一種多能互補系統的製作方法

2023-06-10 16:32:47

本發明涉及一種互補系統，尤其涉及一種多能互補系統。

背景技術：

電動汽車不燃燒汽油和柴油，所使用的鋰電池是國際公認的環保電池，具有極佳的環保性能，隨著電動汽車的快速發展，電動汽車充電站的建設和有效利用變的尤為重要。因此，如何利用多種能源為電動汽車提供方便、穩定的電能供給是未來新能源運用中的重要課題之一，這也是目前制約電動洗車高速發展的主要因素。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題中的不足之處，本發明提供了一種多能互補系統。

為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：一種多能互補系統，包括光伏系統、儲能饋網系統、充電站子系統、併網系統和能量監控管理系統；光伏系統包括太陽能電池組件、匯流箱、逆變器、用電負載；太陽能電池組件通過匯流箱與逆變器相連接，逆變器通過併網配電裝置與用電負載相連接；匯流箱、逆變器、併網配電裝置分別發出數據線與數據採集裝置相連接，數據採集裝置的輸入端與傳感器連接、輸出端與監控顯示裝置相連接；

太陽能電池組件按20塊組成一串，每個組串接入12路/16路智能直流匯流箱，匯流後接入逆變器的直流側，經過逆變器輸出三相400V交流電，通過升壓變壓器升壓至10kV，形成一個發電單元；併網系統包括發電單元接線和電氣主接線；發電單元通過發電單元接線接入發電系統，單個1000kW光伏陣列構成一個發電系統；

儲能饋網系統由多個並列的模塊化儲能單元構成，每個模塊化儲能單元包括集成在一個貨櫃內的電池組、充電機、饋網逆變器；饋網逆變器將電池組電能由直流逆變成交流，作固定式的儲能電站使用時，與電網聯接回饋電網，作移動儲能電站時可用作應急三相交流電源。

充電站子系統包括直流充電樁和交流充電樁；直流充電樁和交流充電樁同時接入能量監控管理系統；能量監控系統包括電池管理系統。

用電負載接入有公共電網，用電負載包括直流配電櫃、交流配電櫃。

每個模塊化儲能功能單元配儲能電池1000kWH,120KW充電機2臺，正常工作時為電池組充電，作為移動儲能電站使用時，兼作移動直流充電樁，為電動車進行大功率快速充電。電池組選取磷酸鐵鋰蓄電池組，經重組後形成標準電池組，電池組容量為500kWH。

本發明，採用多能互補方案，集市電、光伏和儲能互補供電，有效利用太陽能對電動汽車充電、利用太陽能發電並回饋電網；利用蓄電池貯能作為移動的充電站、利用電網谷時貯電，峰時回饋電網，有效削峰填谷，提高供電網絡穩定性，降低用電成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明光伏發電系統的結構框圖。

圖2是本發明的通信系統拓撲框圖。

具體實施方式

如圖1-圖2所示，本發明包括光伏系統、儲能饋網系統、充電站子系統、併網系統和能量監控管理系統；光伏系統包括太陽能電池組件、匯流箱、逆變器、用電負載；太陽能電池組件通過匯流箱與逆變器相連接，逆變器通過併網配電裝置與用電負載相連接；匯流箱、逆變器、併網配電裝置分別發出數據線與數據採集裝置相連接，數據採集裝置的輸入端與傳感器連接、輸出端與監控顯示裝置相連接；

本發明的光伏組件採用國內生產的太陽能電池板，單塊容量為260W。每個發電系統共布置太陽能組件15400塊，組件布置於東源新能源廠房屋頂。其中，太陽能電池組件所發直流電通過逆變器逆變成50HZ、400V的交流電再升壓至10kV送入電網；太陽能電池組件按20塊組成一串，每個組串接入12路/16路智能直流匯流箱，匯流後接入逆變器的直流側，經過逆變器輸出三相400V交流電，通過升壓變壓器升壓至10kV，形成一個發電單元；併網系統包括發電單元接線和電氣主接線；發電單元通過發電單元接線接入發電系統，單個1000kW光伏陣列構成一個發電系統；發電系統的電壓為400V，經匯流後，升壓至10kV，其中併網點10kV為單母線接線，可採用在原10kV變電所新增一面併網櫃，採用10kV高壓側併網(最終以供電局接入方案為準)。

