CN206932013U - 一种基于云计算的家用智能储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于云计算的家用智能储能系统，属于电网储能技术领域。该基于云计算的家用智能储能系统，包括用来与电网相连的储能单元、用来将储能单元与负载相连的负载模块、与储能单元及负载模块相连的信息服务单元，所述储能单元包括钛酸锂电池模块和超级电容模块，所述信息服务单元包括对从储能单元和负载模块采集到的信息进行处理的信息处理模块、对储能单元和负载模块进行控制的控制模块、用来将信息发送至移动终端和接收移动终端指令的无线模块。本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统能够对储能单元和负载的信息进行收集、处理和分析，并能实现与无线移动终端的通信。

Description

一种基于云计算的家用智能储能系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于云计算的家用智能储能系统，属于电网储能技术领域。

背景技术

随着我国经济的发展，全社会用电总量不断快速增长，电力市场的供需关系更加复杂，用电负荷的变化程度也越来越大。而且随着电网的互联，各用电区域之间的电力调配也逐渐增多。电网中的剩余电力以及电网中电力的不规律性的处理，使得电网调峰压力日益增大。在各种电网调峰方式中，电力储能系统是储存剩余电力以及调整电网峰谷差的有效途径。

储能系统能够将电网中的剩余电力进行储存，在电力短缺时将电量输出，可以起到用电肖峰填谷、保护电网用电平衡、提高用电效率的作用。

在风力发电和光伏发电系统中，储能系统能够将风力发电或者光伏发电产生的不稳定的电能进行实时储存，在必要时稳定地向电力系统供应能量。

即使在家庭应用领域，储能系统也能发挥重要作用，为家庭用电提供稳定的电能。

目前，一般规模的储能系统通常使用电池储能。授权公告号为CN205791561U的实用新型专利公开了一种微网，包括储能电池，第一转换单元，用于将电网的交流电转换为直流电输入给储能电池；第二转换单元，用于将储能电池的直流电转换为交流电输送给负载；以及控制单元，该控制单元用于根据第一转换单元、第二转换单元和储能电池的状态信息控制第一转换单元和第二转换单元工作；第一转换单元为功率可控的整流器，整流器的交流侧与电网相连接，整流器的直流侧与储能电池相连接，第二转换单元为逆变器，逆变器的直流侧与春能够电池相连接，逆变器的交流侧与负载相连接，控制单元通过通信总线分别与第一转换单元、第二转换单元和储能电池相连接。该微网能够通过控制单元对转换单元进行控制，但是无法实现从远程进行控制，不利于根据实时变化的电网状态和用电情况进行调整。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于云计算的家用智能储能系统，以解决现有技术中微网储能系统无法实现远程控制的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于云计算的家用智能储能系统，包括用来与电网相连的储能单元、用来将储能单元与负载相连的负载模块、与储能单元及负载模块相连的信息服务单元，所述储能单元包括钛酸锂电池模块和超级电容模块，所述信息服务单元包括对从储能单元和负载模块采集到的信息进行处理的信息处理模块、对储能单元和负载模块进行控制的控制模块、用来将信息发送至移动终端和接收移动终端指令的无线模块。

所述储能单元还包括用来将钛酸锂电池模块连入电路或者从电路中断开的钛酸锂电池模块开关、用来将超级电容模块连入电路或者从电路中断开的超级电容开关，所述控制模块包括用来控制钛酸锂电池模块开关和超级电容开关的开关控制器。

所述储能单元上设置有用来与电网相连的双向变流器，所述储能单元上还设置有用来与负载模块相连的逆变器，所述双向变流器及逆变器均与所述信息处理模块及控制模块相连。

所述储能单元还包括与钛酸锂电池模块和超级电容模块相连的电池管理系统，所述电池管理系统与所述信息处理模块相连。

所述负载模块包括用来与各负载单元相连的传感器单元及报警单元。

所述报警单元包括烟雾报警器、过压报警器、超载报警器、防盗报警器。

所述信息处理模块包括信息储存模块、信息处理模块、信息分析模块。

所述传感器单元包括温度传感器、有害气体传感器、湿度传感器。

所述负载模块还包括用来对负载单元进行红外控制的终端控制器。

本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统设置有与储能单元及负载模块相连的信息服务单元，该信息服务单元包括对从储能单元和负载模块采集到的信息进行处理的信息处理模块、对储能单元和负载模块进行控制的控制模块、用来将信息发送至移动终端和接收移动终端指令的无线模块，能够对储能单元和负载的信息进行收集、处理和分析，并能实现与无线移动终端的通信，将信息发送至移动终端并能够接收移动终端的指令，通过控制模块实现对储能单元和负载模块的控制。另外，储能单元包括钛酸锂电池模块和超级电容模块，能够利用超级电容模块的快速充放电性能，在电网充电时机不好时，实现对储能单元的快速充电，在电网充电时机较好时，实现对储能单元的稳定充电。也可以采取先将超级电容模块充电，充满后再将钛酸锂电池模块充电，防止充电时电网断电影响使用。

