一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，屬于新能源離網(wǎng)發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種基于智能微電網(wǎng)能量管理與控制技術(shù)的離網(wǎng)供電系統(tǒng)，依據(jù)離網(wǎng)太陽能發(fā)電存在的多工況，多控制目標(biāo)，采用先進(jìn)的微電網(wǎng)控制技術(shù)對離網(wǎng)光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)進(jìn)行高效控制和管理，以實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)光儲互補(bǔ)供電能為家庭、海島、邊遠(yuǎn)山區(qū)、無電地區(qū)等地區(qū)提供穩(wěn)定可靠供電的一種離網(wǎng)光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)。主要包括：光伏組件、微電網(wǎng)能量管理控制器、蓄電池、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口。光伏組件、蓄電池與雙向直流變流器共同接入公共直流母線，微電網(wǎng)能量管理控制器控制各路開關(guān)，擴(kuò)展接口與雙向直流變流器。本實(shí)用新型主要用在離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)發(fā)電供電技術(shù)中。
【專利說明】
一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及離網(wǎng)型太陽能發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能以其清潔環(huán)保，無污染，蘊(yùn)藏豐富等優(yōu)點(diǎn)，逐步得到各個行業(yè)的關(guān)注，但其容易受到天氣的影響，導(dǎo)致太陽能輸出不穩(wěn)定，通過蓄電池系統(tǒng)可以平滑太陽能輸出波動，使得太陽能供電穩(wěn)定可靠，因此將光伏與蓄電池相結(jié)合，通過先進(jìn)的微電網(wǎng)控制技術(shù)，將會擴(kuò)大離網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提高離網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量和使用壽命。將太陽能與蓄電池進(jìn)行共母線連接，光伏多余的電力存起來，在太陽能發(fā)出的電不夠負(fù)載使用時，蓄電池就會自動進(jìn)行電力補(bǔ)充，啟到直流母線電壓穩(wěn)定的作用。離網(wǎng)型太陽能發(fā)電存在著許多種工況，如海島供電模式、無電戶供電模式、邊防監(jiān)控供電模式等，每種工況所處環(huán)境不一樣，用電需求不一樣，因此必須提升離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的智能化，采用基于微電網(wǎng)技術(shù)的管理系統(tǒng)，可以將供電系統(tǒng)各部件有效管理起來，最大限度的利用好每一個部件，提高整體供電的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，以及供電系統(tǒng)的使用壽命，由于采用了微電網(wǎng)技術(shù)，后期供電系統(tǒng)的維護(hù)成本也得到大幅度降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)不能有效的進(jìn)行控制和管理，提供一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，以解決多工況條件下離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的智能化控制和管理，以便實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)為各類負(fù)載提供穩(wěn)定、可靠、安全的電力。
[0004]為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提出一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，其特征在于，光伏組件(I)、微電網(wǎng)能量管理控制器(2)、蓄電池(3)、雙向直流變流器(4)、擴(kuò)展接口(5)，其特征在于，所述光伏組件、蓄電池、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口通過公共直流母線連接，所述連接公共直流母線的各部件都有開關(guān)進(jìn)行控制，確保各部件能夠按照一定的邏輯控制進(jìn)行動作，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
[0006]在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，微電網(wǎng)能量管理控制器為供電系統(tǒng)的管理控制核心設(shè)備，具有光伏組件供電、蓄電池供電、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口數(shù)據(jù)采集功能，各路開關(guān)控制，設(shè)備啟停、功率調(diào)節(jié)等控制，核心控制設(shè)備具備多能源優(yōu)化控制軟件，使得系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效的運(yùn)行，微電網(wǎng)能量管理控制器還具備數(shù)據(jù)本地存儲與遠(yuǎn)程發(fā)布功能。
[0007]在本實(shí)用新型的又一個實(shí)施例中，微電網(wǎng)能量管理控制器內(nèi)含儲能系統(tǒng)優(yōu)化管理單元，使得供電系統(tǒng)在不同的工況下，以最優(yōu)的儲能管理控制策略運(yùn)行，當(dāng)蓄電池需要維護(hù)時，供電系統(tǒng)會自動進(jìn)行電池維護(hù)，通過以上方法來提高蓄電池的使用壽命。
[0008]在本實(shí)用新型的再一個實(shí)施例中，供電系統(tǒng)具有擴(kuò)展接口，供電系統(tǒng)默認(rèn)為直流供電系統(tǒng)，當(dāng)遇到交流供電系統(tǒng)時可在擴(kuò)展接口連接逆變器，供交流負(fù)載使用，逆變器受微電網(wǎng)能量管理控制器管理與控制。
