專利名稱：光伏充電系統(tǒng)和充電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏充電系統(tǒng)和充電站，特別是涉及一種動(dòng)力電池梯次利用的光伏充電系統(tǒng)和充電站。
背景技術(shù)：
國家“十二五”規(guī)劃中把新能源純電動(dòng)汽車作為發(fā)展方向，新能源汽車發(fā)展呈現(xiàn)良好勢(shì)頭，隨著電動(dòng)汽車迅猛發(fā)展，與電動(dòng)汽車相配套的充電站正成為一種新興產(chǎn)業(yè)。我國電力資源緊缺，勢(shì)必要找到一種新型解決電動(dòng)汽車充電辦法。由于電力資源的緊缺，動(dòng)力電池的梯次利用也將是提高能源綜合利用率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。按照國家的有關(guān)規(guī)定，電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池的實(shí)際容量衰退至其標(biāo)稱容量的80%后，應(yīng)該進(jìn)行淘汰。當(dāng)電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用后，已淘汰的動(dòng)力蓄電池仍然是一筆巨大的財(cái)富，可以在電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用方面發(fā)揮重要作用。由此，期望可以找到一種不增加用電負(fù)擔(dān)、可以利用已淘汰的動(dòng)力蓄電池且便于電動(dòng)汽車充電的充電系統(tǒng)和充電站。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車沒有配套的充電站、動(dòng)力蓄電池淘汰后得不到充分利用的缺陷，提供一種不增加額外的用電負(fù)擔(dān)、使得淘汰的動(dòng)力蓄電池得到充分利用、便于電動(dòng)汽車及其他交流用電設(shè)備和直流用電設(shè)備充電的光伏充電系統(tǒng)和充電站。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:—種光伏充電系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，其包括:用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能、并將該電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出的太陽能電池組件、蓄電池組件、第一 DC/DC (直流轉(zhuǎn)直流)電路、第二DC/DC電路、第一 DC/AC(直流轉(zhuǎn)交流)電路、第二 DC/AC電路，其中，該第一 DC/DC電路用于利用該太陽能電池組件輸出的直流電為該蓄電池組件充電；該第一 DC/AC電路用于將該太陽能電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入一交流用電設(shè)備和/或一電網(wǎng)，也就是說，轉(zhuǎn)換所得的交流電可以直接為該交流用電設(shè)備提供電源，也可以并入電網(wǎng)發(fā)電，緩解用電高峰時(shí)傳統(tǒng)發(fā)電廠的工作壓力；該第二 DC/AC電路用于將該蓄電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入該交流用電設(shè)備和/或該電網(wǎng)，也就是說，轉(zhuǎn)換所得的交流電可以直接為該交流用電設(shè)備提供電源，也可以并入電網(wǎng)發(fā)電，緩解用電高峰時(shí)傳統(tǒng)發(fā)電廠的工作壓力；該第二 DC/DC電路用于直流轉(zhuǎn)換該蓄電池組件輸出的直流電并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的直流電送入一直流用電設(shè)備，這里的直流轉(zhuǎn)直流是為了將該蓄電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換成適合該直流用電設(shè)備使用的直流電以為該直流用電設(shè)備提供工作電源；其中，該交流用電設(shè)備例如照明系統(tǒng)或其它生活工業(yè)用電設(shè)備；該直流用電設(shè)備例如電動(dòng)汽車，由此該光伏充電系統(tǒng)可以利用太陽能轉(zhuǎn)換所得的電能和蓄電池組件的二次利用為電動(dòng)汽車充電，再不加重傳統(tǒng)發(fā)電廠負(fù)擔(dān)的情況下充分利用了電力資源。優(yōu)選地，該光伏充電系統(tǒng)還包括一監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控以下的一種或多種:該太陽能電池組件輸出的直流電電壓、直流電電流、該蓄電池組件的電量、該電網(wǎng)的電網(wǎng)信息。用戶可以通過監(jiān)控裝置的監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行控制指令的下達(dá)，又或者事先進(jìn)行程序的設(shè)定，在監(jiān)控結(jié)果滿足某一條件的時(shí)候自動(dòng)下達(dá)控制指令。優(yōu)選地，該光伏充電系統(tǒng)還包括一控制裝置，用于在該電網(wǎng)信息顯示電網(wǎng)電壓過低或電網(wǎng)容量不夠時(shí)啟用該第一 DC/AC電路和/或該第二 DC/AC電路以將該交流電送入該電網(wǎng)。