附图说明

图1为本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更容易理解，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统包括储能单元、负载模块、信息服务单元。

信息服务单元包括云服务中心以及与云服务中心相连的信息处理模块、无线模块。云服务中心包括相连的云计算服务器和控制模块，云计算服务器能够储存和处理信息数据，控制模块能够实现对储能单元和负载模块的控制。信息处理模块包括信息储存系统、信息处理系统、信息分析系统，还包括信息发送系统。无线模块用来向移动终端发送信息，还能接收移动终端发来的信息和指令，并通过控制模块对储能单元和负载模块进行控制。

储能单元包括储能器件模块，储能模块包括并联设置的钛酸锂电池模块和超级电容器模块。具体的，钛酸锂电池模块由三组钛酸锂电池组并联构成，超级电容器模块由三组超级电容器组构成。钛酸锂模块上串联有钛酸锂电池模块开关，超级电容器模块上串联有超级电容器开关。信息服务单元中的控制模块包括用来控制钛酸锂电池模块开关和超级电容开关的开关控制器，钛酸锂电池模块开关和超级电容器开关均与开关控制器相连，在开关控制器接到相应指令后，能够控制钛酸锂电池模块开关和超级电容器开关进行开和关，以将钛酸锂电池模块和/或超级电容器模块连入电路中，实现电网对钛酸锂电池模块或超级电容器模块的单独充电或者同时充电，或者钛酸锂电池模块或超级电容器模块单独或者同时向负载供电。移动终端也可以向云服务中心发送指令，并通过控制模块控制钛酸锂电池模块和超级电容器模块的连接状态。

储能器件模块中的钛酸锂电池模块由三组钛酸锂电池组及相应的电路按照需要进行连接组合而成，超级电容器模块由三组超级电容器组及相应的电路按照需要进行连接组合而成。储能器件模块上还设置有电池管理系统（BMS），电池管理系统包括用来对钛酸锂电池和超级电容器的电压、电流、温度、内阻进行监测的电路和传感器，以采集相应的电压、电流、温度、内阻等信息。电池管理系统与信息服务单元相连，并能够将采集到的信息传输至信息服务单元。信息服务单元中的信息处理模块能够对上述信息进行收集、处理、分析，并将收集到的信息或者处理后的信息发送至云服务中心，由云服务中心通过无线模块向移动终端发送。移动终端可以显示这些信息，也可以根据这些信息，由移动终端发送指令，并通过控制模块对钛酸锂电池模块和超级电容器模块进行控制。

储能器件模块上设置有电网连接端，电网连接端设置有用来与电网相连的双向变流器，用以使电网中的交流电整流成直流电对储能器件模块充电，或者使储能器件模块中的直流电逆变成交流电，输入电网。双向变流器与云服务中心相连，能够通过移动终端发来的指令控制双向变流器是否接入电网，以及接入电网的方式，是向储能器件模块充电还是向电网中输送电流。

储能器件模块上还设置有负载连接端，负载连接端上连接有逆变器，以将储能器件模块中的直流电逆变为交流电，供负载使用。逆变器上连接有负载模块，负载模块包括用来与各负载单元相连的负载电路，以及与各负载单元相连的传感器单元和报警单元。负载单元包括不同种类的家用电器，如空调、电热水器、电饭煲等。传感器单元包括温度传感器、有害气体传感器、湿度传感器。传感器单元与云服务中心或信息处理模块相连，并将采集到的温度、有害气体浓度、湿度信息发送至云服务中心。并通过信息处理模块对这些信息进行储存、处理、分析，并根据分析的结果进行预测、反馈，通过无线模块发送至移动终端。当温度信息超出设定范围后，控制模块能够控制空调进行开关或者调节温度。当湿度超过设定数值后，控制模块也能够控制空调进行除湿。当有害气体如甲烷、煤气或者一氧化碳浓度超过设定值后，控制模块能够控制空调进行通风换气等。同时通过无线模块将有害气体浓度数值发送至移动终端，提醒用户关注环境安全。

