光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：第一鉛酸蓄電池組、第二鉛酸蓄電池組和鋰電池組；雙向儲(chǔ)能逆變器；雙端雙向儲(chǔ)能逆變器；交流調(diào)配開(kāi)關(guān)；主控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集器；柴油發(fā)電機(jī)；根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的信號(hào)，主控系統(tǒng)能控制開(kāi)關(guān)K1導(dǎo)通，酸蓄電池組經(jīng)雙向儲(chǔ)能逆變器、第二鉛酸蓄電池組以及鋰電池組分別經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器到變壓器，最終逆變發(fā)電到電網(wǎng)，也能夠?qū)㈦娋W(wǎng)上的電反向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行充電；柴油發(fā)電機(jī)能對(duì)第二鉛酸蓄電池組和/或鋰電池組進(jìn)行充電以及第一鉛酸蓄電池組充電。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理、綜合成本比使用單一電池降低、維護(hù)方便、性能價(jià)格比高的有益效果。
【專利說(shuō)明】光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 儲(chǔ)能系統(tǒng)是光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部份，主要承擔(dān)電能的儲(chǔ)存，保 障晚上及陰雨天氣的電能供應(yīng)，也是光伏離網(wǎng)電站投資最大的一個(gè)部份?，F(xiàn)有的儲(chǔ)能系統(tǒng) 一般采用鉛酸蓄電池作為主要的存儲(chǔ)設(shè)備，蓄電池的配比量，一般按與光伏規(guī)模的1 :8或 1 :1〇進(jìn)行配比，這就需要配置大量的蓄電池，投資成本巨大。特別是一些負(fù)載較大的純離 網(wǎng)項(xiàng)目，當(dāng)光伏的發(fā)電量無(wú)法滿足負(fù)載需求時(shí)，為保證負(fù)載的穩(wěn)定，儲(chǔ)能蓄電池就會(huì)釋放電 能供負(fù)載使用，而這種釋放的過(guò)程，就相當(dāng)于蓄電池的一次循環(huán)使用過(guò)程。又或者太陽(yáng)光被 云彩遮擋，當(dāng)光伏發(fā)電量不能滿足負(fù)載的使用時(shí)，儲(chǔ)能蓄電池又會(huì)釋放電量供負(fù)載使用，這 又是一次循環(huán)使用的過(guò)程。而鉛酸蓄電池的循環(huán)使用壽命在600次左右，所以如采用現(xiàn)有 的儲(chǔ)能技術(shù)，這種大負(fù)載、純離網(wǎng)的項(xiàng)目，儲(chǔ)能系統(tǒng)不到半年就得報(bào)廢，鉛酸蓄電池又得重 新更換。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)在大負(fù)載純離網(wǎng)項(xiàng)目中的缺陷，本實(shí)用新型采用鋰電池、管式 膠體電池、普通的鉛酸電池組組合供電，提供了一套全新的光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合 調(diào)配系統(tǒng)。需要說(shuō)明的是，普通的鉛酸電池組是指市面上最便宜的鉛酸電池。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0005] -種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)，包括：
[0006] 多個(gè)電池組，這些電池組包括第一鉛酸蓄電池組、第二鉛酸蓄電池組和鋰電池組； 這三種電池中，第一鉛酸蓄電池組的成本最低，鋰電池組的成本最高，第一鉛酸蓄電池組的 可充電次數(shù)最少，鋰電池組的可充電次數(shù)最多。
[0007] 雙向儲(chǔ)能逆變器，其直流端連接第一鉛酸蓄電池組；
[0008] 雙端雙向儲(chǔ)能逆變器，有兩組，其中一組的直流端連接第二鉛酸蓄電池組，另一組 的直流端連接鋰電池組；
[0009] 交流調(diào)配開(kāi)關(guān)，其開(kāi)關(guān)K1的一個(gè)端點(diǎn)K11連接到雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端B和雙 端雙向儲(chǔ)能逆變器的第一交流端A1，其開(kāi)關(guān)K2的一個(gè)端點(diǎn)K21連接到雙端雙向儲(chǔ)能逆變器 的第二交流端A2,開(kāi)關(guān)K1的另一個(gè)端點(diǎn)K12與開(kāi)關(guān)K2的另一個(gè)端點(diǎn)K22連接后經(jīng)變壓器 到電網(wǎng)；主控系統(tǒng)，用于控制交流調(diào)配開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，同時(shí)，主控系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與雙向 儲(chǔ)能逆變器和雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的數(shù)據(jù)口連接；
