满足充放电条件时，则生成电力启动指令。

S602：将电力启动信号通过Zigbee进行传输，并根据Zigbee传输后的电力启动信号生成电力控制指令。

S603：将电力控制指令通过Zigbee进行传输，并电力执行单元根据Zigbee传输后的电力控制指令进行充电或者放电。

需要说明的是，图6中分布式储能控制方法的具体实现流程与图1中分布式储能控制系统10相对应，因此关于图6中分布式储能控制方法的各个具体步骤的实施方式可参照图1至图5的实施例，此处将不再赘述。

因此本实施例根据负载的电表数据判断每个电力执行单元是否能够执行充电放电操作，然后通过Zigbee通信将控制指令分别输出至一个或者多个电力执行单元，一个或者多个电力执行单元能够进行安全的充放电，以保障负载的用电安全性和高效性；进而本实施例通过对于指令信息进行Zigbee传输，不但节省了网络通信的布线结构，降低了数据交互的成本，而且可保障指令信息的传输安全性和高效性，实现对于多个电力执行单元的灵活、精确储能控制功能，实用价值极高，可普适性地适用于各个不同通信环境中；有效地解决了传统技术进行分布式存储控制过程中，需要复杂的集成式布线结构，通信部署较为复杂，难以适用于各个不同的通信场景，给技术人员的通信控制带来极大的不便的问题。

作为一种可选的实施方式，图7示出了本实施例提供的在图6示出的分布式储能控制方法S601中，根据电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，具体为：

S701：根据电表数据与电力执行单元的充放电上限数据之间的差值判断电力执行单元是否满足充放电条件。

示例性的，电表数据为负载所需的用电功率信息，充放电上限数据为电力执行单元的最大电能输出功率，因此根据充放电上限数据能够得到电力执行单元的最大充放电能力，比较负载所需的用电功率和电力执行单元的最大电能输出功率可得到电力执行单元的实际充放电能力是否满足负载的供电需求；因此本实施例通过对于每个电力执行单元的充放电安全性进行识别和判断，以保障每个电力执行单元的充放电安全性；根据电表数据和充放电上下数据之间的差值可定量地判断电力执行单元的充放电安全性，以选择出一定数量的电力执行单元进行充放电操作，实现了对于多个电力执行单元的充放电过程的高效操控。

S702：若电表数据小于电力执行单元的充放电上限数据，则判定电力执行单元满足充放电条件。

S703：若电表数据大于或者等于电力执行单元的充放电上限数据，则判定电力执行单元不满足充放电条件。

具体的，当电表数据小于电力执行单元的充放电上限数据时，则说明电力执行单元的充放电性能可满足负载的安全供电需求，则通过电力控制指令对于符合充放电条件的电力执行单元进行充放电控制，负载可实时接入安全、稳定的电能；当电表数据大于或者等于电力执行单元的充放电上限数据，则说明电力执行单元无法满足负载的供电需求，比如电力执行单元的最大输出功率小于负载的用电功率，则电力执行单元输出的电能达不到负载的供电功率，此时不满足充放电条件的电力执行单元无法进行充电或者放电；因此本实施例能够对于多个电力执行单元的充放电性能精确的识别，以防止电力执行单元处于故障的充放电状态，损害电力执行单元的内部物理安全性能。

作为一种可选的实施方式，图8示出了本实施例提供的分布式储能控制方法的另一种实现流程，其中图8中的S801～S803与图6中的S601～S603相同，此处将不再赘述，下面将重点论述S804～S806；在本实施例中，在电力执行单元根据Zigbee传输后的电力控制指令进行充电或者放电之前，分布式储能控制方法还包括：

S804：采集电力执行单元的物理数据，并根据物理数据判断电力执行单元是否处于故障状态。

可选的，物理数据包括电力执行单元的充电电压、充电电流；那么根据电力执行单元的充电判断电力执行单元的充电电压是否处于过高状态或者过低状态，或者根据电力执行单元的充电电流判断电力执行单元是否处于过高状态或者过低状态；比如电力执行单元的充电电压大于预设安全电压时，则电力执行单元处于过压故障状态，电力执行单元将会遭受到过压状态的损害。

示例性的，通过物理数据能够判断电力执行单元是否处于前端物理损害等，比如过温故障等；因此本实施例通过采集电力执行单元的物理数据，可实时监控电力执行单元的物理安全性和充放电状态的实时监控，及时地检测出电力执行单元的故障信息，以便于对于电力执行单元进行更加安全、精确地充放电控制。

S805：若判定电力执行单元不处于故障状态，则电力执行单元根据Zigbee传输后的电力控制指令进行充电或者放电。

当根据电力执行单元的物理数据判定电力执行单元处于安全状态，则电池执行单元可启动充放电过程，则处于安全状态的电力执行单元对电力控制指令进行解析后，以得到相应的电力控制信息，能执行单元直接进行充电或者放电，以满足负载的供电需求。

S806：若判定电力执行单元处于故障状态，则电力执行单元不进行充电或者放电。

当根据电力执行单元的物理数据判定电力执行单元的故障状态时，则电力执行单元无法进行安全的电能输入输出，此时电力执行单元无法根据Zigbee传输后的电力控制指令进行充电或者放电；进一步地，当电力执行单元处于故障状态时，则需要对电力执行单元进行故障维修，以保障电力执行单元的内部物理安全性。