即用電量較大、傳統(tǒng)發(fā)電廠的輸出無法滿足用電需要時(shí)，該光伏充電系統(tǒng)將太陽能電池組件和蓄電池組件的輸出轉(zhuǎn)換成交流電輸出直接并入電網(wǎng)以緩解緊張的用電情況。優(yōu)選地，該控制裝置還用于根據(jù)采集的該電網(wǎng)信息以控制該第二 DC/AC電路對(duì)該蓄電池組件進(jìn)行放電來實(shí)現(xiàn)對(duì)該電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)或無功功率的調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，該控制裝置還用于在該交流用電設(shè)備被啟用時(shí)啟用該第一 DC/AC電路和/或該第二 DC/AC電路以為該交流用電設(shè)備提供工作電源，和/或，該控制裝置還用于在該直流用電設(shè)備被啟用時(shí)啟用該第二 DC/DC電路以為該直流用電設(shè)備提供工作電源，或者例如對(duì)電動(dòng)汽車等其他直流用電設(shè)備的充電。優(yōu)選地，該控制裝置還用于在該蓄電池組件的電量低于一閾值時(shí)啟用該第一 DC/DC電路以控制該太陽能電池組件對(duì)該蓄電池組件的充電。優(yōu)選地，該交流電與該電網(wǎng)同頻率、同相位。優(yōu)選地，該蓄電池組件包括BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,電池管理系統(tǒng))，BMS是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是二次電池，由于二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲(chǔ)能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。BMS主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長(zhǎng)電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。另外，該蓄電池組件還可包括充電鋰電池。優(yōu)選地，該第一 DC/AC電路和該第二 DC/AC電路均包括逆變器以完成直流電到交流電的轉(zhuǎn)換。其中，上述的直流轉(zhuǎn)直流、直流轉(zhuǎn)交流的具體實(shí)現(xiàn)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇合適的DC控制器、逆變器來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還提供一種充電站，其特點(diǎn)在于，該充電站包括如上所述的光伏充電系統(tǒng)。由此，該充電站不僅可以滿足電動(dòng)汽車等直流用電設(shè)備的充電需要，還可以為交流用電設(shè)備(例如照明系統(tǒng))提供工作電源，此外，在用電量較大的時(shí)段，該充電站還可以將太陽能電池組件和蓄電池組件的輸出轉(zhuǎn)換成交流電并入電網(wǎng)，即使是在夜間也可利用具有儲(chǔ)能功能的該蓄電池組件的電能。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明的光伏充電系統(tǒng)和充電站利用了太陽能和二次電池，提供了 DC/AC和DC/DC的多種通路，不僅為電動(dòng)汽車等直流用電設(shè)備提供了便利的充電方式，還充分利用了太陽能和二次電池的儲(chǔ)能，可以為交流用電設(shè)備(例如照明系統(tǒng))提供工作電源以及在用電量超負(fù)荷時(shí)提供并網(wǎng)發(fā)電。另外，該充電站從多方面保證了用戶的用電，并且完全采用清潔能源，不會(huì)造成額外的污染。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的光伏充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參考圖1，本發(fā)明所述的光伏充電系統(tǒng)，包括:用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能、并將該電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出的太陽能電池組件1(例如，太陽能電池組件裝機(jī)容量為IOkWp,可實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤)、蓄電池組件2 (例如，電池儲(chǔ)能容量40kWh，壽命1500循環(huán)(80% D0D,循環(huán)深度，每次放電循環(huán)可放出容量)，該蓄電池組件也能從電網(wǎng)吸入能量為自身充電，又可通過并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)釋放能量)、第一 DC/DC電路3、第二 DC/DC電路4、第一 DC/AC電路5、第二 DC/AC電路6，其中，該第一 DC/DC電路3用于利用該太陽能電池組件I輸出的直流電為該蓄電池組件2充電；該第一 DC/AC電路5用于將該太陽能電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入一交流用電設(shè)備7和/或一電網(wǎng)，也就是說，轉(zhuǎn)換所得的交流電可以直接為該交流用電設(shè)備7提供電源，也可以并入電網(wǎng)發(fā)電，緩解用電高峰時(shí)傳統(tǒng)發(fā)電廠的工作壓力；該第二 