專利名稱：光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，更具體的說，尤其涉及一種在白天用光伏電力給負(fù)載供電并給電池充電，在夜晚用電低谷時段利用低谷電力進(jìn)行存儲電力的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源的緊張和匱乏使得電能日常緊張，為了能夠滿足人類工作和生活需要，人們開始使用其他可再生能源，太陽能作為一種綠色無污染可再生能源，已被人類開發(fā)并廣泛的利用。但由于光伏資源的間歇性和不確定性，光伏發(fā)電很難為負(fù)載提供一個持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。就目前電網(wǎng)負(fù)荷而言，電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差別很大，白天的電力短缺與夜間的電力剩余并存。如何盡可能使用可再生能源，并將一部分用電量從高峰時段轉(zhuǎn)移到平段或低谷時段，減少峰谷負(fù)荷差，減少備用容量，提高發(fā)電機(jī)組使用效率，減少資源浪費，這是一 個亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種在白天用光伏電力給負(fù)載供電并給電池充電，在夜晚用電低谷時段利用低谷電力進(jìn)行存儲電力的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)。本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，包括將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能光伏系統(tǒng)、起運算和控制作用的系統(tǒng)控制器、進(jìn)行能量暫存的蓄電池組以及用于信號采集的檢測電路，其特別之處在于還設(shè)置有并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊、充放電控制模塊、逆變模塊和切換裝置，所述太陽能光伏系統(tǒng)經(jīng)光伏開關(guān)連接有光伏電壓控制模塊，光伏電壓控制模塊的輸出端與充放電控制系統(tǒng)、整流充電模塊、逆變模塊和并網(wǎng)逆變模塊均相連接；充放電控制系統(tǒng)與蓄電池組相連接，并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊分別經(jīng)并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)與公共電網(wǎng)相連接；切換裝置的輸入端與公共電網(wǎng)、逆變模塊選擇性連接，輸出端與交流負(fù)載相連接；所述系統(tǒng)控制器的控制端與并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊、光伏電壓控制模塊、充放電控制系統(tǒng)、逆變模塊和切換裝置均相連接。光伏電壓控制模塊輸出穩(wěn)定的直流電；充放電控制系統(tǒng)根據(jù)不同的情況，控制蓄電池組進(jìn)行充電、放電。逆變模塊將光伏電壓控制模塊輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，以供交流?fù)載工作；而并網(wǎng)逆變模塊將電能逆變后反饋會電網(wǎng)，以充分利用太陽能。整流充電模塊將公共電網(wǎng)的交流電整流后，對蓄電池組進(jìn)行充電。切換裝置根據(jù)實際情況，在公共電網(wǎng)和逆變模塊中擇一對交流負(fù)載供電。各模塊的工作狀態(tài)均受系統(tǒng)控制器的控制。本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，所述并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)和光伏開關(guān)均設(shè)置在智能選擇板上，且每個開關(guān)的控制端均與系統(tǒng)控制器相連接。系統(tǒng)控制器根據(jù)檢測電路采集的各種參數(shù)并經(jīng)過相應(yīng)的運算之后，對上述三個開關(guān)的通斷狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的控制。[0007]本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)控制器上設(shè)置有用于區(qū)分用電波峰與波谷階段的定時控制器；該定時控制器為機(jī)械式、電子式或可編程式定時控制器。定時控制器可采用多種形式。本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，所述切換裝置用于切換市電或者逆變模塊為負(fù)載供電；切換裝置為機(jī)械式或電子式。切換裝置只是實現(xiàn)公共電網(wǎng)、逆變模塊擇一導(dǎo)通，其可根據(jù)實際情況進(jìn)行選取。本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，所述檢測電路的檢測量包括光伏電壓控制模塊的輸出功率乓、交流負(fù)載的功率P滅、蓄電池組的充電功率、蓄電池組電壓Gci以及公共電網(wǎng)的相位和頻率。通過計算 Pfs、Pya,、和Gai之間的關(guān)系和大小，可得出相應(yīng)的控制狀態(tài)；檢測公共電網(wǎng)的相位和
