CN102957197A - 一种家用储能电站 - Google Patents

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袁春刚
缪书坤
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    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

本发明提供一种家用储能电站，涉及太阳能利用领域。电站中，太阳能电池板经过光伏逆变器与交流母线盒相连，化学储能电池经过双向换流器与交流母线盒相连，交流母线盒内设有自动测试开关，并通过接口向负载供电，通过双向计价电表和闸刀开关与电网相连。该电站通过自动控制，利用太阳能和电池、电网的补充向负载供电，也可将多余太阳能为电池充电或卖给电网，能实现太阳能的利用和储存，并与电网互补，满足家用负载自足供电的需求，符合环保、低碳的发展方向，应用前景广阔。

Description

一种家用储能电站
技术领域
本发明涉及一种能量吸收、转换和储存系统，特别是利用太阳能和电能供给家庭用电的家用储能电站。
背景技术
目前人们在以家庭为单位的日常生活中，基本上是从电网上单向获取能源，主要与电网公司打交道。但是随着新能源电力的广泛应用，特别是国际上地震频发的日本和实施了“百万屋顶计划”工程的德国，越来越多的人们希望通过太阳能等新能源发电系统及家用储能系统，实现电力自供自足，最终达到自产自销，摆脱家庭用电对电网的百分之百依赖。我国大力发展太阳能产业，目前也在逐步推广阶梯电价和双向计价电表，这些都为家庭的科学合理用电提供了条件，但现在缺少适合家用的太阳能和电能的转换、储存装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合家庭应用的吸收、储存太阳能、并与电网互补满足家用负载自足供电的家用储能电站。
本发明的技术方案是：家用储能电站，主要由太阳能电池板、光伏逆变器、双向换流器、化学储能电池和交流母线盒构成，所述太阳能电池板经过光伏逆变器与交流母线盒相连接，所述化学储能电池经过双向换流器与交流母线盒相连接，交流母线盒设有向负载供电的接口，交流母线盒内设有自动测试开关。
所述交流母线盒通过双向计价电表和闸刀开关与电网相连。
太阳能板电池和光伏逆变器相连作为一个支路，储能电池系统和双向换流器相连作为另一个支路，两支路共同接入点为交流母线盒内。在脱离电网的工作状态下，太阳能电池系统做MPPT（最大功率点追踪）控制，太阳能电池系统和储能电池系统，通过交流母线盒可以同时向家用负载供电，负载可通过优先级进行投切。当太阳能电池输出功率小于负载时，储能电池补充电量；当太阳能电池输出功率大于负载时，储能电池吸收多余的电能；当储能电池充满无法再吸收电能时，光伏逆变器进行限功率操作。在并入电网的工作状态下，太阳能电池系统同样做最大功率点追踪控制，优先给储能电池充电（此时，负载由市电供电），储能电池充满后，剩余的电能全部提供给家用负载使用。
在特殊情况下（如连续阴雨天气）太阳能电池系统无法发电，同时储能电池电量低于某一设定值时，双向换流器会从电网进行取电，给储能电池系统充电，这样电池系统起到了一个能量储存和释放的调节器作用（类似于目前大电网的“移峰填谷”电站系统）。
本发明提供的家用储能电站系统，把太阳能电池板白天生产的电量提供给家庭负载使用，多余的电量可以储存在储能电池系统中；如果太阳能发电量不足以给负载供电，储能电池系统则可以把晚上从电网吸收的低价电能，并网提供给家用负载；如果还不能确保家用负载高峰用电，由于太阳能发电输出线路、储能电池输出线路、电网线路接入同一交流母线盒内，可形成电能并网互补。对于电池容量有富裕的家用储能电站系统，则可以通过电池系统在晚上吸收电网低价电，白天供给家用负载自用，同时可以把自给多余的电能通过双向计价电表，按照实时电价向电网馈电。以上过程通过交流母线盒内的自动测试开关进行控制。
附图说明：
附图为家用储能电站的组成和连接关系框图。
具体实施方式
参见附图，家用储能电站的主要组成和连接关系是：太阳能电池板1经过光伏逆变器2与交流母线盒5相连接，化学储能电池6经过双向换流器7与交流母线盒连接，交流母线盒内设有自动测试开关8，并通过接口向负载9供电，通过双向计价电表4和闸刀开关3与电网相连。
下面描述家用储能电站的应用实例：
普通家庭日用电量测算，电脑：300W×3h=900Wh 日耗电0.9度；电视：80W×5h=400Wh 日耗电0.4度；冰箱：日耗电0.25度（节能型）；1.5P空调1300W×5h=6500Wh日耗电 6.5度（夏天和冬天日平均）；其它电器日用电1度，所以普通家庭日用电合计：约9.05度电，按照该测算，进行家用储能电站系统配置。
实施例1 供给自足型：太阳能系统配置 (峰值功率)：2KW，储能电池系统配置：5.5KWh（可储存5.5度电）。太阳能电池按照每天平均4小时最大功率发电，可以产生的电量为2KW×4h=8KWh 为8度电。家庭平时日用电特点是18:00～22:00为用电高峰期，占日用电量的70%左右，所以白天6:00～18:00用电量为9.05度×30%=2.715度，则太阳能所发电量有8度-2.715度=5.285度为储能电池所吸收，晚上 18:00～22:00电池储存电量为家庭负载所使用。
实施例2 供给富裕型： 参照例1太阳能系统配置 (峰值功率)：2KW，储能电池系统配置：10KWh（可储存10度电）。去除白天太阳能发电储存的5.285度电，该家用储能电站，晚上可实现吸收10度-5.285度=4.715度电，这些电量可以通过双向换流器，白天向电网馈电（说明：工业用电高峰期一般为上午9:00～11:00，下午14:00～16:00）。

Claims (2)

1.一种家用储能电站，其特征是主要由太阳能电池板、光伏逆变器、双向换流器、化学储能电池和交流母线盒构成，所述太阳能电池板经过光伏逆变器与交流母线盒相连接，所述化学储能电池经过双向换流器与交流母线盒相连接，交流母线盒设有向负载供电的接口，交流母线盒内设有自动测试开关。
2.根据权利要求1所述的家用储能电站，其特征在于：所述交流母线盒通过双向计价电表和闸刀开关与电网相连。
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