DC/AC電路6用于將該蓄電池組件2輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入該交流用電設(shè)備7和/或該電網(wǎng)，也就是說，轉(zhuǎn)換所得的交流電可以直接為該交流用電設(shè)備7提供電源，也可以并入電網(wǎng)發(fā)電，緩解用電高峰時(shí)傳統(tǒng)發(fā)電廠的工作壓力；該第二 DC/DC電路4用于直流轉(zhuǎn)換該蓄電池組件2輸出的直流電并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的直流電送入一直流用電設(shè)備8，這里的直流轉(zhuǎn)直流是為了將該蓄電池組件2輸出的直流電轉(zhuǎn)換成適合該直流用電設(shè)備8使用的直流電以供該直流用電設(shè)備8用電，本實(shí)施例中，該直流用電設(shè)備8為電動(dòng)汽車，該第二 DC/DC電路4利用該蓄電池組件2中的電量為該電動(dòng)汽車充電；其中，該交流用電設(shè)備7例如照明系統(tǒng)或其它生活工業(yè)用電設(shè)備；而該經(jīng)轉(zhuǎn)換的直流電被提供給該直流用電設(shè)備8，由此該光伏充電系統(tǒng)可以利用太陽能轉(zhuǎn)換所得的電能和蓄電池組件的二次利用為電動(dòng)汽車充電，再不加重傳統(tǒng)發(fā)電廠負(fù)擔(dān)的情況下充分利用了電力資源。除此之外，該光伏充電系統(tǒng)還包括一監(jiān)控裝置(圖中未示)，用于監(jiān)控以下的一種或多種:該太陽能電池組件I輸出的直流電電壓、直流電電流、該蓄電池組件2的電量、電網(wǎng)信息。用戶可以通過監(jiān)控裝置的監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行控制指令的下達(dá)，又或者事先進(jìn)行程序的設(shè)定，在監(jiān)控結(jié)果滿足某一條件的時(shí)候自動(dòng)下達(dá)控制指令，例如:在夜間該蓄電池組件2進(jìn)行逆變放電；或者當(dāng)市電電壓過低或市電容量不夠時(shí)，蓄電池組件2也進(jìn)行放電以并入電網(wǎng)；或者，需要對(duì)該直流用電設(shè)備8 (例如電動(dòng)汽車)進(jìn)行充電時(shí)，在接收到充電指令后該蓄電池組件2也進(jìn)行放電以對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。監(jiān)控的對(duì)象不局限于上述提及的部分。為了方便自動(dòng)控制，該光伏充電系統(tǒng)還包括一控制裝置(圖中未示)，用于在電網(wǎng)電壓過低或電網(wǎng)容量不夠時(shí)啟用該第一 DC/AC電路5和/或該第二 DC/AC電路6以將該交流電送入該電網(wǎng)。即用電量較大、傳統(tǒng)發(fā)電廠的輸出無法滿足用電需要時(shí)，該光伏充電系統(tǒng)將太陽能電池組件I和蓄電池組件2的輸出轉(zhuǎn)換成交流電輸出直接并入電網(wǎng)以緩解緊張的用電情況。除此之外，該控制裝置還用于根據(jù)采集的該電網(wǎng)信息以控制該第二 DC/AC電路6對(duì)該蓄電池組件2進(jìn)行放電來實(shí)現(xiàn)對(duì)該電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)或無功功率的調(diào)節(jié)?；蛘撸摽刂蒲b置還用于在該交流用電設(shè)備7被啟用時(shí)啟用該第一 DC/AC電路5和/或該第二 DC/AC電路6，和/或，該控制裝置還用于在該直流用電設(shè)備8被啟用時(shí)啟用該第二 DC/DC電路4以控制對(duì)該直流用電設(shè)備8 (例如電動(dòng)汽車)的充電。另外，該控制裝置還用于在該蓄電池組件2的電量低于一閾值時(shí)啟用該第一 DC/DC電路3以控制該太陽能電池組件I對(duì)該蓄電池組件2的充電。除此之外，該控制裝置還能協(xié)調(diào)充電、電池儲(chǔ)能、太陽能電池組件的輸出功率，能實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式供電系統(tǒng)(小規(guī)模供電系統(tǒng)，大電網(wǎng)供電系統(tǒng)補(bǔ)充)的控制和孤島檢測(cè)保證安全，驗(yàn)證脫離電網(wǎng)的離網(wǎng)運(yùn)行的可能性。其中，該交流電與該電網(wǎng)同頻率、同相位。另外，該蓄電池組件2包括BMS，該蓄電池組件還可包括充電鋰電池，該鋰電池能做到在半小時(shí)內(nèi)充電40%，SOC (電池儲(chǔ)能剩余容量)在20 80%之間)，溫度條件滿足室外低溫環(huán)境。具體來說，該第一 DC/AC電路5和該第二 DC/AC電路6均包括逆變器以完成直流電到交流電的轉(zhuǎn)換。其中，上述的直流轉(zhuǎn)直流、直流轉(zhuǎn)交流的具體實(shí)現(xiàn)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇合適的DC控制器、逆變器來實(shí)現(xiàn)。除此之外，本發(fā)明還提供一種充電站，包括如上所述的光伏充電系統(tǒng)。由此，該充電站不僅可以滿足電動(dòng)汽車等直流用電設(shè)備的充電需要，還可以為交流用電設(shè)備(例如照明系統(tǒng))提供工作電源，此外，在用電量較大的時(shí)段，該充電站還可以將太陽能電池組件和蓄電池組件的輸出轉(zhuǎn)換成交流電并入電網(wǎng)，即使是在夜間也可利用具有儲(chǔ)能功能的該蓄電池組件的電能。