因此本实施例中的每个电力执行单元在进行充电或者放电之前，对于电力执行单元的物理状态和充放电状态进行实时的故障检测；因此在保障电力执行单元本身物理安全的基础之上，实现了灵活的充放电过程。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在…之上、在…之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Zigbee通信的分布式储能控制系统，其特征在于，所述分布式储能控制系统包括：

第一控制单元、第一Zigbee透传单元、至少两个第二Zigbee透传单元、至少两个第二控制单元、至少两个第三Zigbee透传单元、至少两个电力执行单元以及至少两个电能存储单元；

其中，所述第一控制单元通过所述第一Zigbee透传单元与至少两个所述第二Zigbee透传单元连接，至少两个所述第二Zigbee透传单元与至少两个所述第二控制单元一一对应连接，至少两个所述第二控制单元与至少两个所述第三Zigbee透传单元一一对应连接，至少两个所述第三Zigbee透传单元与至少两个所述电力执行单元一一对应连接，至少两个所述电力执行单元与至少两个所述电能存储单元一一对应连接；

所述第一控制单元用于接收负载的电表数据，并根据所述电表数据判断每个所述电力执行单元是否满足充放电条件，当判定所述电力执行单元满足充放电条件时，则生成电力启动指令，并且将与满足充放电条件的电力执行单元对应设置的第二Zigbee透传单元进行标记；

所述第一Zigbee透传单元用于将所述电力启动指令通过Zigbee分别传输至被标记的所述第二Zigbee透传单元；

所述第二Zigbee透传单元用于将所述电力启动指令通过Zigbee输出至对应的所述第二控制单元；

所述第二控制单元用于根据所述电力启动指令生成电力控制指令；

所述第三Zigbee透传单元用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元；

所述电力执行单元用于根据所述电力控制指令对对应的所述电能存储单元进行充电或者放电。

2.根据权利要求1所述的分布式储能控制系统，其特征在于，所述分布式储能控制系统还包括：

主电表单元，与所述第一控制单元连接，所述主电表单元用于采集所述负载的用电参数，并生成所述电表数据。

3.根据权利要求2所述的分布式储能控制系统，其特征在于，所述分布式储能控制系统还包括：

电力载波单元，连接于所述第一控制单元与所述主电表单元之间，所述电力载波单元用于将所述电表数据通过电力载波通讯输出至所述第一控制单元。

4.根据权利要求1所述的分布式储能控制系统，其特征在于，每个所述电力执行单元包括储能双向变流器。

5.根据权利要求1所述的分布式储能控制系统，其特征在于，所述第一控制单元通过4G与云端连接，每个所述第二控制单元还用于采集对应的所述电力执行单元的运行数据；

所述第一控制单元还用于将每个电力执行单元的运行数据通过所述4G上传至所述云端。

6.根据权利要求1所述的分布式储能控制系统，其特征在于，还包括：微网能量管理单元，所述微网能量管理单元通过网线与所述第一控制单元连接；

所述第一控制单元还用于对所述微网能量管理单元输出的电力调度指令进行解读，以生成电力执行指令；

所述第一Zigbee透传单元还用于将所述电力执行指令通过Zigbee分别传输至每个所述第二Zigbee透传单元；

每个所述第二Zigbee透传单元还用于将所述电力执行指令通过Zigbee输出至对应的所述第二控制单元；

所述第二控制单元用于根据所述电力执行指令生成启动控制指令；

所述第三Zigbee透传单元用于将所述启动控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元；

所述电力执行单元用于根据所述启动控制指令对对应的所述电能存储单元进行充电或者放电。

7.根据权利要求1所述的分布式储能控制系统，其特征在于，每个第三Zigbee透传单元均包括：主Zigbee透传器和从Zigbee透传器，所述主Zigbee透传器接对应的第二控制单元，所述主Zigbee透传器接所述从Zigbee透传器，所述从Zigbee透传器接对应的电力执行单元；

所述主Zigbee透传器用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至所述从Zigbee透传器；

所述从Zigbee透传器用于将所述电力控制指令通过Zigbee输出至对应的所述电力执行单元。

8.一种基于Zigbee通信的分布式储能控制方法，其特征在于，所述分布式储能控制方法包括：

接收负载的电表数据，并根据所述电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，当判定满足充放电条件时，则生成电力启动指令；

将所述电力启动信号通过Zigbee进行传输，并根据Zigbee传输后的电力启动信号生成电力控制指令；

将所述电力控制指令通过Zigbee进行传输，并所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电。

9.根据权利要求8所述的分布式储能控制方法，其特征在于，根据所述电表数据判断每个电力执行单元是否满足充放电条件，具体为：

根据所述电表数据与所述电力执行单元的充放电上限数据之间的差值判断所述电力执行单元是否满足充放电条件；

若所述电表数据小于所述电力执行单元的充放电上限数据，则判定所述电力执行单元满足所述充放电条件。

10.根据权利要求8所述的分布式储能控制方法，其特征在于，在所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电之前，所述分布式储能控制方法还包括：

采集所述电力执行单元的物理数据，并根据所述物理数据判断所述电力执行单元是否处于故障状态；

若判定所述电力执行单元不处于故障状态，则所述电力执行单元根据Zigbee传输后的所述电力控制指令进行充电或者放电。

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