CN109038647A - 光伏能供氧系统及其电能管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了光伏能供氧系统，包括太阳能发电装置、电网接口、储能逆变器、储能设备、能源管理子系统。本发明还提供了一种光伏能供氧系统的电能管理方法。本发明提供的光伏能供氧系统和光伏能供氧系统的电能管理方法，可以解决太阳能发电装置发电受天气影响造成的发电量对鱼塘供氧装置的影响。

Description

光伏能供氧系统及其电能管理方法
技术领域
本发明涉及发电、充电设备，尤其涉及用于为鱼塘供氧装置供电的太阳能发电和电能储存系统，以及实现的电能管理方法。
背景技术
对于渔业养殖业来说，通过在养殖区设置供氧设备，为养殖区提供更多的氧气，可以显著提高养殖水产的产量，避免养殖区鱼类等水产密度增高带来的缺氧问题。也有助于减少水产生物患病的几率。
但是现有的养殖区供氧设备主要通过接入供电电源来提供电能，需要消耗大量的电能，特别是在用电高峰期，如果不能获取到充足的电能，有可能造成供氧装置功率不足，对水产养殖造成一些不利影响，如水中氧气不足等。
随着太阳能发电技术的成熟，人们想到了通过将太阳能发电装置引入现有的水产养殖供氧系统的电能供应中。但太阳能发电受天气影响比较大，在阳光充足时，往往可以提供充足的电量，甚至除满足水产养殖区外还有电能多，但是在天气不好的时候，其发电量往往不足。现有的太阳能鱼塘供氧系统并没有很好的解决太阳能发电装置和供电电力网之间电能不平衡时的电能管理问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种光伏能供氧系统，以及其电能管理方法，可以解决太阳能发电装置发电受天气影响造成的发电量对鱼塘供氧装置的影响。
本发明实施例提供的光伏能供氧系统，包括太阳能发电装置、电网接口、储能逆变器、储能设备、能源管理子系统，电网接口用于外接供电电网，太阳能发电装置包括光伏组件、光伏逆变器和光伏计量点，光伏组件通过直流导线连接光伏逆变器的直流端口，光伏逆变器通过交流导线连接光伏计量点，储能逆变器包括第一交流进线母排接口、第二交流进线母排接口、交流出线母排接口和第二直流接口，光伏计量点通过交流导线连接第一交流进线母排接口，电网接口通过交流导线连接第二交流进线母排接口，光伏计量点还通过交流导线连接电网接口，储能设备连接第二直流接口，交流出线母排接口连接供氧装置，能源管理子系统通过通信网络分别连接光伏计量点和储能逆变器。
本发明实施例还提供一种光伏能供氧系统电能管理方法，由上述的光伏能供氧系统实施，包括如下步骤：
能源管理子系统检测光伏计量点和储能逆变器的电能参数，控制光伏计量点首先为储能设备充电；
能源管理子系统检测到光伏计量点电量不足时，判断是否处于最佳电网充电时间，如果是，通过电网接口外接供电电源为储能设备充电，如果否，检测储能设备电量是否高于第一预设值，如果储能设备电量高于第一预设值，暂停为储能设备供电，否则，通过电网接口外接供电电源为储能设备充电。
其中，能源管理子系统根据以下步骤计算最佳充电时间：获取当地各个时间段的电费，取电费最便宜时段定为最佳充电时间。
进一步地，能源管理子系统还包括以下步骤计算最佳充电时间：获取当地用电高峰低谷数据，取电费最便宜时段的用电低谷为最佳充电时间。
本发明实施例提供的光伏能供氧系统及其电能管理方法，通过能源管理子系统实时检测太阳能发电装置的发电量，在太阳能发电装置的发电量充足时，通过太阳能发电装置为储能设备充电，在太阳能发电装置的发电量不足时，通过控制供电电源在最佳的时间点为储能设备充电，储能设备可以给供氧装置提供稳定充足的电能，避免了太阳能发电装置发电量不足时给供氧装置带来的供电不足的影响。可以充分利用太阳能发电，减少供电电能的消耗。同时，通过选择最佳时间为储能设备充电，可以在保证供氧设备供电的情况下，尽量减少电费，为用户节省用电成本。