[0010] 數(shù)據(jù)采集器，該數(shù)據(jù)采集器的輸入端分別連接電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀和光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān) 測(cè)儀，該數(shù)據(jù)采集器的輸出端連接到主控系統(tǒng)；
[0011] 電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀用于檢測(cè)電網(wǎng)負(fù)荷的各種電參數(shù)如電流、電壓和功率等，光伏發(fā) 電設(shè)備監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)光伏發(fā)電設(shè)備的各種電參數(shù)如輸出電流、電壓和功率等；
[0012] 柴油發(fā)電機(jī)，與交流調(diào)配開(kāi)關(guān)中K2的公共端點(diǎn)連接；
[0013] 根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的信號(hào)，主控系統(tǒng)能控制開(kāi)關(guān)Κ1導(dǎo)通，酸蓄電池組經(jīng)雙向儲(chǔ)能逆 變器、第二鉛酸蓄電池組以及鋰電池組分別經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器到變壓器，最終逆變發(fā) 電到電網(wǎng)，也能夠?qū)㈦娋W(wǎng)上的電反向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行充電，當(dāng)開(kāi)關(guān)Κ2的公共端點(diǎn)連接到開(kāi)關(guān) Κ2的端點(diǎn)Κ21時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)能經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的第二交流端Α2對(duì)第二鉛酸蓄電池 組和/或鋰電池組進(jìn)行充電，同時(shí)也能經(jīng)第一交流端Α1、雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端Β對(duì)第一 鉛酸蓄電池組充電。
[0014] 作為優(yōu)選，所述第一鉛酸蓄電池組的沖放電次數(shù)少于所述第二鉛酸蓄電池組的沖 放電次數(shù)，第二鉛酸蓄電池組的沖放電次數(shù)少于所述鋰電池組沖放電次數(shù)。
[0015] 作為優(yōu)選，所述第一鉛酸蓄電池組為普通的鉛酸蓄電池組，所述第二鉛酸蓄電池 組為管式膠體電池組。
[0016] 本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)的控制方法，按 如下步驟進(jìn)行控制。
[0017] Α、根據(jù)電網(wǎng)供電量的大小，劃分穩(wěn)定供電時(shí)段、波動(dòng)供電時(shí)段和跳變供電時(shí)段；
[0018] Β、穩(wěn)定供電時(shí)段由普通的鉛酸蓄電池組為主進(jìn)行供電，不足部分由管式膠體電池 組和/或鋰電池組補(bǔ)充供電；
[0019] C、波動(dòng)供電時(shí)段由管式膠體電池組為主進(jìn)行供電，不足部分由鋰電池組和/或第 一鉛酸蓄電池組補(bǔ)充供電；
[0020] D、跳變供電時(shí)段由鋰電池組為主進(jìn)行供電，不足部分由管式膠體電池組和/或普 通的鉛酸蓄電池組補(bǔ)充供電。
[0021] 作為優(yōu)選，所述不足部分由膠體電池組補(bǔ)充供電。
[0022] 作為優(yōu)選，所述不足部分由鋰電池組補(bǔ)充供電。
[0023] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型是與光伏配套使用的，穩(wěn)定供電時(shí)段、波動(dòng)供電時(shí)段和 跳變供電時(shí)段的劃分是相對(duì)的，這可參考?xì)v史的數(shù)據(jù)作為基本依據(jù)，結(jié)合天氣、時(shí)段的變 化進(jìn)行劃分，例如夜間供電可劃分為穩(wěn)定供電時(shí)段，上下班時(shí)間可劃分為波動(dòng)供電時(shí)段，白 天云層變化大時(shí)的天氣的時(shí)間可劃分為跳變供電時(shí)段。
