CN105071434A - 太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统 - Google Patents

太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统 Download PDF

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Abstract

太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统,储能管理系统(1)分别与储能电池(4)、车载电池(5)、电池储能逆变器(6)、离并网切换器(8)和太阳能模块(11)连接,其中,储能电池(4)和车载电池(5)分别与电池储能逆变器(6)连接,电池储能逆变器(6)继而又和离并网切换器(8)连接,离并网切换器(8)同时还与负载(7)和电网接口(9)连接。充分利用太阳能以及电池的储能作用,有效的管理间歇性能源,减少电动汽车对电网电量的消耗,节能减排、绿色环保。整体提高太阳能与电网混合供电的稳定性和可靠性,实现太阳能与电网混合供电的智能化控制,统一管理、协调储能供电。

Description

太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统
技术领域
本发明属于IPC分类H02J供电或配电的电路装置或系统以及电能存储领域,涉及应用电动汽车电池充放电双向功率转换器储能逆变光伏绿色能源应用系统技术,尤其是太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统。
背景技术
随着光伏、风电等新能源的兴起,传统电网结构也快速的由结构最常见的比较单一网和负载组成的最简单的电网系统,发展为由电网、备用发电机和负载组成的复杂的多源电力系统离并网结构,而其中由于备用发电机一般由柴油发电机充当,其发电需要消耗石油资源,无论从经济效益看还是从其本身工作环境看,柴油发电机都没有电网本身来得经济、安静,所以在这种电力结构下绝大部分电能还是由电网提供。在全球提倡节能减排的大趋势下,电动汽车也应运而生,其自身由于使用电能作为驱动能源,相比较传统汽车无需消耗石油资源,也不会产生废气。
目前电动汽车虽然无需消耗石油资源,但其消耗的电力资源一般仍由电网提供,并没能完全实现节能的目标,随着社会的进步和发展,人们对于用电的需求不断增加。目前还有很多地区处在市电供电不全面的状态,经常性发生短时或长时停电。新能源的利用是对市电的一种补充,尤其是太阳能发电技术不断的提高和推广,光伏系统需要同时具有离网和并网运行两种功能。解决上述问题的方案公开较少。
中国专利申请201410699117公开了一种用于太阳能与市电混合供电的太阳能离并网控制方法,该控制方法基于太阳能离并网系统实施,通过采集并判断太阳能并网逆变器状态、双向并网逆变器状态、柴油发电机状态和市电状态,再协调太阳能并网逆变器、柴油发电机、双向并网逆变器和市电控制开关的工作模式。
发明内容
本发明的目的是提供太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统,
本发明的目的将通过以下技术措施来实现:包括储能管理系统、储能电池、车载电池、电池储能逆变器、负载、离并网切换器、电网接口和太阳能模块;储能管理系统分别与储能电池、车载电池、电池储能逆变器、离并网切换器和太阳能模块连接,其中,储能电池和车载电池分别与电池储能逆变器连接,电池储能逆变器继而又和离并网切换器连接,离并网切换器同时还与负载和电网接口连接。
尤其是,太阳能模块由光伏面板和太阳能逆变器连接构成,其中,太阳能逆变器连接在离并网切换器和电网接口之间。
尤其是,太阳能模块由光伏面板和太阳能控制器连接构成,其中,太阳能控制器还与电池储能逆变器连接。
本发明的优点和效果:充分利用太阳能以及电池的储能作用,有效的管理间歇性能源,减少电动汽车对电网电量的消耗,减少用户的电费开销,达到节能减排、绿色环保的作用。整体提高太阳能与电网混合供电的稳定性和可靠性,适用范围广,实施成本低,解决智能微网系统发展的关键性环节,包括电网负荷峰谷调节,管理间歇性太阳能资源,提供备用能源等,实现太阳能与电网混合供电的智能化控制,统一管理、协调储能供电,整体提高混合供电的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例1中系统交流耦合架构示意图。