优选地，交流出线母排接口还连接充电桩开关，能源管理子系统还通过网络连接充电桩开关。交流出线母排接口进一步还连接负荷开关，能源管理子系统还通过网络连接负荷开关。通过设置充电桩开关和负荷开关，可以充分满足养殖区其他用电需求，比如电动汽车、电动单车的用电需求，以及其他的电器设备用电需求，如电饭煲、手机充电等，充分利用太阳能解决所有的用电需求。
优选地，光伏计量点通过公网计量点连接电网接口。光伏能供氧系统电能管理方法，还包括以下步骤：能源管理子系统检测到储能设备电量达到第二预设值时，检测光伏计量点电能是否充足，若光伏计量点电能充足，控制所述光伏计量点通过所述电网接口外接电力线路，通过所述电网接口将太阳能发电装置中发的电通过外接电力线路接入供电网络。光伏计量点通过公网计量点连接电网接口，可以在阳光充足时太阳能发电装置发电量充足时，通过电网接口将电量接入电力供电线路，将电能提供给其他需要用电的地方，同时通过公网计量点，可以获取为电力供电线路提供的电量，提供结算依据，还能为用户获取额外收入，或者获取在天气不好时免费使用供电电源的机会，节约用户的用电成本。
优选地，能源管理子系统还通过通信网络连接监控设备。通过设置监控设备，可以实时监控能源管理子系统的运行状态，实时获取各个设备的状态，以及电能电量参数，对系统实现管理和优化。
优选地，光伏能供氧系统电能管理方法，包括如下步骤：
能源管理子系统检测储能设备的电量是否低于第三预设值，若是，控制储能逆变器停止为所述充电桩开关和负荷开关供电。相对来说，供氧装置是最重要的设备，通过控制储能设备在电量不足时，只为供氧装置供电，而暂停为充电桩和负荷开关供电，可以优先保证供氧装置的正常工作，避免供氧装置不能工作带来的影响。
本发明实施例还提供一种计算机可存储介质，计算机存储介质上存储有可执行计算机程序，可执行计算机程序可由能源管理子系统上的处理器执行并实现如上所述的方法。
附图说明
图1为本发明实施例1中光伏能供氧系统结构示意图；
图2为本发明实施例1中光伏能供氧系统电能管理方法流程示意图；
附图中：100、太阳能发电装置；110、光伏组件；120、光伏逆变器；130、光伏计量点；200、电网接口；210、公网计量点；300、储能逆变器；310、储能设备；400、能源管理子系统；510、直流导线；520、交流导线；600、供氧装置；610、充电桩开关；620、负荷开关；700、监控设备；710、通信网络。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1：
如图1所示，光伏能供氧系统，包括太阳能发电装置100、电网接口200、储能逆变器300、储能设备310、能源管理子系统400，电网接口200用于外接供电电网，太阳能发电装置100包括光伏组件110、光伏逆变器120和光伏计量点130，光伏组件110通过直流导线510连接光伏逆变器120的直流端口，光伏逆变器120通过交流导线520连接光伏计量点130，储能逆变器300包括第一交流进线母排接口、第二交流进线母排接口、交流出线母排接口和第二直流接口，光伏计量点130通过交流导线520连接第一交流进线母排接口，电网接口200通过交流导线520连接第二交流进线母排接口，光伏计量点130还通过交流导线520连接电网接口200，储能设备310连接第二直流接口，交流出线母排接口连接供氧装置600，能源管理子系统400通过通信网络710分别连接光伏计量点130和储能逆变器300。
其中，光伏组件110包括多晶硅和单晶硅，光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电目前已经是一项成熟的技术，本发明的太阳能发电装置100可采用所有可实现太阳能发电的太阳能发电装置100，本发明实施方案对此不做限制。
其中，能源管理子系统400(EMS)包括数据采集和监控系统(SCADA系统)，自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC)，电力系统状态估计(State Estimator)，安全分析(Security Analysis)，调度员模拟培训系统(DTS)，可以实现对光伏计量点130、储能逆变器300、供氧装置600、充电桩开关610、负荷开关620的参数采集和监控，以及根据预设的流程控制光伏计量点130、电网电路对储能设备310的充放电管理。