[0024] 這套系統(tǒng)充分發(fā)揮各種電池的優(yōu)勢(shì)特性，利用鋰電池的循環(huán)次數(shù)多、可以大電流 快充快放等特性，將鋰電池作為動(dòng)力電池，主要解決光伏發(fā)電受天氣變化影響，用鋰電池代 替鉛酸電池可解決鉛酸電池不斷進(jìn)行充放電時(shí)的壽命問(wèn)題。而普通的鉛酸電池作為主要 的供電蓄電池，也不是所有的鉛酸電池同時(shí)全部進(jìn)行充放電，而是根據(jù)負(fù)載的情況，分組分 類調(diào)控，負(fù)載需要多大的電量，就讓多大電量的鉛酸電池工作，其他鉛酸電池則處于休息狀 態(tài)，這樣就大大減少了鉛酸電池的充放電次數(shù)，延長(zhǎng)了鉛酸電池的使用壽命，從而降低了鉛 酸電池的更換費(fèi)用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0025] 本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理、綜合成本比使用單一電池降低、維護(hù)方便、性能價(jià)格比 1?的有益效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0028] 如圖所示，一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)，包括：
[0029] 多個(gè)電池組，這些電池組包括第一鉛酸蓄電池組、第二鉛酸蓄電池組和鋰電池 組；
[0030] 雙向儲(chǔ)能逆變器，其直流端連接第一鉛酸蓄電池組；
[0031] 雙端雙向儲(chǔ)能逆變器，有兩組，其中一組的直流端連接第二鉛酸蓄電池組，另一組 的直流端連接鋰電池組；
[0032] 交流調(diào)配開(kāi)關(guān)，其開(kāi)關(guān)K1的一個(gè)端點(diǎn)K11連接到雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端B和雙 端雙向儲(chǔ)能逆變器的第一交流端A1，其開(kāi)關(guān)K2的一個(gè)端點(diǎn)K21連接到雙端雙向儲(chǔ)能逆變器 的第二交流端A2,開(kāi)關(guān)K1的另一個(gè)端點(diǎn)K12與開(kāi)關(guān)K2的另一個(gè)端點(diǎn)K22連接后經(jīng)變壓器 到電網(wǎng)；主控系統(tǒng)，用于控制交流調(diào)配開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，同時(shí)，主控系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與雙向 儲(chǔ)能逆變器和雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的數(shù)據(jù)口連接；
[0033] 數(shù)據(jù)采集器，該數(shù)據(jù)采集器的輸入端分別連接電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀和光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān) 測(cè)儀，該數(shù)據(jù)采集器的輸出端連接到主控系統(tǒng)；
[0034] 柴油發(fā)電機(jī)，與交流調(diào)配開(kāi)關(guān)中K2的公共端點(diǎn)連接；
[0035] 根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的信號(hào)，主控系統(tǒng)能控制開(kāi)關(guān)K1導(dǎo)通，酸蓄電池組經(jīng)雙向儲(chǔ)能逆 變器、第二鉛酸蓄電池組以及鋰電池組分別經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器到變壓器，最終逆變發(fā) 電到電網(wǎng)，也能夠?qū)㈦娋W(wǎng)上的電反向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行充電，當(dāng)開(kāi)關(guān)K2的公共端點(diǎn)連接到開(kāi)關(guān) K2的端點(diǎn)K21時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)能經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的第二交流端A2對(duì)第二鉛酸蓄電池 組和/或鋰電池組進(jìn)行充電，同時(shí)也能經(jīng)第一交流端A1、雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端B對(duì)第一 鉛酸蓄電池組充電，，柴油發(fā)電機(jī)還能直接連接到電網(wǎng)向負(fù)載供電。
[0036] 第一鉛酸蓄電池組的沖放電次數(shù)少于第二鉛酸蓄電池組的沖放電次數(shù)，第二鉛酸 蓄電池組的沖放電次數(shù)少于鋰電池組沖放電次數(shù)。
[0037] 第一鉛酸蓄電池組選用普通的鉛酸蓄電池組，即價(jià)格最低廉的電池組，所述第二 鉛酸蓄電池組為管式膠體電池組。
[0038] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步介紹具體的實(shí)施例：
[0039] 在白天時(shí)段，光伏發(fā)電滿足不了負(fù)荷時(shí)，優(yōu)先鋰電池組發(fā)電，再是通過(guò)第二鉛酸蓄 電池組來(lái)調(diào)節(jié)。比如光伏發(fā)電量是150kwh，而負(fù)荷使用量為200kwh，多余的50kwh電量就 有上述的兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)。根據(jù)上述情況只要適當(dāng)開(kāi)啟相應(yīng)的電池組就行，根據(jù)需要多少 電量開(kāi)啟相應(yīng)的電池組數(shù)，鋰電池優(yōu)先。如有盈余的電能，先給普通的鉛酸蓄電池充電，其 次是給管式膠體電池組、最后是鋰電池組充電。