[0009]通過本實(shí)用新型設(shè)計(jì)而成的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，通過微電網(wǎng)能量管理控制器使得供電系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的使用工況，如海島供電模式、邊遠(yuǎn)山區(qū)供電模式、無電地區(qū)供電模式等，設(shè)備功能強(qiáng)大，智能化配置，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，安全實(shí)用，操作便捷，附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)主電路原理圖。
[0012]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)軟件主流程圖。
[0013]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的符號表示相同或類似的元件或具有相同或類似的功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0015]如圖1所示，為本實(shí)用新型的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括:光伏組件(I)、微電網(wǎng)能量管理控制器(2)、蓄電池(3)、雙向直流變流器(4)、擴(kuò)展接口(5)。具體表現(xiàn)如下:
[0016]本實(shí)用新型一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的，(I)光伏組件，供電系統(tǒng)主要通過光伏組件的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電力，供用電負(fù)載使用，但光伏組件產(chǎn)生的電力是不可控的，受天氣影響較大。(2)微電網(wǎng)能量管理控制器，為供電系統(tǒng)的核心管理設(shè)備，具有光伏組件供電、蓄電池供電、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口數(shù)據(jù)采集功能，各路開關(guān)控制，設(shè)備啟停、功率調(diào)節(jié)等控制;控制器具備多能源優(yōu)化控制軟件，使得系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效的運(yùn)行；控制器具有足夠空間的本地?cái)?shù)據(jù)存儲器，當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可以保存一周的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性，控制器具有485、以太網(wǎng)、無線通訊等通訊硬件平臺，可與調(diào)度中心，遠(yuǎn)程控制中心相連，遠(yuǎn)程發(fā)布數(shù)據(jù);控制器具有軟定時器，可以對用電負(fù)荷進(jìn)行精確定時控制，做到用電負(fù)荷高效管理。(3)蓄電池，在供電系統(tǒng)中主要用于穩(wěn)定公共直流母線的電壓穩(wěn)定，同時平滑由于天氣原因，使用環(huán)境的原因等導(dǎo)致的光伏產(chǎn)生電力的不穩(wěn)定，當(dāng)光伏不能產(chǎn)生足夠的電力時，蓄電池必須能夠快速的提供后備電力，確保用電負(fù)荷不間斷供電。
(4)雙向直流變流器，采用高效的IGBT或CMOS半橋結(jié)構(gòu)，支持不同的電壓等級輸出，滿足不同的電壓等級的用電負(fù)荷需求，當(dāng)半橋變流器的輸出電壓低于閾值時，微電網(wǎng)能量管理控制器就發(fā)出用電負(fù)荷切換指令，切除一般用電負(fù)荷，確保敏感用電負(fù)荷正常供電。(5)擴(kuò)展接口，擴(kuò)展接口主要用于接入逆變器，當(dāng)用電負(fù)荷為交流負(fù)責(zé)時，將逆變器便捷的接入擴(kuò)展接口，在微電網(wǎng)能量管理控制器中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后就可以使用，逆變器將受到微電網(wǎng)能量管理控制器監(jiān)視與控制。
[0017]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)主電路原理圖，從圖中可知，在光伏組件、蓄電池、公共直流母線、雙向直流變流器、擴(kuò)展接口都安裝電壓、電流傳感器，用于電壓、電流的高精度檢測，這些數(shù)據(jù)都上傳到微電網(wǎng)能量管理控制器，用于算法控制;5塊主要部件，光伏組件、蓄電池、公共直流母線、雙向直流變流器、擴(kuò)展接口都與公共直流母線相連，直流母線電壓由蓄電池決定，光伏組件首先給蓄電池充電，其次在供用電負(fù)荷，雙向直流變流器主要適應(yīng)用戶的不同的電壓等級;微電網(wǎng)能量管理控制器具備蓄電池管理控制功能，用于蓄電池的日常維護(hù)工作，確保電池在合理范圍內(nèi)使用，保證整套供電系統(tǒng)的使用壽命;在每個主要直流支路都安裝了可控開關(guān)，根據(jù)多能源優(yōu)化控制軟件對主要開關(guān)進(jìn)行控制管理;供電系統(tǒng)通訊鏈路方式可以是RS485、光纖、或者無線。
[0018]如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)軟件主流程圖，圖3是軟件主控制流程，控制系統(tǒng)軟件為多進(jìn)程控制系統(tǒng)，各個進(jìn)程管理各自控制算法，其中分為4種有效控制策略，當(dāng)蓄電池工作正常時，先通過web進(jìn)程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，參數(shù)配置，策略選擇。然后開啟數(shù)據(jù)采集通訊進(jìn)程，如需要進(jìn)行蓄電池維護(hù)時，將進(jìn)入蓄電池維護(hù)進(jìn)程，這些進(jìn)程將系統(tǒng)各組成部分緊密結(jié)合，還有些系統(tǒng)進(jìn)程，如故障管理進(jìn)程等，這些進(jìn)程負(fù)責(zé)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
