一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統的製作方法
2023-05-26 17:51:16 3
專利名稱:一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光伏發電【技術領域】，尤其涉及一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統。它包括供電網絡、負載、市電電源、光伏供電系統、儲能系統和柴油供電系統，還包括與供電網絡連接的智能控制器，智能控制器包括依次連接的信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊，信號採集電路模塊的輸入端與供電網絡連接，能量管理模塊的輸出端與供電網絡連接。本發明大大地提高了特殊供電場合的重要負載的供電保障率，同時，使併網光伏發電系統具有更高的能源利用率和使用效率。並且由於光伏供電系統的二次下電，使EPS應急電源和柴油發電機的使用頻率降低，有效的節約了資源和降低了使用成本。
【專利說明】一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光伏發電【技術領域】，尤其涉及一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統。
【背景技術】
[0002]能源是人類生存的基本要素和國民經濟和社會發展的重要物質基礎。隨著經濟社會的發展，對能源的需求日益增加。而與此同時，由於燃燒煤、石油等常規能源所帶來的能源短缺、環境汙染和溫室效應也不容忽視。鑑於常規能源供給的有限性和環保壓力的增加，從根本上解決能源危機，我國必須充分利用可再生能源調整能源結構，促進經濟和社會的可持續發展。
[0003]近年來，由於國家政策的支持和國民環保意識的提高，我國太陽能光伏建築集成與併網發電得到快速發展。併網型光伏發電系統的優點是可以省去蓄電池，而將電網作為自己的儲能單元。由於蓄電池在存儲和釋放電能的過程中，伴隨著能量的損失，而且，蓄電池的使用壽命通常僅為5?8年，報廢的蓄電池又將對環境造成汙染。所以，省去蓄電池後的併網光伏系統不僅可以大幅度降低造價，還大大提高了系統的可靠性，具有更高的發電效率和更好的環保性能。將建築物與光伏集成併網發電具有多方面的優點，如:無汙染、不需佔用昂貴的土地、降低施工成本、不需要能量儲存設備、在用電地點發電避免或減少了輸配電損失等等，好的集成設計會使建築物更加潔淨、美觀，容易被建築師、用戶和公眾所接受，所以發展很快。但是，併網光伏發電系統有一個顯著特點:孤島保護功能。即當市電停電或發生故障時，即使是在白天光伏系統也必須立即停止發電。但是，對某些場合如:醫院、銀行系統、證券系統、電信系統、化工系統、電力系統、鐵路系統、機場等特重要負載必須保持持續供電。而傳統的併網光伏發電系統並不能保障在市電停電或發生故障時繼續給某些特重要負載提供電力，也就是說傳統的併網光伏發電系統並不具備二次下電的功能。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統。它具備二次下點功能，能夠在市電停電或發生故障時採用蓄電池進行供電，並切斷一般負載的供電，在蓄電池供電不足時切斷次重要負載並啟用柴油發電機對特重要負載繼續供電，保證特重要負載的正常運行。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，包括供電網絡、負載、市電電源、光伏供電系統、儲能系統和柴油供電系統，所述市電電源、光伏供電系統和柴油供電系統的輸出端均與供電網絡連接，所述供電網絡的輸出端與負載連接，還包括智能控制器，所述的智能控制器包括依次連接的信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊，所述信號採集電路模塊的輸入端與供電網絡連接，所述能量管理模塊的輸出端與供電網絡連接。
[0006]進一步的，還包括與供電網絡連接的數據採集和監控模塊，所述的數據採集和監控模塊輸出端連接有顯示及輸出模塊。
[0007]進一步的，還包括VCC電源，所述的VCC電源與顯示及輸出模塊、信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊連接。
[0008]進一步的，所述的光伏供電系統包括太陽能電池方陣和光伏微電網逆變器，所述太陽能電池方陣的輸出端通過光伏微電網逆變器與供電網絡連接。
[0009]進一步的，所述的儲能系統包括蓄電池和連接在蓄電池與供電網絡之間的EPS應急電源。
[0010]進一步的，所述的柴油供電系統包括柴油發電機和ATS自動切換系統，所述的柴油發電機輸出端通過ATS自動切換系統與供電網絡連接。
[0011]進一步的，所述的負載包括一般負載、次重要負載和特重要負載。
[0012]本實用新型的有益效果是:在傳統供電網絡上增加了一個智能控制器，智能控制器內的信號採集電路模塊通過供電網絡採集各種電源的供電情況，通過能量管理模塊根據市電電源的供電情況自動進行儲能系統的儲能、市電電源與光伏供電系統的切換以及在市電電源停電或發生故障時通過儲能系統和柴油供電系統實現二次下電功能。大大地提高了特殊供電場合的重要負載的供電保障率，同時，使併網光伏發電系統具有更高的能源利用率和使用效率。並且由於光伏供電系統的二次下電，使EPS應急電源和柴油發電機的使用頻率降低，有效的節約了資源和降低了使用成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型模塊連接原理圖；