本發(fā)明的光伏充電系統(tǒng)及充電站，一方面可以平衡充電站新增的用電負(fù)荷，從而對(duì)電網(wǎng)供電容量不構(gòu)成新的需求，減少電網(wǎng)增容所需的投資和施工工程，另外一方面可以為未來的“智能電網(wǎng)”作好充足的技術(shù)儲(chǔ)備。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，其包括:用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能、并將該電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出的太陽能電池組件、蓄電池組件、第一 DC/DC電路、第二 DC/DC電路、第一DC/AC電路、第二 DC/AC電路，其中， 該第一 DC/DC電路用于利用該太陽能電池組件輸出的直流電為該蓄電池組件充電； 該第一 DC/AC電路用于將該太陽能電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入一交流用電設(shè)備和/或一電網(wǎng)； 該第二 DC/AC電路用于將該蓄電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將該交流電送入該交流用電設(shè)備和/或該電網(wǎng)； 該第二 DC/DC電路用于直流轉(zhuǎn)換該蓄電池組件輸出的直流電并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的直流電送入一直流用電設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，該光伏充電系統(tǒng)還包括一監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控以下的一種或多種:該太陽能電池組件輸出的直流電電壓、直流電電流、該蓄電池組件的電量、該電網(wǎng)的電網(wǎng)信息。
3.如權(quán)利要求2所述的光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，該光伏充電系統(tǒng)還包括一控制裝置，用于在該電網(wǎng)信息顯示電網(wǎng)電壓過低或電網(wǎng)容量不夠時(shí)啟用該第一 DC/AC電路和/或該第二 DC/AC電路以將該交流電送入該電網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置還用于根據(jù)該電網(wǎng)信息控制該第二 DC/AC電路對(duì)該蓄電池組件進(jìn)行放電來實(shí)現(xiàn)對(duì)該電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)或無功功率的調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求3所述的光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置還用于在該交流用電設(shè)備被啟用時(shí)啟用該第一 DC/AC電路和/或該第二 DC/AC電路，和/或，該控制裝置還用于在該直流用電設(shè)備被啟用時(shí)啟用該第二 DC/DC電路。
6.如權(quán)利要求3所述的光伏充電系統(tǒng)，其特征在于，該控制裝置還用于在該蓄電池組件的電量低于一閾值時(shí)啟用該第一 DC/DC電路以控制該太陽能電池組件對(duì)該蓄電池組件的充電。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的光伏充電系統(tǒng),其特征在于,該交流電與該電網(wǎng)同頻率、同相位。
8.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的光伏充電系統(tǒng),其特征在于,該蓄電池組件包括BMSjP /或，該蓄電池組件包括充電鋰電池。
9.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的光伏充電系統(tǒng),其特征在于,該第一DC/AC電路和該第二 DC/AC電路均包括逆變器。
10.一種充電站，其特征在于，該充電站包括如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的光伏充電系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏充電系統(tǒng)包括太陽能電池組件、蓄電池組件，第一DC/DC電路用于利用太陽能電池組件輸出的直流電為蓄電池組件充電；第一DC/AC電路用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并送入交流用電設(shè)備和/或電網(wǎng)；第二DC/AC電路用于將蓄電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并送入交流用電設(shè)備和/或電網(wǎng)；第二DC/DC電路用于直流轉(zhuǎn)換蓄電池組件輸出的直流電并送入直流用電設(shè)備。本發(fā)明還公開了一種充電站。本發(fā)明的光伏充電系統(tǒng)和充電站利用了太陽能和二次電池，不僅為直流用電設(shè)備提供了便利的充電方式，還充分利用了二次電池的儲(chǔ)能。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103208825SQ20121001430
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者楊海林, 彭華良 申請(qǐng)人:上海追日電氣有限公司