图2为本发明实施例2中系统直流耦合架构示意图。
附图标记包括:储能管理系统1、光伏面板2、太阳能逆变器3、储能电池4、车载电池5、电池储能逆变器6、负载7、离并网切换器8、电网接口9、太阳能控制器10、太阳能模块11。
具体实施方式
本发明原理在于,为了实现发明目的,系统必须具有以下功能:能够利用太阳能给车载电池和储能电池充电,向负载和电网供电,同时,将储能电池直流电转换为交流电给负载或者电网供电,通过储能电池为电动汽车充电,而且,在电网离网状态下能都通过储能电池和电动汽车的车载电池为负载供电。
本发明主要由储能模块和太阳能模块11组成,同时,根据太阳能模块11与电网耦合的方式分为交流耦合和直流耦合两种。
本发明包括:储能管理系统1、储能电池4、车载电池5、电池储能逆变器6、负载7、离并网切换器8、电网接口9和太阳能模块11。
储能管理系统1分别与储能电池4、车载电池5、电池储能逆变器6、离并网切换器8和太阳能模块11连接,其中,储能电池4和车载电池5分别与电池储能逆变器6连接,电池储能逆变器6继而又和离并网切换器8连接,离并网切换器8同时还与负载7和电网接口9连接。离并网切换器8通过电网接口9与电网连接。
本发明白天将太阳能转换的电能根据实际情况储存到储能电池中、直接为电动汽车充电、直接为负载提供电能或者向电网输出电能,晚上可以通过储能电池为电动汽车充电。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:系统采用太阳能模块11与电网9交流耦合的架构方式如附图1所示,太阳能模块11由光伏面板2和太阳能逆变器3连接构成,其中,太阳能逆变器3连接在离并网切换器8和电网接口9之间。也即,太阳能模块11同时直接与离并网切换器8和电网连接。
在本实施例中,白天光照较好,太阳能模块11发电充足时可以向储能电池4、电动汽车的车载电池5、负载7甚至通过电网接口9向电网提供电能。当光照不足时,电动汽车的车载电池5、负载7的电能将由储能电池4提供。当电网断电时,即离网工作模式下,负载7将由储能电池4或太阳能模块11提供电能;当太阳能供电不足时将仅由储能电池4供电。
实施例2:系统采用太阳能模块11与电网9直流耦合的架构方式如附图2所示,太阳能模块11由光伏面板2和太阳能控制器10连接构成,其中,太阳能控制器10还与电池储能逆变器6连接。也即,太阳能模块11直接与电池储能逆变器6连接,并不与电网链接。
在本实施例中,直流耦合方案电能流动方向和交流耦合方案相同。
本发明中,将太阳能发电系统与电网连接组成一种新的电力系统结构,能够通过太阳能能为电动汽车等负载供电,同时能够实现削峰填谷的策略,在减少电网能源消耗的同时优化电能使用机制,同时实现了能源的节约与经济效益的提升。
本发明通过配合光伏发电系统,利用储能电池对光伏能源进行充放电管理,可以有效管理间歇性能源,最大程度上减小用户的电能损耗;可以利用峰谷电价差异对储能电池进行充放电,谷充峰放,实现削峰填谷,甚至在用电高峰能通过储能电池向电网提供电能较小电网压力;能够在电网断电情况下为重要负载提供电能。除此之外,还能通过光伏储能系统将太阳能转换为电动汽车所需的电能,从而最大程度上实现对绿色能源的利用。
本发明不局限与上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统,包括储能管理系统(1)、储能电池(4)、车载电池(5)、电池储能逆变器(6)、负载(7)、离并网切换器(8)、电网接口(9)和太阳能模块(11);其特征在于,储能管理系统(1)分别与储能电池(4)、车载电池(5)、电池储能逆变器(6)、离并网切换器(8)和太阳能模块(11)连接,其中,储能电池(4)和车载电池(5)分别与电池储能逆变器(6)连接,电池储能逆变器(6)继而又和离并网切换器(8)连接,离并网切换器(8)同时还与负载(7)和电网接口(9)连接。
2.如权利要求1所述的太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统,其特征在于,太阳能模块(11)由光伏面板(2)和太阳能逆变器(3)连接构成,其中,太阳能逆变器(3)连接在离并网切换器(8)和电网接口(9)之间。
3.如权利要求1所述的太阳能电池电动汽车充电并离网储节能系统,其特征在于,太阳能模块(11)由光伏面板(2)和太阳能控制器(10)连接构成,其中,太阳能控制器(10)还与电池储能逆变器(6)连接。
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