储能集装箱通信系统的制作方法 专利技术说明

电子通信装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其是涉及一种储能集装箱通信系统。背景技术：2.目前，箱式电池储能系统将锂电池、电池管理系统、交直流转换装置、热管理系统及消防系统等集成在标准集装箱内，具有集成度高、占地面积小、存储容量大、运输方便且易于安装等优点，是目前应用最广泛的储能技术之一。3.然而集装箱是有标准的大小及容量，尤其是在部署大规模储能系统时，需要在一定场地内布置大量的储能集装箱，每个集装箱都要不断对外传输其内部大量电池的电压、电流、温度、内阻等数据，同时储能集装箱一般分散布置在室外，通信环境较为恶劣，网口通信架构通信距离受限，受接口的电气特性限制，一般 rj45网口通信距离不超过一百米，这就极大限制了储能集装箱的布置半径，很难适用于大规模部署或者因场地限制集装箱布置较为分散的情况。技术实现要素：4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种储能集装箱通信系统，网络架构灵活，能够很好的适应不同的集装箱布置形式。5.第一方面，本实用新型的一个实施例提供了储能集装箱通信系统，包括：6.核心子系统，所述核心子系统用于采集多个数据采集接入系统的系统数据；7.汇聚子系统，所述汇聚子系统连接所述核心子系统，用于汇聚所述多个数据采集接入系统的所述系统数据，并将所述系统数据传输至所述核心子系统；8.接入子系统，所述接入子系统连接所述汇聚子系统，用于获取所述多个数据采集接入系统的所述系统数据；其中，所述汇聚子系统和所述接入子系统之间的连接结构为pon结构，所述接入子系统和所述数据采集接入系统之间的连接结构为pon结构。9.本实用新型实施例的储能集装箱通信系统至少具有如下有益效果：接入子系统根据pon结构连接多个数据采集接入系统，获取多个数据采集接入系统的系统数据。汇聚子系统根据pon结构连接接入子系统，汇聚接入子系统获取的系统数据。核心子系统连接汇聚子系统，采集汇聚子系统汇聚的系统数据。根据 pon结构连接汇聚子系统、接入子系统和数据采集接入系统，可以使网络架构灵活，能够很好的适应不同的集装箱布置形式并实现通信。10.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述核心子系统包括：11.交换机，所述交换机用于采集多个数据采集接入系统的所述系统数据，并对所述系统数据进行数据交换；12.客户端，所述客户端连接所述交换机，用于接收所述系统数据；13.服务器，所述服务器用于对所述系统数据进行数据处理；14.远动装置，所述远动装置用于将所述系统数据上传；15.数据安全装置，所述数据安全装置用于监管所述系统数据的数据安全。16.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述数据安全装置为防火墙模块，所述交换机发送的所述系统数据经过所述防火墙模块输入至互联网；17.所述远动装置和所述交换机之间设有单向隔离装置，所述单向隔离装置用于将所述交换机发送的所述系统数据转发至所述远动装置。18.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述汇聚子系统包括：光线路终端、光分路器、光纤配线柜和光纤配线架；19.所述核心子系统连接所述光线路终端，所述光线路终端连接多个所述光分路器，所述光分路器连接所述光纤配线柜，所述光纤配线柜连接所述光纤配线架。20.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述核心子系统通过光纤跳线连接所述汇聚子系统；21.所述汇聚子系统通过光缆连接所述接入子系统。22.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述光纤配线架、光网络单元和所述数据采集接入系统集成于储能集装箱中，所述光纤配线架连接所述光网络单元，所述光网络单元连接所述数据采集接入系统。23.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述多个储能集装箱之间采用树型、总线型、带冗余总线型或带冗余树型其中任意一种结构进行连接。24.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，若储能集装箱之间的连接结构为所述带冗余总线型或所述带冗余树型其中一种，所述汇聚子系统和所述储能集装箱之间设置第一光缆通信连接线和第二光缆通信连接线进行连接。25.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述光网络单元通过vlan技术连接所述数据采集接入系统。26.根据本实用新型的另一些实施例的储能集装箱通信系统，所述数据采集接入系统包括：bms系统、电力监控系统、门禁系统、温控系统和消防系统。27.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明28.图1是本实用新型实施例中储能集装箱通信系统的一具体实施例系统框图；29.图2是图1中核心子系统的一具体实施例系统框图；30.图3是图1中核心子系统的另一具体实施例系统框图；31.图4是图1中汇聚子系统的一具体实施例系统框图；32.