本发明实施例还提供一种光伏能供氧系统电能管理方法，由上述的光伏能供氧系统实施，如图2所示，包括如下步骤：
S10:能源管理子系统400检测光伏计量点130和储能逆变器300的电能参数，控制光伏计量点130首先为储能设备310充电；
S11:能源管理子系统400检测到光伏计量点130电量不足时，判断是否处于最佳电网充电时间，如果是，执行步骤S12，否则，执行步骤S13；
S13：通过电网接口200外接供电电源为储能设备310充电；
S14：检测储能设备310电量是否高于第一阈值，若是，执行步骤S14，否则，执行步骤15；
S14：暂停为储能设备310供电；
S15：通过电网接口200外接供电电源为储能设备310充电。
其中，能源管理子系统400根据以下步骤计算最佳充电时间：获取当地各个时间段的电费，取电费最便宜时段定为最佳充电时间。
进一步地，能源管理子系统400还包括以下步骤计算最佳充电时间：获取当地用电高峰低谷数据，取电费最便宜时段的用电低谷为最佳充电时间。
本发明实施例提供的光伏能供氧系统及其电能管理方法，通过能源管理子系统400实时检测太阳能发电装置100的发电量，在太阳能发电装置100的发电量充足时，通过太阳能发电装置100为储能设备310充电，在太阳能发电装置100的发电量不足时，通过控制供电电源在最佳的时间点为储能设备310充电，储能设备310可以给供氧装置600提供稳定充足的电能，避免了太阳能发电装置100发电量不足时给供氧装置600带来的供电不足的影响。可以充分利用太阳能发电，减少供电电能的消耗。同时，选择通过选择最佳的时间为储能设备310充电，可以在保证供氧装置600供电的情况下，尽量减少电费，为用户节省用电成本。
优选地，交流出线母排接口还连接充电桩开关610，能源管理子系统400还通过通信网络710连接充电桩开关610。交流出线母排接口进一步还连接负荷开关620，能源管理子系统400还通过通信网络710连接负荷开关620。通过设置充电桩开关610和负荷开关620，可以充分满足养殖区其他用电需求，比如电动汽车、电动单车的用电需求，以及其他的电器设备用电需求，如电饭煲、手机充电等，充分利用太阳能解决所有的用电需求。
优选地，光伏计量点130通过公网计量点210连接电网接口200。光伏能供氧系统电能管理方法，还包括以下步骤：能源管理子系统400检测到储能设备310电量达到第二预设值时，检测光伏计量点130电能是否充足，若光伏计量点130电能充足，控制光伏计量点130通过电网接口200外接电力线路，通过电网接口200将太阳能发电装置100中发的外接电力线路接入供电网络。光伏计量点130通过公网计量点210连接电网接口200，可以在阳光充足时太阳能发电装置100发电量充足时，通过电网接口200将电量接入电力供电线路，将电能提供给其他需要用电的地方，同时通过公网计量点210，可以获取为电力供电线路提供的电量，提供结算依据，还能为用户获取额外收入，或者获取在天气不好时免费使用供电电源的机会，节约用户的用电成本。
优选地，能源管理子系统400还通过通信网络710连接监控设备700。通过设置监控设备700，可以实时监控能源管理子系统400的运行状态，实时获取各个设备的状态，以及电能电量参数，对系统实现管理和优化。监控设备700可以配备计算机系统，以实现对能源管理子系统400的数据接受，计算和监控。
本发明实施例中的通信网络710包括移动通信提供的无线网络，如GPRS网，3G、4G通信网，甚至可以适用于正在发展的5G网络，只需要配备相应的网络通信模块即可。也包括现有的有线通信网，如互联网等，也可以通过相应的数据线，搭建专门的能源子系统通信网络710，提供专门的通信服务。搭建通信网络710的技术属于现有的常规技术，本发明实施例不予赘述。
优选地，光伏能供氧系统电能管理方法，包括如下步骤：