[0040] 在晚上時(shí)段，由于光伏發(fā)不了電，主要的供電單元由2個(gè)第一鉛酸蓄電池組來(lái)完 成供電，其余4個(gè)電池組從中調(diào)節(jié)，使供電平衡。針對(duì)供電的電池組也不一定是全部開(kāi)啟每 個(gè)電池組。而是根據(jù)負(fù)荷使用量來(lái)確定相應(yīng)的開(kāi)啟組數(shù)，有選擇性的開(kāi)啟，例如先啟動(dòng)白天 沒(méi)有開(kāi)啟的蓄電池組，不足再補(bǔ)原則。
[0041] 如果白天電池組沒(méi)充滿，供應(yīng)不了晚上的負(fù)荷。這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)切換到主要由柴油 機(jī)組供電，同時(shí)也給各電池組充電。
[0042] 各個(gè)電池組可以交叉錯(cuò)時(shí)充放電，只要合理調(diào)節(jié)分配各電池組的充放電，就能使 每個(gè)鉛酸蓄電池組的充放電次數(shù)維持在一天一次，從而大大延長(zhǎng)了鉛酸蓄電池組的使用壽 命。
【權(quán)利要求】
1. 一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)，其特征是，包括： 多個(gè)電池組，這些電池組包括鉛酸蓄電池組和鋰電池組； 雙向儲(chǔ)能逆變器，其直流端連接鉛酸蓄電池組； 雙端雙向儲(chǔ)能逆變器，其直流端連接鋰電池組； 交流調(diào)配開(kāi)關(guān)，其開(kāi)關(guān)K1的一個(gè)端點(diǎn)K11連接到雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端B，開(kāi)關(guān)K2 的一個(gè)端點(diǎn)K21連接到雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的第二交流端A2,開(kāi)關(guān)K1的另一個(gè)端點(diǎn)K12與 開(kāi)關(guān)K2的另一個(gè)端點(diǎn)K22連接后經(jīng)變壓器到電網(wǎng)； 主控系統(tǒng)，用于控制交流調(diào)配開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，同時(shí)，主控系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與雙向儲(chǔ)能 逆變器和雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的數(shù)據(jù)口連接； 數(shù)據(jù)采集器，該數(shù)據(jù)采集器的輸入端分別連接電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀和光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)測(cè) 儀，該數(shù)據(jù)采集器的輸出端連接到主控系統(tǒng)； 柴油發(fā)電機(jī)，與交流調(diào)配開(kāi)關(guān)中K2的公共端點(diǎn)連接； 根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的信號(hào)，主控系統(tǒng)能控制開(kāi)關(guān)K1導(dǎo)通，鉛酸蓄電池組經(jīng)雙向儲(chǔ)能逆變 器以及鋰電池組分別經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器到變壓器，最終逆變發(fā)電到電網(wǎng)，也能夠?qū)㈦?網(wǎng)上的電反向?qū)︺U酸蓄電池組和鋰電池組進(jìn)行充電，當(dāng)開(kāi)關(guān)K2的公共端點(diǎn)連接到開(kāi)關(guān)K2 的端點(diǎn)K21時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)能經(jīng)雙端雙向儲(chǔ)能逆變器的第二交流端A2對(duì)鋰電池組進(jìn)行充 電，同時(shí)也能經(jīng)第一交流端A1、雙向儲(chǔ)能逆變器的交流端B對(duì)鉛酸蓄電池組充電。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電的多種儲(chǔ)能模塊混合調(diào)配系統(tǒng)，其特征是，所述 鉛酸蓄電池組的沖放電次數(shù)少于所述鋰電池組沖放電次數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK203850908SQ201420182311
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】章旭敏, 黃大就 申請(qǐng)人:浙江朗呈新能源有限公司