图5是本实用新型实施例中储能集装箱的一具体实施例系统框图；33.图6是本实用新型实施例中数据采集接入系统的一具体实施例系统框图。34.附图标记说明：35.核心子系统100、汇聚子系统200、接入子系统300；36.交换机110、客户端120、服务器130、远动装置140、数据安全装置150；37.单向隔离装置141、防火墙模块151、互联网152；38.光线路终端210、光分路器220、光纤配线柜230、光纤配线架240；39.光网络单元310、数据采集接入系统320；40.bms系统321、电力监测系统322、门禁系统323、温控系统324、消防系统325。具体实施方式41.以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。42.在为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。43.需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。44.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。45.在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。46.首先，对本技术中涉及的若干名词进行解析：47.pon：“passive optical network”无源光网络，是指(光配线网中)不含有任何电子器件及电子电源，odn全部由光分路器(splitter)等无源器件组成，不需要有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(olt)，以及配套的安装于用户场所的光网络单元(onus)；48.olt：“optical line terminal”光线路终端，用于连接光纤干线的终端设备；49.odn：“optical distribution network”光分配网，是在光接入网中，提供由光线路终端(olt)到光网络单元(onu)以及相反方向的光传输手段的部分，具体包括光缆、光纤、obd(optical branching device光分路器)、odf(opticaldistribution frame光纤配线柜)、liu(lightguide interconnection unit光纤配线架)等。50.obd：“optical branching device”分光器，是一种无源器件，又称光分路器，它们不需要外部能量，只要有输入光即可。分光器由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光器的关键部件是色散元件，现在商品仪器都是使用光栅。51.odf：“optical distribution frame”光纤配线柜，即odf光纤配线架。为现在通信配线设备中的主要设备，主要用于光缆成端。光缆经过走线架进入基站， odf主要作用就是完成成端(以及跳纤)。光缆中的每根光纤一一对应，方便使用光口。大家都知道光路只有一条，所以odf相当于一排光路出口，再使用跳纤相连，连接设备与光缆，构成局部的传输完整。52.liu：“lightguide interconnection unit”光纤配线架，光纤配线架是光缆和光通信设备之间或光通信设备之间的配线连接设备。53.onu：“optical network unit”光网络单元，是一种光纤终端设备，位于用户侧，通过odn与网络终端olt取得联系，主要作用是接入用户终端设备，选择接收olt发送的广播数据，响应olt发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整，对用户的以太网数据进行缓存，并在olt分配的发送窗口中向上行方向发送等。54.储能集装箱：箱式电池储能系统的主要组成部分，集成电气系统、汇流柜、中控柜、电池簇系统、bms系统、温控系统、消防系统，并将各个设备供电电路、通讯电路、信号电路连通，构成一套完整的箱式储能系统。具有集成度高、占地面积小、存储容量大、运输方便且易于安装等优点，是目前电化学储能应用最广泛的方式之一。55.参照图1和图5，本实用新型的一个实施例公开了储能集装箱通信系统。储能集装箱通信系统包括：核心子系统100、汇聚子系统200和接入子系统300，核心子系统100、汇聚子系统200和接入子系统300均为通信连接。核心子系统 100，核心子系统100用于采集多个数据采集接入系统320的系统数据。汇聚子系统200，汇聚子系统200连接核心子系统100，用于汇聚多个数据采集接入系统320的系统数据，并将系统数据传输至核心子系统100。接入子系统300，接入子系统300连接汇聚子系统200，用于获取多个数据采集接入系统320的系统数据。其中，汇聚子系统200和接入子系统300之间的连接结构为pon结构，接入子系统300和数据采集接入系统320之间的连接结构为pon结构。56.接入子系统300获取多个数据采集接入系统320中的系统数据，并将系统数据发送至汇聚子系统200，汇聚子系统200将系统数据进行汇聚处理，并将汇聚的系统数据发送至核心子系统100。57.需要说明的是，汇聚子系统200连接接入子系统300的整个结构框架为pon 结构，汇聚子系统200中包括了odn结构，能够解决储能集装箱通信距离的限制，可适用于各种部署方式和规模。