能源管理子系统400检测储能设备310的电量是否低于第三预设值，若是，控制储能逆变器300停止为所述充电桩开关610和负荷开关620供电。相对来说，供氧装置600是最重要的设备，通过控制储能设备310在电量不足时，只为供氧装置600供电，而暂停为充电桩开关610和负荷开关620供电，可以优先保证供氧装置600的正常工作，避免供氧装置600不能工作带来的影响。
实施例2：
本发明实施例2还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有可执行计算机程序，可执行计算机程序可由能源管理子系统400上的处理器执行并实现如实施例1中的电能管理方法。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.光伏能供氧系统，其特征在于，包括太阳能发电装置、电网接口、储能逆变器、储能设备、能源管理子系统，所述电网接口用于外接供电电网，所述太阳能发电装置包括光伏组件、光伏逆变器和光伏计量点，所述光伏组件通过直流导线连接所述光伏逆变器的直流端口，所述光伏逆变器通过交流导线连接所述光伏计量点，所述储能逆变器包括第一交流进线母排接口、第二交流进线母排接口、交流出线母排接口和第二直流接口，所述光伏计量点通过交流导线连接所述第一交流进线母排接口，所述电网接口通过交流导线连接第二交流进线母排接口，所述光伏计量点还通过交流导线连接所述电网接口，所述储能设备连接第二直流接口，所述交流出线母排接口连接供氧装置，所述能源管理子系统通过通信网络分别连接所述光伏计量点和储能逆变器。
2.如权利要求1所述的光伏能供氧系统，其特征在于，所述交流出线母排接口还连接充电桩开关，所述能源管理子系统还通过通信网络连接所述充电桩开关。
3.如权利要求2所述的光伏能供氧系统，其特征在于，所述交流出线母排接口还连接负荷开关，所述能源管理子系统还通过通信网络连接所述负荷开关。
4.如权利要求1至3任一所述的光伏能供氧系统，其特征在于，所述光伏计量点通过公网计量点连接所述电网接口。
5.如权利要求4所述的光伏能供氧系统，其特征在于，所述能源管理子系统还通过通信网络连接监控设备。
6.光伏能供氧系统电能管理方法，其特征在于，所述方法由如权利要求1所述的光伏能供氧系统实施，包括如下步骤：
能源管理子系统检测光伏计量点和储能逆变器的电能参数，控制所述光伏计量点首先为储能设备充电；
能源管理子系统检测到光伏计量点电量不足时，判断是否处于最佳电网充电时间，如果是，通过电网接口外接供电电源为储能设备充电，如果否，检测储能设备电量是否高于第一预设值，如果储能设备电量高于第一预设值，暂停为储能设备供电，否则，通过电网接口外接供电电源为储能设备充电。
7.如权利要求6所述的光伏能供氧系统电能管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述能源管理子系统检测到储能设备电量达到第二预设值时，检测光伏计量点电能是否充足，若光伏计量点电能充足，控制所述光伏计量点通过所述电网接口外接电力线路，通过所述电网接口将太阳能发电装置中发的电通过外接电力线路接入供电网络。
8.如权利要求6或7所述的光伏能供氧系统电能管理方法，其特征在于，所述方法由如权利要求3所述的光伏能供氧系统实施，还包括如下步骤：
所述能源管理子系统检测储能设备的电量是否低于第三预设值，若是，控制储能逆变器停止为所述充电桩开关和负荷开关供电。
9.如权利要求8所述的光伏能供氧系统电能管理方法，其特征在于，所述能源管理子系统根据以下步骤计算最佳充电时间：获取当地各个时间段的电费，
获取当地用电高峰低谷数据，取电费最便宜时段的用电低谷为最佳充电时间。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有可执行计算机程序，所述可执行计算机程序可由能源管理子系统上的处理器执行并实现如权利要求6至9任一所述的方法。
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