儲能饋網系統採用模塊化設計，由多個並列的模塊化儲能單元構成，每個模塊化儲能單元包括集成在一個貨櫃內的電池組、充電機、饋網逆變器；正常工作時，在光儲充電站作固定儲能，緊急情況下，每個貨櫃又是一個移動儲能電站，可通過專用拖車移動，用於緊急用電的應急三相交流電源及移動直流充電樁，為電動車提供大功率快速充電電源。饋網逆變器將電池組電能由直流逆變成交流，作固定式的儲能電站使用時，與電網聯接回饋電網，作移動儲能電站時可用作應急三相交流電源。每個模塊化儲能功能單元配儲能電池1000kWH,120KW充電機2臺，正常工作時為電池組充電，作為移動儲能電站使用時，兼作移動直流充電樁，為電動車進行大功率快速充電。電池組選取大巴退役的磷酸鐵鋰蓄電池組，經重組後形成標準電池組，電池組容量為500kWH。

本發明用電負載接入有公共電網，可通過市電電源為其供電，市電作為補充能源，晚上由市電給蓄電池充電，由市電給充電機供電。用電負載包括直流配電櫃、交流配電櫃，充電站子系統包括直流充電樁和交流充電樁；直流充電樁和交流充電樁同時接入能量監控管理系統；能量監控系統包括電池管理系統(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)。

本發明集市電、光伏和儲能互補供電，白天有光照時，由光伏系統發電，供給充電樁，多餘部分優先給蓄電池充電，電池充滿後，再供給廠內用電負載使用(如照明、發電設備等)，市電作為補充能源；晚上由市電給蓄電池充電，由市電給充電機供電，能有效地階梯利用已經有一定使用年限，容量降低的電動汽車動力電池。

本發明的電池管理系統的工作方式如下：

a)全面電池信息管理

實時採集每一節電池電壓、每個電池箱或電池櫃內部溫度(根據箱體、機櫃尺寸和設計情況，具備多個溫度檢測點)、整組電池組端電壓、充放電電流等；採樣精度高，電壓精度±(0.2％FS+0.2％RD)，電流精度±(0.5％FS+0.5％RD)。

b)在線SOC診斷

在實時數據採集的基礎上，採用多種模式分段處理辦法，建立專家數學分析診斷模型，在線測量每一節電池的剩餘電量SOC。同時，智能化地根據電池的放電電流和環境溫度等對SOC預測進行校正，給出更符合變化負荷下的電池剩餘容量及可靠使用時間。

c)無損主動均衡充電管理

在充電過程中，採用「補償式串聯電流均衡法」和「集中式均衡法」兩項發明專利技術調整單節電池充電電流，保證系統內所有電池的電池端電壓在每一時刻有良好的一致性，同時減少有損均衡方法帶來的能量浪費，最大均衡電流可達1A。

d)系統保護功能

對運行過程中可能出現的電池嚴重過壓、欠壓、過流(短路)、漏電(絕緣)等異常故障情況，通過高壓控制單元實現快速切斷電池迴路，並隔離故障點、及時輸出聲光報警信息，保證系統安全可靠運行。

e)熱管理功能

對電池箱的運行溫度進行嚴格監控，如果溫度高於或低於保護值將輸出熱管理啟動信號，系統可配備風機或保溫儲熱裝置來調整溫度；若溫度達到設定的危險值，電池管理系統自動與系統保護機制聯動，及時切斷電池迴路，保證系統安全。

f)自我故障診斷與容錯技術

電池管理系統採用先進的自我故障診斷和容錯技術，對模塊自身軟硬體具有自檢功能，即使內部故障甚至器件損壞，也不會影響到電池運行安全。不會因電池管理系統故障導致儲能系統發生故障，甚至導致電池損壞或發生惡性事故。

g)專業的負荷聯動控制及優化

電池管理系統具備相應的數字通訊接口及開放的通訊協議，以及必要的輸入輸出幹節點，可靈活接口PCS、儲能電站監控調度系統等，實現聯動控制，提高儲能電站效率，優化負荷控制和調度決策。

h)靈活的模塊化設計

系統採用模塊化設計思路，針對儲能電站電池增長擴容的需要，可靈活增加ESBMM模塊配置，滿足升級擴容要求；同時，針對儲能電站用「智能一體化電池」的應用，可靈活配置ESBMM模塊在電池箱中，方便用戶運行維護。

上述實施方式並非是對本發明的限制，本發明也並不僅限於上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的技術方案範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬於本發明的保護範圍。