纯介质网络，抗干扰能力强，适用于各种温度、湿度、电磁干扰的环境，防水、抗震、抗老化、防雷电，极适合在室外等自然条件恶劣的区域使用。在传输途中无需电源，无中继设备，odn均为纯光学器件，没有电子部件，中间节点少，布线成本低，维护简单，易于扩展，规模越大，成本越低，尤其适用于大规模箱式储能系统的部署。网络结构灵活，根据成本和可靠性的要求，可采用树型拓扑、环型拓扑、总线型拓扑、树型主干冗余拓扑等组网结构。58.储能集装箱通信系统，总体上遵循三层网络架构，即由核心子系统100、汇聚子系统200、接入子系统300组成，其中汇聚子系统200和接入子系统300采用pon结构，由olt、odn和onu负责核心子系统100与各储能集装箱之间的通信。59.一并参照图1、图2和图5，本实用新型的一个实施例公开了核心子系统100 的系统框图。核心子系统100包括：交换机110、客户端120、服务器130、远动装置140和数据安全装置150，交换机110、客户端120、服务器130、远动装置140和数据安全装置150均为通信连接，交换机110用于采集多个数据采集接入系统的系统数据，并对系统数据进行数据交换。客户端120连接交换机110，用于接收系统数据。服务器130用于对系统数据进行数据处理。远动装置140 用于将系统数据上传。数据安全装置150用于监管系统数据的数据安全。60.交换机110采集汇聚子系统200汇聚的多个数据采集接入系统320的系统数据，然后将对应的系统数据分别发送至客户端120、服务器130、远动装置140 和数据安全装置150。即交换机110将客户端120需要的系统数据发送至客户端 120；交换机110将服务器130需要的系统数据发送至服务器130；交换机110 将远动装置140需要的系统数据发送至远动装置140；交换机110将数据安全装置150需要的系统数据发送至数据安全装置150。61.需要说明的是，交换机110通过网线分别与客户端120、服务器130、远动装置140和数据安全装置150进行通信连接，交换机110作为核心子系统100的中心。核心子系统100通过交换机110与客户端120、服务器130、远动装置140 和数据安全装置150进行数据交换，即交换机110将系统数据发送至客户端120、服务器130、远动装置140和数据安全装置150后，接收得到客户端120、服务器130、远动装置140和数据安全装置150的反馈数据。客户端120和服务器130 在接收到交换机110发送的系统数据后，对系统数据进行数据处理，并生成对应的反馈数据，将反馈数据发送至交换机110。远动装置140接收到交换机110发送的系统数据后，远动装置140对接电网进行通信，发送相应指令实现远程传输和远程控制，生成并发送反馈数据至交换机110。数据安全装置150接收到交换机110发送的系统数据后，对系统数据进行安全检测，接收并发送反馈数据至交换机110。62.服务器130可以是数据采集服务器、数据处理服务器、数据转发服务器、存储服务器、发布服务器的其中一种。63.参照图3，本实用新型的一个实施例公开了另一核心子系统100的系统框图。核心子系统100还包括：交换机110、远动装置140、单向隔离装置141、防火墙模块151和互联网152。交换机110、单向隔离装置141、防火墙模块151和互联网152均为通信连接。交换机110通过网线通信连接单向隔离装置141，单向隔离装置141通过网线通信连接远动装置140；交换机110通过网线通信连接防火墙模块151，防火墙模块151通过网线通信连接互联网152。64.将数据安全装置150设置为防火墙模块151，交换机110发送的系统数据经过防火墙模块151输入至互联网152。远动装置140和交换机110之间设有单向隔离装置141，单向隔离装置141用于将交换机110发送的系统数据转发至远动装置140。65.需要说明的是，交换机110将系统数据发送至防火墙模块151，防火墙模块 151检测系统数据的安全情况，然后将系统数据发送至互联网152，互联网152 将反馈数据发送至防火墙151，并检测反馈数据的安全情况，再将反馈数据发送至交换机110。交换机110将系统数据发送至单向隔离装置141，单向隔离装置 141检测系统数据的安全情况，然后将系统数据发送至远动装置140，远动装置140将反馈数据发送至单向隔离装置141，单向隔离装置141将反馈数据发送至交换机110。其中，单向隔离装置141和防火墙模块151实现对系统数据的数据安全功能。66.参照图4，本实用新型的一个实施例公开了汇聚子系统200的系统框图。汇聚子系统200包括：光线路终端210、光分路器220、光纤配线柜230和光纤配线架240。光线路终端210、光分路器220、光纤配线柜230和光纤配线架240 均为通信连接。核心子系统100通过光纤跳线通信连接光线路终端210，光线路终端210通过光纤跳线通信连接多个光分路器220，光分路器220通过光纤跳线通信连接光纤配线柜230，光纤配线柜230通过光缆通信连接光纤配线架240。67.需要说明的是，odn，即光分配器包括：光分路器220、光纤配线柜230、光纤配线架240以及光分路器220、光纤配线柜230和光纤配线架240之间的通信连接路径，通信连接路径即光分路器220与光纤配线柜230通信连接的光纤跳线，光纤配线柜230与光纤配线架240通信连接的光缆。