頻率，以便為并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的輸出信號提供鎖相基準(zhǔn)，以及檢測市電是否停電。本實用新型的有益效果是(1)通過設(shè)置光伏電壓控制模塊，有效地將間歇性和相對不穩(wěn)定的光能轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，并最大程度地優(yōu)先利用太陽能為負(fù)載供電并為蓄電池充電，有效的利用可再生能源；(2)當(dāng)光伏資源不可用且蓄電池容量減少時，盡量利用市電低谷時段為負(fù)載供電和為蓄電池充電，達(dá)到削峰填谷的作用，提高了電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。(3)當(dāng)光伏提供的功率超過負(fù)載和充電功率之和時，還可向公共電網(wǎng)中回饋電能，使得對可再生資源的利用達(dá)到最大化。

圖I為本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)的電路原理圖。圖中1太陽能光伏系統(tǒng)，2并網(wǎng)逆變模塊，3整流充電模塊，4光伏電壓控制模塊，5充放電控制系統(tǒng)，6蓄電池組，7逆變模塊，8切換裝置，9交流負(fù)載，10系統(tǒng)控制器，11智能選擇板，12公共電網(wǎng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖I所示，給出了本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)的電路原理圖，其包括系統(tǒng)控制器10、太陽能光伏系統(tǒng)I、光伏電壓控制模塊4、充放電控制系統(tǒng)5、蓄電池組6、逆變模塊7、并網(wǎng)逆變模塊2、整流充電模塊3、切換裝置8，系統(tǒng)控制器中可內(nèi)設(shè)定時控制器；所示的系統(tǒng)控制器10實現(xiàn)信號采集、運算和控制輸出的作用，保證整個系統(tǒng)的正常運行。太陽能光伏系統(tǒng)I用于將可再生能源轉(zhuǎn)化為電能，并經(jīng)過光伏輸入開關(guān)后輸入到光伏電壓控制模塊4的輸入端。光伏電壓控制模塊4的輸出端與充放電控制系統(tǒng)5、逆變模塊7、并網(wǎng)逆變模塊2以及整流充電模塊3均相連接，以便光伏電壓控制模塊輸出的電能可對蓄電池組6進(jìn)行充電、對交流負(fù)載9進(jìn)行供電以及反饋回公共電網(wǎng)12中。公共電網(wǎng)12的交流輸出端經(jīng)過切換裝置8、整流充電快關(guān)3、并網(wǎng)控制開關(guān)分別與交流負(fù)載9、蓄電池組6和并網(wǎng)逆變模塊2相連接，以實現(xiàn)公共電網(wǎng)12向交流負(fù)載9和蓄電池組6提供電能，以及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)向公共電網(wǎng)中反饋電能。為了便于走線和控制，并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)和光伏開關(guān)均設(shè)置在智能選擇板11上。系統(tǒng)控制器10的控制端與智能選擇板11、光伏電壓控制模塊4、充放電控制系統(tǒng)5、逆變模塊7、并網(wǎng)逆變模塊2、整流充電模塊3和切換裝置8的控制端均相連接，以便對智能選擇板11上的各個快關(guān)的開通與關(guān)斷、光伏電壓控制模塊4的輸出狀態(tài)、整流充電模塊3的工作狀態(tài)、充放電控制系統(tǒng)5的充放電狀態(tài)、逆變模塊7的工作狀態(tài)、并網(wǎng)逆變模塊2的工作狀態(tài)以及切換裝置8的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。為了使系統(tǒng)控制器可以對一天之中的用電波谷時段(譬如晚間22點至早上6點)、用電波峰時段(譬如6點至22點)有效地區(qū)分開來，系統(tǒng)控制器設(shè)置有定時控制器，定時控制器可以采用機(jī)械式、電子式或可編程式定時控制器來實現(xiàn)。檢測電路用于實現(xiàn)對光伏電壓控制模塊4的輸出功車 '、交流負(fù)載9的功率
、蓄電池組6的充電功率/L、蓄電池組6電壓Gai以及公共電網(wǎng)12的相位和頻率的檢測。
為了便于布線和集中控制，其中的并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)、光伏輸入開關(guān)可集中設(shè)置 在在智能選擇板11上，系統(tǒng)控制器10實現(xiàn)對開關(guān)通斷狀態(tài)的控制。本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)工作過程為設(shè)光伏發(fā)電供電的功率為Ps，光伏電壓控制模塊4最小輸出功率為Pg*，交流負(fù)載9功率為P減,蓄電池組6充電功率P秘，蓄電池組6電壓Ffe，蓄電池組6最低安全保護(hù)
電壓，檢測電路首先檢測或計算出Ps、P滅、P她,Vi5i，同時檢測出市電是否斷電，以防
止產(chǎn)生孤島效應(yīng)。系統(tǒng)控制器10根據(jù)檢測電路檢測到的各種數(shù)值控制切換裝置的工作狀態(tài)和智能選擇板上并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)和光伏開關(guān)的通斷，以及逆變模塊7、并網(wǎng)逆變模塊2、充放電控制模塊5、整流充電模塊3和切換裝置8的工作狀態(tài)，主要形式如下一、在定時器設(shè)定的市電用電波峰階段(譬如6點至22點)當(dāng)乓>Pum + Pto時，系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至逆變模塊供電，光伏電壓控