[0019]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)運(yùn)行流程圖，具體步驟如下:
[0020]步驟SI，開啟電源進(jìn)入配置表界面；
[0021]步驟S2，對系統(tǒng)各項(xiàng)控制功能參數(shù)進(jìn)行配置；
[0022]步驟S3，通過各項(xiàng)配置表，選定需要采取的功能及運(yùn)行方式；
[0023]步驟S4，通過軟件啟動其它進(jìn)程，系統(tǒng)正式啟動；
[0024]步驟S5，在設(shè)備運(yùn)行過程中，可通過本地觸摸屏進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的調(diào)整，也可以通過遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的調(diào)整，調(diào)整保存后，下個控制周期系統(tǒng)會重新執(zhí)行指令。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，是一款將微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)中的高智能化供電設(shè)備，它具有高度的自我管理功能，能根據(jù)不同的使用工況，不同的用電特性，制定不同的管理控制策略，為提高其使用壽命，系統(tǒng)具有一定的自我維護(hù)功能，如蓄電池的自我維護(hù)功能，這些特點(diǎn)使得離網(wǎng)光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)更能適用不同的使用環(huán)境，提升了使用的可靠性、安全性、便捷性。為配合多點(diǎn)離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，系統(tǒng)具備完善的集數(shù)據(jù)采集通訊、各項(xiàng)電力參數(shù)監(jiān)控、電能質(zhì)量監(jiān)控，本實(shí)用新型例使用高可靠性通訊網(wǎng)絡(luò)，能與遠(yuǎn)程電力控制系統(tǒng)無縫銜接，實(shí)現(xiàn)“遙測、遙信、遙控”，具備系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)通訊方式可按照遠(yuǎn)程控制協(xié)議進(jìn)行定制。本實(shí)用新型例的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的離網(wǎng)型光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)采用多種對外聯(lián)絡(luò)接口，具有多路485接口，多路以太網(wǎng)接口，可增配3G、4G、GPRS網(wǎng)絡(luò)，可方便快捷的接入多種設(shè)備，以及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型適用于海島邊防、無人地區(qū)供電、邊遠(yuǎn)山區(qū)供電、邊防監(jiān)控、高速監(jiān)控等電力配電網(wǎng)無法接入的地區(qū)或接入成本過高的地區(qū)，通過建立分散式離網(wǎng)供電系統(tǒng)，可節(jié)約電力接入成本，降低應(yīng)用工程造價，同時提升了離網(wǎng)光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)的智能化管理，確保各類用電負(fù)載都能夠獲得穩(wěn)定可靠安全的電源。
[0026]本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合改實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料、或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料、或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0027]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，包括:光伏組件(I)、微電網(wǎng)能量管理控制器(2)、蓄電池(3)、雙向直流變流器(4)、擴(kuò)展接口(5)，其特征在于，所述光伏組件、蓄電池、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口通過公共直流母線連接，所述連接公共直流母線的各部件都有開關(guān)進(jìn)行控制，確保各部件能夠按照一定的邏輯控制進(jìn)行動作，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述微電網(wǎng)能量管理控制器為供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，對光伏組件供電、蓄電池供電、雙向直流變換器、擴(kuò)展接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，開關(guān)與設(shè)備控制，具備多能源優(yōu)化控制軟件，使得系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效的運(yùn)行，所述微電網(wǎng)能量管理控制器具備數(shù)據(jù)本地存儲與遠(yuǎn)程發(fā)布功能。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述微電網(wǎng)能量管理控制器內(nèi)含儲能系統(tǒng)優(yōu)化管理單元，使得供電系統(tǒng)在不同的工況下，以最優(yōu)的儲能管理控制策略運(yùn)行，提高蓄電池的使用壽命。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的光儲互補(bǔ)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)展接口，供電系統(tǒng)默認(rèn)為直流供電系統(tǒng)，當(dāng)遇到交流供電系統(tǒng)時可在擴(kuò)展接口連接逆變器，供交流負(fù)載使用，逆變器受微電網(wǎng)能量管理控制器管理與控制。
【文檔編號】H02J7/35GK205509641SQ201620282911
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】周磊, 馬中華, 齊月
【申請人】北京盛通高科新能源科技有限公司