[0014]圖2為系統控制流程圖；
[0015]圖中:1 一光伏供電系統，2—儲能系統，3—柴油供電系統，4一智能控制器。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
[0017]圖1所示，本實用新型包括供電網絡、負載、市電電源、光伏供電系統1、儲能系統2和柴油供電系統3，市電電源、光伏供電系統I和柴油供電系統3的輸出端均與供電網絡連接，供電網絡的輸出端與負載連接，還包括與供電網絡連接的數據採集和監控模塊、智能控制器4，數據採集和監控模塊的輸出端連接有顯示及輸出模塊，智能控制器I包括依次連接的信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊，信號採集電路模塊的輸入端與供電網絡連接，能量管理模塊的輸出端與供電網絡連接。還包括VCC電源，VCC電源與顯示及輸出模塊、信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊連接。其中，光伏供電系統I包括太陽能電池方陣和光伏微電網逆變器，太陽能電池方陣的輸出端通過光伏微電網逆變器與供電網絡連接。儲能系統2包括蓄電池和連接在蓄電池與供電網絡之間的EPS應急電源。柴油供電系統3包括柴油發電機和ATS自動切換系統，柴油發電機輸出端通過ATS自動切換系統與供電網絡連接。負載包括一般負載、次重要負載和特重要負載。
[0018]智能控制器是本系統的控制核心，它通過信號採集電路模塊採集各種電源的工作狀況，包括電壓電流等信息。而智能控制電路模塊接收信號採集電路模塊採集的數據信息進行整理，並根據預先設定的控制策略進行邏輯判斷，將執行指令發給通信管理模塊，通信管理模塊利用TCP/IP協議上傳實時數據給能量管理模塊，最終由能量管理模塊進行各種能量的綜合協調、分配和管理。而數據採集和監控模塊對系統的運行狀況進行實時監控並把工作狀況發送給顯示及輸出模塊，以圖像和文字形式進行顯示輸出，供人進行識別監控。
[0019]如圖2所示為本實用新型的控制流程圖，本實用新型的工作原理如下:在市電電源正常供電時，若光伏供電系統I發電功率大於負載功率，智能控制電路模塊發送信號給能量管理模塊切斷市電輸入，並將多餘功率存儲到儲能系統2中，若光伏供電系統I發電功率小於負載功率時，智能控制電路模塊發送信號給能量管理模塊接入市電與光伏供電系統I發電一起給負載供電。當市電停電或發送故障時，智能控制器首先判斷光伏供電系統I發電功率是否能滿足負載功率，若不能滿足，立即啟動EPS應急電源通過蓄電池對負載進行供電，智能控制電路模塊發送信號給能量管理模塊切斷一般負載的供電。同時對蓄電池剩餘容量進行監測，達到設定的一次下電容量比例時，智能控制電路模塊發送信號給能量管理模塊切斷次重要負載的供電進行一次下電；當達到設定的二次下電容量比例時，智能控制電路模塊發送信號給能量管理模塊切斷蓄電池對特重要負荷的供電進行二次下電，同時ATS自動切換系統立即切換到柴油發電機，切換時間為毫秒級，柴油發電機立即啟動為特重要負載供電。當市電電壓恢復正常工作時，智能控制電路模塊發出信號給能量管理模塊對柴油發電機ATS自動切換系統和EPS應急電源執行自動關機操作，同時執行由市電電源和光伏供電系統的轉換操作。
[0020]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，應當指出，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，包括供電網絡、負載、市電電源、光伏供電系統、儲能系統和柴油供電系統，所述市電電源、光伏供電系統和柴油供電系統的輸出端均與供電網絡連接，所述供電網絡的輸出端與負載連接，其特徵在於:還包括智能控制器，所述的智能控制器包括依次連接的信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊，所述信號採集電路模塊的輸入端與供電網絡連接，所述能量管理模塊的輸出端與供電網絡連接。2.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:還包括與供電網絡連接的數據採集和監控模塊，所述的數據採集和監控模塊輸出端連接有顯示及輸出模塊。3.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:還包括VCC電源，所述的VCC電源與顯示及輸出模塊、信號採集電路模塊、智能控制電路模塊、通信管理模塊和能量管理模塊連接。4.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:所述的光伏供電系統包括太陽能電池方陣和光伏微電網逆變器，所述太陽能電池方陣的輸出端通過光伏微電網逆變器與供電網絡連接。5.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:所述的儲能系統包括蓄電池和連接在蓄電池與供電網絡之間的EPS應急電源。6.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:所述的柴油供電系統包括柴油發電機和ATS自動切換系統，所述的柴油發電機輸出端通過ATS自動切換系統與供電網絡連接。7.如權利要求1所述的一種具備二次下電功能的光伏智能發電系統，其特徵在於:所述的負載包括一般負載、次重要負載和特重要負載。
【文檔編號】H02J9-06GK204304495SQ201420713439
【發明者】唐明濤, 陳志強, 鄭家偉, 賈峰, 劉一春 [申請人]武漢經開能源科技發展有限公司