制模塊產(chǎn)生的電量除給交流負(fù)載供電和給蓄電池組充電，同時系統(tǒng)控制器控制閉合并網(wǎng)控制開關(guān)，光伏電壓控制模塊將多余的能量通過并網(wǎng)逆變模塊逆變成交流電回饋到電網(wǎng)中；當(dāng)P滅< Pg < Pusd + Pte時，系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至逆變模塊供電，光伏電壓控制模塊產(chǎn)生的電量給交流負(fù)載供電和給蓄電池組充電；當(dāng)巧<Ps < Ptei ,且^ > ^min時，系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至逆變模塊供電，光伏電壓控制模塊與蓄電池組聯(lián)合為交流負(fù)載供電；當(dāng)乓-<Ps < /Li ,且 ^ < F^mkl時，系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至市電供電，市電為交流負(fù)載供電，光伏電壓控制模塊為蓄電池組充電；當(dāng)乓〈Pgmkl,RVisi > Fimkl時，蓄電池組為交流負(fù)載供電；當(dāng)乓< Pgmitx, RVi5l < Fimki時，系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至市電供電，同時系
統(tǒng)控制器控制智能選擇板上的整流充電開關(guān)閉合，市電為交流負(fù)載供電，同時為蓄電池組充電。二、在定時器設(shè)定的市電用電波谷階段(譬如22點至6點)[0028]系統(tǒng)控制器控制切換裝置切換至市電供電，同時系統(tǒng)控制器控制智能選擇板上的整流充電開關(guān)閉合，市電為交流負(fù)載供電，同時為蓄電池組充電。·
權(quán)利要求1.一種光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，包括將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能光伏系統(tǒng)(I)、起運算和控制作用的系統(tǒng)控制器(10)、進(jìn)行能量暫存的蓄電池組(6)以及用于信號采集的檢測電路，其特征在于還設(shè)置有并網(wǎng)逆變模塊(2 )、整流充電模塊(3 )、充放電控制模塊(5 )、逆變模塊(7)和切換裝置(8)，所述太陽能光伏系統(tǒng)經(jīng)光伏開關(guān)連接有光伏電壓控制模塊(4)，光伏電壓控制模塊的輸出端與充放電控制系統(tǒng)、整流充電模塊、逆變模塊和并網(wǎng)逆變模塊均相連接；充放電控制系統(tǒng)與蓄電池組相連接，并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊分別經(jīng)并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)與公共電網(wǎng)(12)相連接；切換裝置的輸入端與公共電網(wǎng)、逆變模塊選擇性連接，輸出端與交流負(fù)載(9)相連接；所述系統(tǒng)控制器的控制端與并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊、光伏電壓控制模塊、充放電控制系統(tǒng)、逆變模塊和切換裝置均相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，其特征在于所述并網(wǎng)控制開關(guān)、充電模塊開關(guān)和光伏開關(guān)均設(shè)置在智能選擇板(11)上，且每個開關(guān)的控制端均與系統(tǒng)控制器(10)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)光互補(bǔ)儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)控制器(10)上設(shè)置有用于區(qū)分用電波峰與波谷階段的定時控制器；該定時控制器為機(jī)械式、電子 式或可編程式定時控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)光互補(bǔ)儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述切換裝置(8)用于切換市電或者逆變模塊為負(fù)載供電；切換裝置為機(jī)械式或電子式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，其特征在于所述檢測電路的檢測量包括光伏電壓控制模塊(4)的輸出功車g交流負(fù)載(9)的功率Pfcfli、蓄電池組(6)的充 電功率P—、蓄電池組電壓以及公共電網(wǎng)的相位和頻率。
專利摘要本實用新型的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)，包括太陽能光伏系統(tǒng)、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和檢測電路，特征在于還設(shè)有并網(wǎng)逆變模塊、整流充電模塊、充放電控制模塊、逆變模塊和切換裝置，太陽能光伏系統(tǒng)經(jīng)光伏開關(guān)連接有光伏電壓控制模塊，光伏電壓控制模塊的輸出端與充放電控制系統(tǒng)、整流充電模塊、逆變模塊和并網(wǎng)逆變模塊均相連接；各模塊均受系統(tǒng)控制器的控制。本實用新型有效地將間歇性、相對不穩(wěn)定的光能轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，并最大程度地優(yōu)先利用太陽能為負(fù)載供電并為蓄電池充電，有效的利用可再生能源。同時達(dá)到了削峰填谷的作用，提高了電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性；還可向公共電網(wǎng)中回饋電能，使得對可再生資源的利用達(dá)到最大化。
文檔編號H02J3/32GK202586367SQ201220275059
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者肖連生, 張長恩, 肖南 申請人:肖連生, 張長恩, 肖南