68.光线路终端210连接多个光分配器，光分配器的数量为通往储能集装箱光路的数量。69.参照图1，在本实用新型的一个实施例中，核心子系统100通过光纤跳线连接汇聚子系统200，汇聚子系统200通过光缆连接接入子系统300。70.需要说明的是，核心子系统100与汇聚子系统200的通信连接方式也可以使用光缆，汇聚子系统200与接入子系统300的通信连接方式也可以使用光纤跳线。本技术不对核心子系统100与汇聚子系统200的通信连接方式进行具体限定，本技术不对汇聚子系统200与接入子系统300的通信连接方式进行具体限定。71.参照图4和图5，本实用新型的一个实施例公开了储能集装箱的系统框图。储能集装箱包括：光纤配线架240、光网络单元310和数据采集接入系统320。光纤配线架240、光网络单元310和数据采集接入系统320均为通信连接。72.需要说明的是，光纤配线架240、光网络单元310和数据采集接入系统320 集成于储能集装箱中，光纤配线架240通过光纤跳线通信连接光网络单元310，光网络单元310通过网线通信连接数据采集接入系统320。73.光纤配线柜230通过连接多个光纤配线架240连接多个储能集装箱，其中，一个储能集装箱包括一个光网络单元310和一个数据采集接入系统320，这样的连接方式可靠性高，任何一个光网络单元310出现故障都不会影响到其它的光网络单元310，多个光网络单元310出现故障也不会产生孤岛效应。74.在本实用新型的一个实施例中，多个储能集装箱之间采用树型、总线型、带冗余总线型或带冗余树型其中任意一种结构进行连接。75.需要说明的是，根据布置方式、成本、可靠性要求的不同，多个储能集装箱可采用树型、总线型、带冗余总线型或带冗余树型的结构进行连接。树形连接方式，比较适合在储能集装箱相对较为集中布置的情况下采用，可以节省光纤配线架240和光纤跳线，降低设备成本。总线型连接方式，比较适合储能集装箱较为分散布置的情况，可有效节省光缆，降低布线成本。76.在本实用新型的一个实施例中，若储能集装箱之间的连接结构为带冗余总线型或带冗余树型其中一种，设置第一光缆通信连接线和第二光缆通信连接线对汇聚子系统200和储能集装箱进行连接。77.需要说明的是，带冗余总线型连接方式，该方式是在总线型连接方式的基础上，在光纤配线柜230和光纤配线架240之间增加了一条的光缆，可以在一条光缆中断的情况下保障通信不中断，增加了通信的可靠性。带冗余树型连接方式，该方式是在树形连接方式的基础上，在光纤配线柜230和光纤配线架240之间增加了一条的光缆，可以在一条光缆中断的情况下保障通信不中断，增加了通信的可靠性。其中，对应的光纤配线架240要具备多输入多输出功能，同时光网络单元310也要配置相应的主备光路切换策略以及一路光路中断后重新注册的机制。78.参照图5和图6，本实用新型的一个实施例公开了数据采集接入系统320的系统框图。数据采集接入系统320包括：光网络单元310、bms系统321、电力监测系统322、门禁系统323、温控系统324和消防系统325。光网络单元310、 bms系统321、电力监测系统322、门禁系统323、温控系统324和消防系统325 均为通信连接。光网络单元310通过网线分别连接bms系统321、电力监测系统322、门禁系统323、温控系统324和消防系统325。79.在本实用新型的一个实施例中，光网络单元310通过vlan技术连接数据采集接入系统320。80.需要说明的是，即通过vlan技术分别与bms系统321、电力监测系统322、门禁系统323、温控系统324、消防系统连接325，使各个系统的系统数据独立传输，互不干扰。通过光纤配线架240和光网络单元310的vlan功能，可传输复合数据，包括储能集装箱的视频监控、门禁、消防、环境监控、电力监控、电池监控等，实现一根光纤完成储能集装箱全部数据的通信。81.pon结构(无源光网络)的抗干扰、速率快、适合大规模部署等特点，在储能集装箱之间通信的应用，解决储能集装箱现有通信系统无法解决的环境恶劣干扰大、通信速率低下、不适合大规模部署的问题。储能集装箱通信系统包含数据交换、处理、互联网接入、电网远传远控的功能，具有较高安全性和可靠性的通信系统。将pon结构设置为epon结构，可以提供上下行对称的1.25gb/s的带宽，非常适用于大规模储能集装箱对电池系统的实时监控及视频、安防、消防等复合数据的传输。并且，无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极为适应储能集装箱的部署环境(可能面临着室外、爆晒、高温、潮湿、雨水、雷电等环境)。其中，pon结构随着部署规模的增加，单位成本不断降低，且在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。网络架构灵活，能很好的适应不同的集装箱布置形式，对于可靠性要求较高的项目可采用双路由保障其可靠性，对于成本控制较为严格的项目，可采用总线型或环形布置，节省布线。82.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。83.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。









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