报警单元包括烟雾报警器、过压报警器、超载报警器、防盗报警器，其中，烟雾报警器在空气中的烟雾含量超过设定值时，能够进行报警，并将报警信号发送至云服务中心，通过无线模块发送至移动终端。过压报警器在负载单元上的电压超过设定值时能够进行报警，并将报警信号发送至云服务中心，通过无线模块发送至移动终端。超载报警器在各负载单元上的电流之和超过设定值时能够进行报警，并将报警信号发送至云服务中心，通过无线模块发送至移动终端。防盗报警器在各负载单元被盗时能够进行报警，并将报警信号发送至云服务中心，通过无线模块发送至移动终端。移动端在接收到上述报警信号后，能够发出指令到云服务中心，并通过控制模块对负载单元进行控制，例如关闭负载单元。

负载单元即家用电器的信息可以实时地传递到云服务中心或信息处理模块，并借助云计算服务器的云端后台进行分析、处理，得到所有关于家电设备的状态。负载模块还包括一个家庭控制终端器，该控制终端器能够对所有家用电器进行红外控制，并且移动终端可以通过远程控制技术，通过控制模块控制和管理家电设备，只需要一个终端控制器就可以满足一切红外家电设备的控制。同时，该控制终端器能够实时将家用电器的运行数据发送至云服务中心，并及时反馈故障，云服务中心将设备运行的历史数据进行分析，确定相关设备的最佳的保养时间和内容，并将相关信息通过无线模块发送至移动终端，反馈给用户，及时地行维修和更换，保证设备的正常和高效的运行。

移动终端为现有技术中的手机等设备，一般采用现在主流的 Android 和 IOS手机系统，并开发设置有对应的安卓和苹果客户端软件，用户安装相应软件之后，可便捷的对家庭中环境、设备进行监控。例如，当用户在户外想打开热水器烧水，只需要手机登录到对应软件中，即可控制。当家中发生水管泄漏、煤气泄漏等，传感器检测到相关信息，可转发到移动设备上，并进行报警，及时提醒用户进行相应处理。

在本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统的另一实施例中，信息处理模块根据传感器单元传递的信息或者报警单元传递的信息，同时根据系统中设定的参数范围，通过控制模块对负载模块进行控制，实现系统的自动控制和自动运行。

在本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统的另一实施例中，钛酸锂电池模块和超级电容模块上不设置开关，钛酸锂电池模块和超级电容模块直接连入电路中。

在本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统的另一实施例中，电池管理系统、传感器单元及报警单元均可以不设置。

在本实用新型的基于云计算的家用智能储能系统的另一实施例中，双向变流器采用整流器替换。

Claims (7)

1.一种基于云计算的家用智能储能系统，包括用来与电网相连的储能单元、用来将储能单元与负载相连的负载模块、与储能单元及负载模块相连的信息服务单元，其特征在于，所述储能单元包括钛酸锂电池模块和超级电容模块，所述信息服务单元包括对从储能单元和负载模块采集到的信息进行处理的信息处理模块、对储能单元和负载模块进行控制的控制模块、用来将信息发送至移动终端和接收移动终端指令的无线模块；

信息服务单元包括云服务中心以及与云服务中心相连的所述信息处理模块、所述无线模块；

云服务中心包括相连的云计算服务器和所述控制模块，云计算服务器能够储存和处理信息数据；

无线模块通过所述控制模块对储能单元和负载模块进行控制；

钛酸锂模块上串联有钛酸锂电池模块开关，超级电容器模块上串联有超级电容器开关；信息服务单元中的控制模块包括用来控制钛酸锂电池模块开关和超级电容开关的开关控制器，钛酸锂电池模块开关和超级电容器开关均与开关控制器相连，在开关控制器接到相应指令后，能够控制钛酸锂电池模块开关和超级电容器开关进行开和关。

2.如权利要求1所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述储能单元上设置有用来与电网相连的双向变流器，所述储能单元上还设置有用来与负载模块相连的逆变器，所述双向变流器及逆变器均与所述信息处理模块及控制模块相连。

3.如权利要求1所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述储能单元还包括与钛酸锂电池模块和超级电容模块相连的电池管理系统，所述电池管理系统与所述信息处理模块相连。

4.如权利要求1所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述负载模块包括用来与各负载单元相连的传感器单元及报警单元。

5.如权利要求4所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述报警单元包括烟雾报警器、过压报警器、超载报警器、防盗报警器。

6.如权利要求4所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述传感器单元包括温度传感器、有害气体传感器、湿度传感器。

7.如权利要求1所述的基于云计算的家用智能储能系统，其特征在于，所述信息处理模块包括信息储存系统、信息处理系统、信息分析系统。